一种农宅建筑多能源供应系统的制作方法

本实用新型涉及环保能源技术领域，特别是涉及一种农宅建筑多能源供应系统。

背景技术：

传统的农宅建筑多采用燃煤采暖炉解决供暖问题。但是随着社会经济的发展，能源紧缺和环保问题逐渐严重。因此农宅建筑的燃煤采暖炉渐渐被禁用，要求农宅建筑向清洁能源和可再生能源供应的方式迈进。

在此大环境下，煤改气技术越来越受到关注。但是，煤改气技术应用到农宅建筑中仍然存在着显著的问题。其一，有些地区燃气能源不足，无法适应持续供暖的需求；其二，燃气供暖成本较高，给广大农户增添经济负担。

而天然的能源如太阳能、风能在自然界普遍存在，且取之不竭，用之不尽。因此设计一种能够充分利用天然能源为农宅建筑提供多能源供应系统，具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中能源供应不足以及经济负担较重的缺陷，而提供一种农宅建筑多能源供应系统，充分利用了太阳能和风能，并辅以燃气，实现了农宅建筑的多能源供应，为农宅建筑提供供暖、生活用水以及建筑用电，是一种节能环保的能源供应系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

一种农宅建筑多能源供应系统，包括用于提供能源的多能源供应模块、用于为农宅建筑供暖的供暖设备模块和用于控制所述多能源供应模块供应顺序的多能源控制模块，其中：

所述多能源供应模块包括太阳能集热器、风能发电机和燃气锅炉；

所述供暖设备模块包括保温水箱和通过供暖管路与所述保温水箱连通的散热设备，所述太阳能集热器、风能发电机和燃气锅炉分别通过太阳能加热管路、电加热线路和燃气加热管路对所述保温水箱中的水进行加热；

所述太阳能加热管路包括分别连接在所述太阳能集热器的进液口与出液口上的进液管道与出液管道、两端分别与所述进液管道和出液管道连通且设置在所述保温水箱内部的第一换热盘管和设置在所述进液管道上的液体循环泵；

所述电加热线路包括设置在所述保温水箱内部的电加热器和通过逆变器为所述电加热器供电的蓄电池，其中所述风能发电机通过整流器与所述蓄电池电连接；

所述燃气加热管路包括分别连接在所述燃气锅炉的第一进水口与第一出水口上的第一进水管道与第一出水管道、两端分别与所述第一进水管道与第一出水管道连通且设置在所述保温水箱内部的第二换热盘管和设置在所述第一进水管道上的循环水泵；

所述第一换热盘管和所述第二换热盘管上均套装有多组可在循环水流下晃动的扰动环，每两组所述扰动环之间设置有隔档。

在上述技术方案中，所述散热设备包括分布在农宅建筑内的散热器、地热盘管和风机盘管中的一种或多种组合。

在上述技术方案中，所述太阳能加热管路和所述燃气加热管路内装有加热介质，所述加热介质为防冻液或水。

在上述技术方案中，所述燃气锅炉的第二进水口与第二出水口上分别连接有第二进水管道和第二出水管道，所述第二进水管道与自来水管道连通，所述第二出水管道与用水设备连通。

在上述技术方案中，所述第二进水管道和第二出水管道上分别设置有第九阀门和第十阀门。

在上述技术方案中，所述保温水箱的冷水入口和热水出口分别连接有第三进水管道和第三出水管道，所述第三进水管道与所述自来水管道连通，所述第三出水管道与所述用水设备连通。

在上述技术方案中，所述第三进水管道和第三出水管道上分别设置有第八阀门和第七阀门。

在上述技术方案中，所述蓄电池通过逆变器与用电设备电连接。

在上述技术方案中，所述多能源控制模块包括信号采集器、执行器和控制器，所述控制器的输入端和输出端分别与所述信号采集器和所述执行器通讯连接；

所述信号采集器包括设置在所述出液管道上的温度传感器和设置在所述逆变器与所述电加热器之间的电流传感器；

所述执行器包括设置在所述逆变器与电加热器之间的电磁开关和设置在所述第一出水管道上的第三阀门。

上述农宅建筑多能源供应系统的控制方法，

初始状态下，所述电磁开关和所述第三阀门断开，由太阳能集热器通过太阳能加热管路对所述保温水箱进行加热；

当所述温度传感器探测到所述太阳能加热管路中的加热介质的温度低于设定的最低工作温度时，将温度信息传送至所述控制器，所述控制器控制所述电磁开关闭合，所述电加热线路连通，由风能发电机通过所述电加热线路对所述保温水箱内的水进行加热；

当所述温度传感器探测到所述太阳能加热管路中加热介质的温度高于设定的开启工作温度时，将温度信息传送至所述控制器，所述控制器控制所述电磁开关断开，风能发电机转化的电能蓄存在所述蓄电池内；

