專利名稱：疊拼別墅式住宅太陽能-燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于太陽能熱水器技術(shù)領域，具體地說是一種疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)。
技術(shù)背景 現(xiàn)階段住宅太陽能熱水利用主要有集中和分戶兩種運行方式，在管理和使用等方面都存在諸多問題，嚴重制約了住宅太陽能利用的發(fā)展前景。集中太陽能利用不便于管理，給維護運行帶來諸多問題，主要表現(xiàn)在管理難度大、運行維護費用不好收取、管理與使用缺乏個性化、單位使用成本忽高忽低、
管道系統(tǒng)復雜并占用空間等問題；而分戶太陽能利用，主要存在的問題是破壞了建筑原有立面、屋頂及煙道的功能，水箱漏水對建筑屋頂構(gòu)成威脅，系統(tǒng)穩(wěn)定性差、不能全天候利用。即便是在發(fā)達地區(qū)已推廣的太陽能一體建筑，要不存在冬季或陰天熱水供應不足，要不需要購置二次電加熱設備系統(tǒng)，造成重復投資。
目前大量住戶僅依靠分戶燃氣壁掛爐提供采暖及生活熱水供應。實用新型內(nèi)容 本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種適用于別墅式戶型使用的、管道系統(tǒng)簡單的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)將太陽能作為生活熱水的主要能源，燃氣壁掛爐即是采暖熱源，又是生活熱水的補充熱源；氣壁掛爐作為采暖熱源，仍舊保持其獨立的燃氣采暖系統(tǒng)，只有當太陽能提供的熱能不足時，燃氣壁掛爐才作為生活熱水的補充熱源。該系統(tǒng)不影響戶型功能、不影響其他系統(tǒng)、不影響室內(nèi)外裝飾效果、不影響陽臺和窗戶采光，可實現(xiàn)分戶控制、分戶計量、產(chǎn)權(quán)明晰。這里所說的疊拼別墅式戶型每戶的面積比較大， 一棟住宅居住的戶數(shù)比較少，樓層在二至四層的住宅。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下 一種疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其特征在于它包括燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)和
太陽能集中采集分別供水系統(tǒng)(以下簡稱為太陽能供水系統(tǒng))；太陽能供水系統(tǒng)
包括集中布置在建筑屋面或屋頂、由數(shù)個至十幾個集熱器串聯(lián)或/和并聯(lián)組成的集熱器組，太陽能站，熱能集中分配器，布置在各分戶設備間內(nèi)的儲水箱，各分戶用水設施；熱能集中分配器的進口與集熱器組出口連接，熱能集中分配器設有與分戶數(shù)量相應的分配出口，儲水箱內(nèi)裝有兩個相互獨立的換熱器，第一換熱器進口與分配出口連接，第一換熱器出口與太陽能站進口連接，太陽能站
出口與集熱器組進口連接；儲水箱經(jīng)熱水供應管與用水設施相接；第二換熱器的進、出口連接于燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)的熱能循環(huán)管路上。
太陽能站包括熱能介質(zhì)箱和與分戶數(shù)量相應的太陽能循環(huán)泵；第一換熱器出口與太陽能循環(huán)泵進口連接，各太陽能循環(huán)泵出口均與熱能介質(zhì)箱連接，熱能介質(zhì)箱出口與集熱器組進口連接；
本系統(tǒng)有兩個控制器，第一控制器用于控制太陽能采集供水系統(tǒng)；第二控制器就是燃氣壁掛爐原有的控制器，它除了用于控制采暖管路熱能補充之外，還用于控制與燃氣壁掛爐的熱能循環(huán)管路相連接的第二換熱器。
