專利名稱：住宅太陽能綜合供熱系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種住宅綜合供熱系統，特別是一種集太陽能集熱、供暖、生活熱水供應于一體的綜合供熱系統。
背景技術：
隨著國家經濟發展和人民生活水平提高，集中供應生活熱水已成為衡量住宅舒適性的一項重要指標?，F有的住宅生活熱水技術具有以下幾點缺點1、在可以集中供應生活熱水的住宅中，均是單獨設置生活熱水管道和采暖供熱管道，同時供熱、生活熱水均設置熱計量表，這種形式由于供暖、供生活熱水系統完全獨立，所以不能充分利用采暖管網的時效性和延展性，同時會擠占有限的管井空間，影響住宅的有效居住面積。2、在中高層建筑中， 如果采用傳統的集中式太陽能熱水系統，則集中式太陽能熱水系統會占用熱水機房，管理比較困難且存在安全隱患，同時，由于集中式太陽能熱水系統中的水箱管網耗熱量大，所以綜合熱效率較低；如果采用傳統的分體式太陽能熱水系統，則只能在陽臺垂直安裝，不但投資過大，而且維修起來比較麻煩，還存在風噪和安全隱患。3、在可以集中供應生活熱水的住宅中，一般是采用分戶貯熱的方式，而分戶貯熱系統既會占用住宅的戶內面積，又具有輔助加熱控制困難的問題。4、在低層住宅中，一般都采用分體式或整體式熱水器，存在熱效率不高、水質較差、容易結垢和水壓不穩定的問題。5、由于住宅用戶每戶均需計量收取熱水費， 所以存在生活熱水收費計量困難的問題。綜上所述，目前還沒有一種特別成熟的綜合供熱一體系統，所以需要改進。

發明內容
本發明的目的是提供一種住宅太陽能綜合供熱系統，要解決傳統的住宅供熱系統占用建筑空間太多的技術問題；并解決傳統的太陽能系統熱效率低的問題；并解決傳統的住宅生活熱水收費計量困難的問題。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案一種住宅太陽能綜合供熱系統，包括有太陽能集熱器和集熱器循環水管，并且集熱器循環水管上設有太陽能集熱器循環泵和膨脹罐，其特征在于所述集熱器循環水管通過板式換熱器與具有保溫功能的貯熱管道連接， 貯熱管道上連有管道循環泵和定壓水箱，貯熱管道通過設有采暖熱水表和供暖管道閥門的供暖管道與設在室內的低溫輻射供暖器連接成一循環水路，貯熱管道還通過市政供暖熱水管道閥門與市政供暖熱水管道連接成一循環水路。所述貯熱管道上還接有換熱器，所述換熱器包括與貯熱管道連通的換熱器外殼、 位于換熱器外殼內的換熱管、以及設在換熱器外殼上的生活冷水接入口和生活熱水接出口，所述換熱管的一端通過生活冷水接入口與帶有冷水表和冷水閥門的冷水管連通，換熱管的另一端通過生活熱水接出口與生活熱水管連通。所述生活熱水管上設有熱水器。所述熱水器可為電熱水器或煤氣熱水器。
所所述換熱器可為管式換熱器，管式換熱器的換熱器外殼為管狀，并且換熱器外殼通過法蘭盤或卡箍連接在貯熱管道上、使換熱器外殼成為貯熱管道的其中一段，管式換熱器的換熱管為貼著換熱器外殼的內壁螺旋環繞的換熱盤管。
所述換熱器外殼的管徑可與貯熱管道的管徑一致。所述換熱器外殼的管徑可為150mm 250mm，換熱器外殼的長度可為Im 2m。所述換熱器的水力損失彡0. 05MPa,出流量彡0. 15L/S，承壓彡1. OMPa0所述換熱管的管徑可為15 mm 25mm，換熱管的長度可不小于10米。所述換熱管可為不銹鋼軟管、薄壁銅管或鈦合金管。所述貯熱管道的管徑可為DN200mm以上。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果本發明是一種成套化的綜合供熱裝置，是一種可以高效利用太陽能的綜合性太陽能利用設施，其設計原理簡單，施工方便，同時具有富余熱量貯存功能、調峰采暖供熱功能和供生活熱水功能，一舉三得，非常適用于建筑與小區的綜合供熱利用。