当电能不足时，所述电流传感器探测到电流不足并传送至控制器，所述控制器控制所述电磁开关断开，同时打开所述第三阀门启动燃气锅炉，所述燃气锅炉通过燃气加热管路对所述保温水箱内的水进行加热。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提供的农宅建筑多能源供应系统，包括太阳能集热器、风能发电机和燃气锅炉，结合了太阳能、风能和燃气能三种能源方式，并且三种能源的优先顺序为太阳优于风能优于燃气能。该系统充分利用了自然界中存在的太阳能和风能，极大的减少了燃气能的使用，解决了燃气能不足的问题，同时降低了燃气使用成本，是一种节能环保且高效、低成本的能源供应系统，有广大的应用前景。

2.本实用新型提供的农宅建筑多能源供应系统，在冬季供暖季节，生活热水由燃气锅炉供应；在非供暖季节，保温水箱供应生活热水。该系统不仅适用于供暖，也能提供生活热水，极大的增加了系统使用频率，提高用户体验。

3.本实用新型提供的农宅建筑多能源供应系统，风能发电机产生的电能蓄存在蓄电池内部，经逆变器转换之后与生活用电设备连接，提供生活用电。

附图说明

图1所示为本实用新型的实用新型名称的结构示意图；

图2所示为保温水箱内部结构。

图中：1-太阳能集热器，2-风能发电机，3-保温水箱，4-燃气锅炉，5-液体循环泵，6-第二换热盘管，7-循环水泵，8-整流器，9-蓄电池，10-逆变器，11-电加热器，12-控制器，13-第一换热盘管，14-第二阀门，15-进液管道，16-出液管道，17-第一阀门，18-温度传感器，19-供暖供水管道，20-供暖回水管道，21-第六阀门，22-第五阀门，23-第三出水管道，24-第三进水管道，25-第七阀门，26-第八阀门，27-自来水管道，28-第二进水管道，29-第十阀门，30-第二出水管道，31-第一进水管道，32-第一出水管道，33-第九阀门，34-第三阀门，35-，36-供暖回水口，37-供暖供水口，38-冷水入口，39-进液口，40-出液口，41-第一进水口，42-第一出水口，43-电流传感器，44-电磁开关，45-第二进水口，46-第二出水口，47-热水出口，48-扰动环，49-隔档。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例主要介绍供暖系统。

一种农宅建筑多能源供应系统，包括用于提供能源的多能源供应模块、用于为农宅建筑供暖的供暖设备模块和用于控制所述多功能供应模块供应顺序的多能源控制模块，其中：

所述多能源供应模块包括太阳能集热器1、风能发电机2和燃气锅炉4；

所述供暖设备模块包括保温水箱3和通过供暖管路与所述保温水箱3连通的散热设备a，所述太阳能集热器1、风能发电机2和燃气锅炉4分别通过太阳能加热管路、电加热线路和燃气加热管路对所述保温水箱3中的水进行加热；所述散热设备a包括分布在农宅建筑各房间内的散热器、地热盘管和风机盘管中的一种或多种组合；所述供暖管路包括连接于所述保温水箱3的供暖回水口36上的供暖回水管道20和连接于所述保温水箱3的供暖供水口37上的供暖供水管道19；所述供暖供水管道19和供暖回水管道20的端部分别与所述散热设备a的进水口与出水口相连通，所述供暖供水管道19和供暖回水管道20上分别设置有第六阀门21和第五阀门22；所述第六阀门21和第五阀门22在供暖季节开启，在非供暖季节关闭。

所述太阳能加热管路包括分别连接在所述太阳能集热器1的进液口39与出液口40上的进液管道15与出液管道16、两端分别与所述进液管道15和出液管道16连通且设置在所述保温水箱3内部的第一换热盘管13和设置在所述进液管道15上的液体循环泵5；所述太阳能集热器1、进液管道15与出液管道16和第一换热盘管13形成回路。所述太阳能加热管路内装有防冻液作为加热介质。防冻液在液体循环泵5的循环驱动下在上述回路内循环流动，首防冻液在太阳能集热器1内吸收太阳能并转化成热量，然后通过出液管道16进入第一换热盘管13，将热量传导至保温水箱3内的水中，最后通过进液管道15流回太阳能集热器1开始下一循环过程。所述进液管道15与所述出液管道16上分别设置有第一阀门17和第二阀门14。

所述电加热线路包括设置在所述保温水箱3内部的电加热器1和通过逆变器10为所述电加热器1供电的蓄电池9，其中所述风能发电机2通过整流器8与所述蓄电池9电连接。风能发电机2转化的电能经整流器8变成稳定的直流电蓄存在蓄电池9内，使用时经过逆变器10转化成符合用电要求的定频定压交流电。

所述燃气加热管路包括分别连接在所述燃气锅炉4的第一进水口41与第一出水口42上的第一进水管道31与第一出水管道32、两端分别与所述第一进水管道31与第一出水管道32连通且设置在所述保温水箱3内部的第二换热盘管6和设置在所述第一进水管道31上的循环水泵7；所述燃气锅炉4、第一进水管道31与第一出水管道32和第二换热盘管6形成水循环回路。所述燃气加热管路内装有水作为加热介质。水在循环水泵7的驱动下在该水循环回路内循环流动，首先在燃气锅炉4内被加热，然后通过第一出水管道32进入第二换热盘管6将热量传导至保温水箱3内的水中，最后通过第一进水管道31流回燃气锅炉4开始下一循环过程。