在集熱器組出口位置設有第一溫度傳感器，儲水箱里設有第二溫度傳感器，第一控制器信號輸入端經(jīng)信號線分別與第一、第二溫度傳感器連接，第一控制器信號輸出端經(jīng)信號線與太陽能循環(huán)泵連接；當集中布置在建筑屋面或屋頂?shù)募療崞鹘M輸出介質(zhì)溫度與儲水箱里水的溫度差超出設定的數(shù)值時，第一控制器向該分戶的太陽能循環(huán)泵發(fā)送啟動信號，該分戶的太陽能循環(huán)泵啟動，將集熱器組的溫度傳遞到儲水箱。集熱器組與儲水箱內(nèi)置的第一換熱器通過太陽能輸送管路組成太陽能循環(huán)管路，為滿足太陽能專用防凍液的工作要求，太陽能輸送管路使用銅管并加設保溫層。當太陽能量充足時，完全依靠第一換熱器將把太陽能量傳遞至水箱，給用戶供應達標熱水。
本實用新型是在分戶燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)的基礎上，增加了太陽能供水系統(tǒng)和相應的控制設施，從而實現(xiàn)太陽能的進一步利用、全天候利用。太陽能供水系統(tǒng)是與燃氣壁掛爐的采暖系統(tǒng)集成并聯(lián)動的閉合式強制循環(huán)系統(tǒng)，燃氣壁掛爐是供暖的熱源，太陽能系統(tǒng)作為生活熱水的主要來源，分戶燃氣壁掛爐作為太陽能供水系統(tǒng)供應熱水的輔助裝置，當太陽能量不足時，由燃氣壁掛爐起到輔助補充加熱生活熱水的作用。夏季直接通過太陽能供水系統(tǒng)向用戶提供生活熱水，當集中布置在建筑屋面或屋頂?shù)募療崞鹘M輸出介質(zhì)溫度與儲水箱里水的溫度差超出用戶設定的數(shù)值時，如兩者的溫度差超過5 1(TC，第一控制器向該分戶的太陽能循環(huán)泵發(fā)送啟動信號，該分戶的太陽能循環(huán)泵啟動，將集熱器組 的溫度傳遞到儲水箱。
本實用新型的太陽能的集熱器組采用并聯(lián)或串聯(lián)的形式集中布置在建筑物 的不上人屋面，集熱器組采用水平安裝，與建筑屋面融為一體，集熱器的尺寸 規(guī)格依據(jù)戶型所需生活熱水量確定，集熱器采集的太陽熱量通過加熱室內(nèi)分戶 儲水箱內(nèi)的自來水，以向用戶提供生活熱水，冬季或陰天當太陽能供水系統(tǒng)提 供的水達不到所需溫度時，再通過分戶燃氣壁掛爐進行再加熱，從而對冬季或 陰天的太陽能熱能給予充分利用、實現(xiàn)用戶全天候利用太陽能供應熱水的目的。 儲水箱為上下兩層雙盤管設計，分戶布置在每戶的設備間內(nèi)，所采集的太陽能 量通過熱能集中分配器連接到儲水箱，形成相對獨立的單戶循環(huán)系統(tǒng)。整套系 統(tǒng)由自控系統(tǒng)進行采暖熱水循環(huán)的時間編程控制。
本實用新型具有三路循環(huán)系統(tǒng)
第一路為太陽能防凍液循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是指太陽能的集熱器與儲水箱內(nèi) 的換熱器之間的閉式循環(huán)，循環(huán)介質(zhì)為太陽能專用防凍液；
第二路為太陽能生活熱水與燃氣壁掛爐生活熱水供應系統(tǒng)的聯(lián)動循環(huán)系
統(tǒng)；
第三路為燃氣壁掛爐獨立采暖循環(huán)系統(tǒng)，采取燃氣壁掛爐本來的結(jié)構(gòu)與獨 立運行方式，不受太陽能系統(tǒng)的限制。
本實用新型的三路子系統(tǒng)均為獨立運行，分戶計量，可實現(xiàn)自動控制，滿 足人性化的操作和管理。
