[发明专利]一种太阳能加热冷水循环系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能加热技术领域，具体涉及一种太阳能加热冷水循环系统及其方法。

背景技术

太阳能基本上是取之不竭的可再生能源，利用太阳能来加热生活热水的太阳能光热系统技术已经非常成熟。全国各地相继出台了太阳能利用的法规，作为节能减排的一项非常重要的举措。常用的集中太阳能热水系统，由预热罐和供热罐组成，太阳能热媒在预热罐加热冷水，然后进入供热罐，供热罐水温达到热水供水温度时，直接向用户供水。供热罐温度低于热水供水温度时需要利用锅炉提供的热媒水进行辅助加热。两个原因会造成辅助加热启用：1、用水较多太阳能不足时从预热罐来水温度较低而降低供热罐水温时；2、用水少但热水循环时管道和热交换器热损失而造成供热罐水温下降。第2种情况发生时如果太阳能充足预热罐温度高于供热罐时，由于没有用水量或用水量极小，预热罐水不能补入供热罐，或只有极少水量补入供热罐，不足以补充供热罐热损失，辅助加热必须开启，而造成太阳能浪费。通常情况下，热水循环能耗在正常入住率的情况下占热水总能耗的30%～50%，其中的约50%左右是在太阳能充足的情况下发生的，也就是说占总能耗的15～25%的太阳能没有利用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种太阳能加热冷水循环系统及其方法，利用太阳能热量补充热水循环损失减少辅助加热能耗。

一种太阳能加热冷水循环系统，包括温度显示模块、控制模块和循环模块；

所述的温度显示模块包括显示屏和温度传感器，其中温度传感器分别设置在热水循环泵、预热罐、供热罐和太阳能集热板上；分别用于检测热水循环泵、预热罐、供热罐和太阳能集热板的温度。

所述的控制模块包括第一控制点CC1、第二控制点CC2、第三控制点CC3、第四控制点CC4和第五控制点CC5，所述的第一控制点CC1、第二控制点CC2和第五控制点CC5分别与温差循环泵、第一电磁阀和第二电磁阀相连接；第三控制点CC3、第四控制点CC4分别与电动三通阀的两端相连接；

所述的循环模块包括热水循环泵、电动三通阀、预热罐、供热罐、第一电磁阀、第二电磁阀和温差循环泵；预热罐为高效容积式热交换器，其换热系数不低于1200kcal/m².℃.h。或者采用板式换热器加闭式储水罐组合。供热罐为容积式热交换器。

给水系统通过管道与预热罐的输入端、供热罐的输入端相连接，给水系统端的管道上设置有闭式膨胀罐和压力表，给水系统与预热罐之间的管道上设置有阀门，且该阀门常开；给水系统与供热水桶之间的管道上也设置有阀门，且该阀门常闭；预热罐的输出端通过管道与供热罐的输入端相连接；电动三通阀的一个输出端与预热罐的输入端连接，另一个输出端与供热罐的输入端连接；供热罐的输出端与热水循环泵的输入端、各个楼层的管道输入端连接；热水循环泵的输出端与电动三通阀的输入端连接；

预热罐加热输出端与温差循环泵的一端连接；温差循环泵的另一端连接与太阳能集热板的输入端连接，太阳能集热板的输出端与第一电磁阀的一端连接，第一电磁阀的另一端与预热罐的加热输入端连接；且温差循环泵与太阳能集热板之间的管道上设置有闭式膨胀罐和压力表。

供热罐的加热输出端与第二电磁阀的一端连接，第二电磁阀的另一端与热媒管的一端连接，热媒管的另一端与供热罐加热输入端相连接。

一种太阳能加热冷水循环的方法，具体如下：

步骤1.采用串联的预热罐和供热罐分别进行加热和储热，当给水系统通过管道将冷水输送进预热罐时，若温度显示模块显示太阳能集热板的温度T1与预热罐的温度T2之间的温度差大于或等于8℃时，控制模块通过第一控制点CC1、第二控制点CC2控制温差循环泵和第一电磁阀开启，太阳能集热板产生的热媒对预热罐中的水进行预加热，直至温度显示模块显示太阳能集热板的温度T1与预热罐的温度T2之间的温度差小于或等于3℃，控制模块控制第一电磁阀和温差循环泵关闭；

步骤2.若温度显示模块显示进入热水循环泵的热水温度T4小于预热罐的热水温度T2时，表明预热罐内水温较低，进入热水循环泵的热水不能用于补充供热罐热损失，则控制模块通过第三控制点CC3控制电动三通阀与预热罐相通，直至温度显示模块显示热水循环泵的热水温度T4大于等于预热罐的热水温度T2；若温度显示模块显示进入热水循环泵的热水温度T4大于预热罐的热水温度T2时，表明预热罐内水温较高，进入热水循环泵的热水能够用于补充供热罐热损失，则控制模块过第四控制点CC4控制电动三通阀与供热罐相通。