如图2所示，所述第一换热盘管13和所述第二换热盘管6上均套装有多组可在循环水流下晃动的扰动环48，每两组所述扰动环之间设置有隔档49，每组所述扰动环的数量为5-15个。

扰动环48在循环水流的驱动下，在所述第一换热盘管13和所述第二换热盘管6上发生轻微晃动，可防止水垢在所述第一换热盘管13和所述第二换热盘管6上沉积。为防止扰动环48聚集，降低扰动效果，每两组所述扰动环之间设置有隔档49。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上介绍其多能源控制模块及其控制方法。

所述多能源控制模块包括信号采集器、执行器和控制器12，所述控制器12的输入端和输出端分别与所述信号采集器和所述执行器12通讯连接；

所述信号采集器包括设置在所述出液管道16上的温度传感器18和设置在所述逆变器10与所述电加热器11之间的电流传感器43；

所述执行器包括设置在所述逆变器10与电加热器11之间的电磁开关44和设置在所述第一出水管道32上的第三阀门34，所述第三阀门34为电磁阀，为便于控制所述第六阀门21也可采用电磁阀。

上述农宅建筑多能源供应系统的控制方法：

初始状态下，所述电磁开关44和所述第三阀门34断开，由太阳能集热器1通过太阳能加热管路对所述保温水箱3内的水进行加热；

当所述温度传感器18探测到所述太阳能加热管路中的加热介质的温度低于设定的最低工作温度时，将温度信息传送至所述控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44闭合，所述电加热线路连通，由风能发电机2通过所述电加热线路对所述保温水箱3内的水进行加热；

当所述温度传感器18探测到所述太阳能加热管路中加热介质的温度高于设定的开启工作温度时，将温度信息传送至所述控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44断开，风能发电机2转化的电能蓄存在所述蓄电池9内；

当电能不足时，所述电流传感器43探测到电流不足并传送至控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44断开，同时打开所述第三阀门34启动燃气锅炉4，所述燃气锅炉4通过燃气加热管路对所述保温水箱3内的水进行加热。

上述多能源控制模块，控制能源应用顺序依次为太阳能、风能和燃气能。其中燃气能源需要成本，因此作为最末级能源。风能不仅能够进行加热，还可以存储在蓄电池内对农宅提供生活用电，而太阳能没有相关储能模块。因此，太阳能作为最优先级能源，最大限度的发挥其能源使用率。

实施例3

本实施例是在实施例1和2的基础上介绍其生活热水和生活用电的供应情况。

冬季供暖季节，保温水箱3用于为所述散热设备a提供热水。生活热水由燃气锅炉4供应。

所述燃气锅炉4的第二进水口45与第二出水口46上分别连接有第二进水管道28和第二出水管道30，所述第二进水管道28与自来水管道27连通，所述第二出水管道30与用水设备c连通供应生活热水。

所述第二进水管道28和第二出水管道30上分别设置有第九阀门33和第十阀门29。冬季供暖季节燃气锅炉4用于生活热水的供应，因此第九阀门33和第十阀门29在冬季供暖季节根据使用需要开启或闭合。

所述保温水箱3的冷水入口38和热水出口47分别连接有第三进水管道24和第三出水管道23，所述第三进水管道24与所述自来水管道27连通，所述第三出水管道23与所述用水设备c连通供应生活热水。所述第三进水管道24和第三出水管道23上分别设置有第八阀门26和第七阀门25。冬季供暖季节，保温水箱3用于为散热设备a供应热水，因此在供暖季节第八阀门26和第七阀门25关闭。在非供暖季节，保温水箱3为用水设备c供应生活热水，因此在非供暖季节第八阀门26和第七阀门25根据使用需求开启或闭合。

非供暖季节保温水箱3的能源供应顺序与实施例1中的供暖能源供应顺序一致。

初始状态下，所述电磁开关44和所述第三阀门34断开，由太阳能集热器1通过太阳能加热管路对所述保温水箱3内的水进行加热；

当所述温度传感器18探测到所述太阳能加热管路中的加热介质的温度低于设定的最低工作温度时，将温度信息传送至所述控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44闭合，所述电加热线路连通，由风能发电机2通过所述电加热线路对所述保温水箱3内的水进行加热；

当所述温度传感器18探测到所述太阳能加热管路中加热介质的温度高于设定的开启工作温度时，将温度信息传送至所述控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44断开，风能发电机2转化的电能蓄存在所述蓄电池9内；

当电能不足时，所述电流传感器43探测到电流不足并传送至控制器12，所述控制器12控制所述电磁开关44断开，此时生活热水由燃气锅炉4供应，第二出水管道29与用水设备c连通供应生活热水。

生活用电由风能发电机2提供。

风能发电机2产生的电能蓄存在蓄电池9内部，经逆变器10转换之后与生活用电设备b连接，提供生活用电。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。