本實用新型的集熱器組統(tǒng)一整齊布置在該樓建筑不上人的屋面，集熱器與 建筑屋面融為一體，構(gòu)造出一道獨特景觀；不影響戶型功能，不影響室內(nèi)外裝 飾效果，不影響陽臺和窗戶采光，消除了分戶太陽能熱水器破壞建筑原有立面、 屋頂及煙道的功能的弊端，對住戶其他系統(tǒng)沒有影響；儲水箱設置在各分戶設 備間，消除了現(xiàn)階段分戶太陽能熱水器隨意布設在樓頂、熱水器的規(guī)格、品牌、 顏色等不統(tǒng)一，影響小區(qū)樓房外觀美的弊端；本實用新型具有分戶管理、分戶 計量、產(chǎn)權(quán)明晰、收費依據(jù)清楚、分戶保養(yǎng)、分戶維修、便于維護等優(yōu)點；具 有極大的推廣價值和廣闊的發(fā)展前景。本實用新型實現(xiàn)了集熱器與水箱分體布置，水箱在用戶家里，徹底解決了漏水對建筑屋頂?shù)耐{；能快速地提供潔凈 的熱水；在冬季陰雨天比常規(guī)太陽熱水器可以提供更多的熱水；儲水箱和管路 具有非常好的保溫效果。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)一集熱器組，2—儲水箱，201—第一換熱器，202—第二換熱器，3 一燃氣壁掛爐，401—第一溫度傳感器，402—第二溫度傳感器，403—第三溫度 傳感器，404—第四溫度傳感器，501—第一控制器，502—第二控制器，6—太 陽能循環(huán)泵，7—單向閥，801—熱能三通換向閥，802—供水三通換向閥，9— 自來水管路，10—熱水循環(huán)泵，ll一用水設施，12—散熱器，13—熱能介質(zhì)箱， 14一膨脹罐，15—太陽能站，16—熱水供應管，17—熱能集中分配器，1701— 分配出口， 18—熱能循環(huán)管路，19一太陽能輸送管路，20—三通，21—回水管。
具體實施方式
如圖1所示本實用新型所提供的疊拼別墅式住宅太陽能一 燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)它包括燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)和太陽能供水系統(tǒng)；燃氣壁 掛爐采暖系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)，包括燃氣壁掛爐3、熱能循環(huán)管路18和散熱器12等； 太陽能供水系統(tǒng)包括集中布置在建筑屋面或屋頂、由數(shù)個至十幾個集熱器串聯(lián) 或/和并聯(lián)組成的集熱器組l，太陽能站15，熱能集中分配器17，布置在各分戶 設備間內(nèi)的儲水箱2，各分戶用水設施ll;熱能集中分配器17的進口與集熱器 組1出口連接，熱能集中分配器17設有與分戶數(shù)量相應的分配出口 1701，儲水 箱2內(nèi)裝有兩個相互獨立的換熱器201和202，第一換熱器201進口與分配出口 1701連接；太陽能站15包括熱能介質(zhì)箱13和與分戶數(shù)量相應的太陽能循環(huán)泵 6;第一換熱器201出口與太陽能循環(huán)泵6進口連接，各太陽能循環(huán)泵6出口均 與熱能介質(zhì)箱13連接，熱能介質(zhì)箱13出口與集熱器組1進口連接；為了防止 集熱器組l的熱量太高，膨脹罐14作為集熱器組的泄壓設施，連接在熱能介質(zhì) 箱13與集熱器組1之間的管路上，當集熱器組1的熱量過高時，通過膨脹罐14 泄壓；儲水箱2經(jīng)熱水供應管16與用水設施11相接；第二換熱器202的進、 出口連接于燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)的熱能循環(huán)管路18上。第一換熱器201與第二 換熱器202是盤式換熱管。熱水供應管16裝有單向閥7。
本系統(tǒng)設有兩個控制器501與502，第一控制器501用于控制太陽能采集供水系統(tǒng)；第二控制器502就是燃氣壁掛爐原有的控制器，它除了用于采暖管路 熱能補充之外，還用于控制與燃氣壁掛爐的熱能循環(huán)管路相連接的第二換熱器 202。