本發明是一種全新的綜合供熱方式，具有常規供暖管道的供熱功能和生活熱水管道的供應生活熱水功能，不但投資小，維修方便，而且生活熱水與熱媒不直接接觸，水質不受污染；同時熱媒溫度低于60°C，生活熱水出水溫度低于55°C，無結垢問題；此外，生活熱水水壓由自來水管道直接提供，所以水壓波動小。本發明充分利用到了采暖管網的時效性和延展性，使采暖管網四季得到充分利用，其可以將收集到的太陽能經板式換熱器貯存于可以保溫的貯熱管道中，貯熱管道中的熱水作為熱源，通過管式換熱器加熱生活熱水，同時貯熱管道中的熱水直接作為采暖用水， 以此滿足采暖功能需求。本發明與傳統的集中式太陽能熱水系統相比，即不會擠占有限的管井空間，也不會影響住宅的有效居住面積，這是因為傳統的住宅供熱系統一般都設有生活熱水管道和采暖供熱管道兩套管道，而本發明將生活熱水管道、采暖供熱管道整合為一套貯熱管道(即貯熱管道取代了獨立的生活熱水管道和采暖供熱管道，具有供暖、供應生活熱水、熱量貯存功能)，因此削減了一套管道，同時本發明擴大貯熱管道的直徑，將熱水儲存在貯熱管道中，因此又消減了儲熱水箱，所以不但大大節省了建筑空間，而且降低了熱量的流失，使建筑能耗得到了明顯的降低。與傳統的集中式太陽能熱水系統相比，本發明不會占用熱水機房，所以管理方便、 安全隱患??；與傳統的分體式太陽能熱水系統相比，本發明投資較小且不會占用陽臺，所以不存在風噪和安全隱患，同時維修也比較方便。
本發明屬于集中供應生活熱水的方式，與分戶貯熱的方式相比，分戶貯熱系統既會占用住宅的戶內面積，又具有輔助加熱控制困難的問題，而本發明完全沒有這些問題。使用了本發明以后，將不再需要單獨計量生活熱水，而是生活熱水、生活冷水由同一根供水管(即生活熱水管)供水，同一塊冷水表進行用水計量，每戶只需使用冷水表計量冷水即可，熱水完全可以平攤到物業費中去，所以生活熱水收費計量困難的問題得到了解決。


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是本發明實施例一的結構示意圖。圖2是管式換熱器的主視示意圖。圖3是管式換熱器的俯視示意圖。圖4是管式換熱器的工作原理示意圖。圖5是本發明的工作原理框圖。 附圖標記1 一太陽能集熱器、2 —板式換熱器、3—太陽能集熱器循環泵、4 一管道循環泵、5 —貯熱管道、6 —換熱器、6. 1 一換熱器外殼、6. 2 一換熱管、6. 3 一法蘭盤、6. 4 一生活冷水接入口、6. 5 一生活熱水接出口、7 —采暖熱水表、8 —低溫輻射供暖器、9 一冷水表、10 —熱水器、11 一冷水管、12 —生活熱水管、13 —定壓水箱、14 一集熱器循環水管、 15—供暖管道、16—供暖管道閥門、17—冷水閥門、18—市政供暖熱水管道閥門、19 一市政供暖熱水管道、20 —樓頂、21 —地下夾層、22 —膨脹罐、23 —切換閥門。
具體實施例方式實施例一參見圖1-4所示，這種住宅太陽能綜合供熱系統，包括有太陽能集熱器1 和集熱器循環水管14，并且集熱器循環水管14上設有太陽能集熱器循環泵3和膨脹罐22， 所述集熱器循環水管14通過板式換熱器2與具有保溫功能的貯熱管道5 (即貯熱管道5的管壁外側敷有保溫材料)連接(即太陽能集熱器收集熱量，然后經板式換熱器，與貯熱管道內的熱水進行換熱，向貯熱管道內補熱)，貯熱管道5上設有管道循環泵4和定壓水箱13，貯熱管道5通過設有采暖熱水表7和供暖管道閥門16的供暖管道15與設在室內的低溫輻射供暖器8連接成一循環水路，貯熱管道5還通過市政供暖熱水管道閥門18與市政供暖熱水管道19連接成一循環水路；一般情況下，貯熱管道5的管徑為150mm 250mm，貯熱管道5 具有貯存熱量，調峰供熱功能。所述貯熱管道5上還接有換熱器6，所述換熱器6包括與貯熱管道5連通的換熱器外殼6. 1、位于換熱器外殼內的換熱管6. 2、以及設在換熱器外殼上的生活冷水接入口 6.4 和生活熱水接出口 6. 5，所述換熱管6. 2的一端通過生活冷水接入口 6. 4與帶有冷水表9和冷水閥門17的冷水管11連通，換熱管6. 2的另一端通過生活熱水接出口 6. 5與生活熱水管12連通。本實施例中，換熱器6為管式換熱器，管式換熱器的換熱器外殼6. 1為管狀，并且換熱器外殼6. 1通過法蘭盤6. 3連接在貯熱管道5上、使換熱器外殼6. 1成為貯熱管道 5的其中一段(即管式換熱器連接于貯熱管道5管道中，作為貯熱管道5 —部分，用于冷水即時換熱成生活熱水)，管式換熱器的換熱管6. 2為貼著換熱器外殼6. 1的內壁螺旋環繞的換熱盤管。在其它實施例中，換熱器外殼6. 1也可以通過卡箍等其它方式連接在貯熱管道 5上。所述生活熱水管12上還設有熱水器10，熱水器10為電熱水器或煤氣熱水器。一般情況下，管式換熱器與貯熱管道5為同一材質，即管式換熱器和貯熱管道5均為金屬材料制品。所述管式換熱器的水力損失彡0. 05MPa,出流量彡0. 15L/S，承壓彡1. OMPa,管式換熱器具有生活熱水即時換熱功能，并必須滿足生活熱水水溫、壓力、流量的要求。換熱器外殼6. 1的管徑與貯熱管道5的管徑一致，確保搭接無變徑，一般情況下，換熱器外殼6. 1的管徑為150mm 250mm，換熱器外殼6. 1的長度為Im 2m。換熱管6. 2的管徑為15 mm 25mm，換熱管6. 2的長度不小于10米，可以為不銹鋼軟管、薄壁銅管或鈦合金管等金屬盤管。本發明的工作過程本發明為一成套化系列產品。所述太陽能經板式換熱器換熱貯存于貯熱管道，貯熱管道內的熱水直接用于地板輻射供暖，同時作為熱源通過管式換熱器 加熱生活熱水。所述貯熱管道5內充有60°C左右的熱水，換熱器6的換熱器外殼6. 1內充50°C 60°C熱水，換熱管6. 2與自來水供水管道(即充有20°C左右冷水的冷水管11和充有40°C 50°C熱水的生活熱水管12)直接連接，供應生活熱水，如換熱管6. 2中流出的水溫達不到用熱要求，則在用戶末端設置常規的熱水器，利用熱水器輔助加熱。所述低溫輻射供暖器8為低溫輻射供暖方式，保證太陽能全年均可為貯熱管道補充熱量，同時還需要確保貯熱管道內的水溫< 60°C，提高太陽能利用效率，控制生活熱水出水溫度，防止燙傷。本發明可用于一梯2 10戶的板式、塔式中高層住宅，建筑底層預留有市政供暖熱水管道19，非采暖季節，關閉市政供暖熱水管道19與貯熱管道5之間的市政供暖熱水管道閥門18，建筑內的貯熱管道自成循環回路，循環供生活熱水；采暖季節，開啟市政供暖熱水管道19，建筑內的貯熱管道5與市政供暖熱水管道并聯運行，一起給低溫輻射供暖器8供熱。所述貯熱管道5上設置有切換閥門23，用于保證不同季節不同住宅中的系統運行模式切換。參見圖5，本發明的工作過程太陽能經由太陽能集熱器收集加熱循環介質，經板式換熱器換熱將熱量補充至貯熱管道中，非采暖季，關閉供暖管道閥門16，生活給水經管式換熱器加熱和熱水器輔助加熱后，供應生活熱水；采暖季，貯熱管道中的熱水直接接入供暖管道15和低溫輻射供暖器8供暖，并作為熱源加熱生活熱水，全年均優先使用太陽能，采暖季太陽能不足時，由市政供暖熱水管道補足熱量。本發明適合規模適中的建筑綜合供熱系統，整個系統為一整套成套化設備產品。
權利要求
1.一種住宅太陽能綜合供熱系統，包括有太陽能集熱器(1)和集熱器循環水管(14)， 并且集熱器循環水管(14)上設有太陽能集熱器循環泵(3)和膨脹罐(22)，其特征在于所述集熱器循環水管(14)通過板式換熱器(2)與具有保溫功能的貯熱管道(5)連接，貯熱管道(5 )上連有管道循環泵(4 )和定壓水箱(13 )，貯熱管道(5 )通過設有采暖熱水表(7 )和供暖管道閥門(16)的供暖管道(15)與設在室內的低溫輻射供暖器(8)連接成一循環水路，貯熱管道(5)還通過市政供暖熱水管道閥門(18)與市政供暖熱水管道(19)連接成一循環水路；所述貯熱管道(5 )上還接有換熱器(6 )，所述換熱器(6 )包括與貯熱管道(5 )連通的換熱器外殼(6. 1)、位于換熱器外殼內的換熱管(6. 2)、以及設在換熱器外殼上的生活冷水接入口(6. 4)和生活熱水接出口(6. 5)，所述換熱管(6. 2)的一端通過生活冷水接入口(6. 4) 與帶有冷水表(9)和冷水閥門(17)的冷水管(11)連通，換熱管(6. 2)的另一端通過生活熱水接出口(6. 5)與生活熱水管(12)連通。
2.根據權利要求1所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述生活熱水管 (12)上設有熱水器(10)。
3.根據權利要求2所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述熱水器(10)為電熱水器或煤氣熱水器。
4.根據權利要求1所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱器(6)為管式換熱器，管式換熱器的換熱器外殼(6. 1)為管狀，并且換熱器外殼(6. 1)通過法蘭盤 (6. 3)或卡箍連接在貯熱管道(5)上、使換熱器外殼(6. 1)成為貯熱管道(5)的其中一段， 管式換熱器的換熱管(6. 2)為貼著換熱器外殼(6. 1)的內壁螺旋環繞的換熱盤管。
5.根據權利要求4所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱器外殼 (6. 1)的管徑與貯熱管道(5)的管徑一致。
6.根據權利要求4所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱器外殼 (6. 1)的管徑為150mm 250mm，換熱器外殼(6. 1)的長度為Im 2m。
7.根據權利要求4所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱器(6)的水力損失彡0. 05MPa,出流量彡0. 15L/S，承壓彡1. OMPa0
8.根據權利要求4所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱管(6.2)的管徑為15 mm 25mm，換熱管(6. 2)的長度不小于10米。
9.根據權利要求4所述的住宅太陽能綜合供熱系統，其特征在于所述換熱管(6.2)為不銹鋼軟管、光滑壁銅管、大波節銅管或鈦合金管。
全文摘要
一種住宅太陽能綜合供熱系統，包括有太陽能集熱器和集熱器循環水管，并且集熱器循環水管上設有太陽能集熱器循環泵和膨脹罐，所述集熱器循環水管通過板式換熱器與具有保溫功能的貯熱管道連接，貯熱管道上連有管道循環泵和定壓水箱，貯熱管道通過設有采暖熱水表和供暖管道閥門的供暖管道與設在室內的低溫輻射供暖器連接成一循環水路，貯熱管道還通過市政供暖熱水管道閥門與市政供暖熱水管道連接成一循環水路，貯熱管道上還接有換熱器。本系統是一種成套化的綜合供熱裝置，是一種可以高效利用太陽能的綜合性太陽能利用設施，其設計原理簡單，同時具有富余熱量貯存功能、調峰采暖供熱功能和供生活熱水功能，非常適用于建筑與小區的綜合供熱利用。
文檔編號F24D11/00GK102364254SQ20111036667
公開日2012年2月29日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者任川山, 劉振印, 劉玉春, 張銘蕾, 曹為狀, 李偉, 王耀堂, 趙佃, 高峰 申請人:中國建筑設計研究院