集熱器組1出口位置設有第一溫度傳感器401，儲水箱2里設有第二溫度傳 感器402，第一控制器501信號輸入端經(jīng)信號線分別與第一、第二溫度傳感器 401和402連接，第一控制器501信號輸出端經(jīng)信號線與太陽能循環(huán)泵6連接； 當集中布置在建筑屋面或屋頂?shù)募療崞鹘M1輸出介質(zhì)溫度與儲水箱2里水的溫 度差超出設定的數(shù)值時，第一控制器501向該分戶的太陽能循環(huán)泵6發(fā)送啟動 信號，該分戶的太陽能循環(huán)泵6啟動，將集熱器組l的熱量傳遞到儲水箱2。集 熱器組1與儲水箱2內(nèi)置的第一換熱器201通過太陽能輸送管路19組成太陽能 循環(huán)管路，為滿足太陽能專用防凍液的工作要求，太陽能輸送管路19使用銅管 并加設保溫層。當太陽能量充足時，完全依靠第一換熱器201將把太陽能量傳 遞至儲水箱2，給用戶供應達標熱水。
儲水箱2里設有第三溫度傳感器403，燃氣壁掛爐3的熱能循環(huán)管路18上 裝有熱能三通換向閥801，熱能三通換向閥801的第三接口與第二換熱器202的 出口連接；第二控制器502信號輸入端經(jīng)信號線與第三溫度傳感器403連接， 第二控制器502信號輸出端經(jīng)信號線與熱能三通換向閥801和天然氣燃燒裝置 連接。當太陽能量不足時，第三溫度傳感器403探測到儲水箱熱水溫度不足， 向第二控制器502發(fā)出信號，第二控制器502啟動天然氣燃燒裝置并將熱能三 通換向閥801自動切換到第二換熱器202的接口，由燃氣壁掛爐3輔助加熱第 二換熱器202，給用戶供應達標熱水。
作為本實用新型的完善，保證用戶打開用水設施ll的出水閥就能得到舒適 熱水，避免用水設施ll出水口中積存有一段涼水所帶來的不適。在熱水供應管 16上接有三通20，三通20的第三接口連接有回水管21，回水管21上安裝熱水 循環(huán)泵10，并在熱水循環(huán)泵10里設有第四溫度傳感器404，第四溫度傳感器404 經(jīng)信號線與第二控制器502信號輸入端連接。當太陽能量不足時，第三溫度傳 感器403與第四溫度傳感器404同時探測到儲水箱2和熱水循環(huán)泵10的熱水溫 度不足，向第二控制器502發(fā)出信號，第二控制器502啟動天然氣燃燒裝置并將熱能三通換向閥801自動切換到第二換熱器202的接口，由燃氣壁掛爐3輔 助加熱第二換熱器202，熱水循環(huán)泵10同時循環(huán)，避免用水設施11出水口中的 一段涼水的過水，保證用戶得到舒適熱水。
作為本實用新型的進一步完善，為了防止夏季太陽能能量過高，儲水箱2 里面的水過熱影響使用，在熱水供應管16上裝有供水三通換向閥802，供水三 通換向閥802第三接口與自來水管路9連接，
權(quán)利要求1、疊拼別墅式住宅太陽能—燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其特征在于它包括燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)和太陽能供水系統(tǒng)；太陽能供水系統(tǒng)包括集中布置在建筑屋面或屋頂、由數(shù)個至十幾個集熱器串聯(lián)或/和并聯(lián)組成的集熱器組(1)，太陽能站(15)，熱能集中分配器(17)，布置在各分戶設備間內(nèi)的儲水箱(2)，各分戶用水設施(11)；所述熱能集中分配器(17)的進口與所述集熱器組(1)出口連接，所述熱能集中分配器(17)設有與分戶數(shù)量相應的分配出口(1701)，所述儲水箱(2)內(nèi)裝有兩個相互獨立的換熱器(201)和(202)，第一換熱器(201)進口與所述分配出口(1701)連接，所述第一換熱器(201)出口與所述太陽能站(15)進口連接，所述太陽能站(15)出口與所述集熱器組(1)進口連接；所述儲水箱(2)經(jīng)熱水供應管(16)與所述用水設施(11)相接；第二換熱器(202)的進、出口連接于所述燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)的熱能循環(huán)管路(18)上。
2、 如權(quán)利要求l所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述太陽能站(15)包括熱能介質(zhì)箱(13)和與分戶數(shù)量相應的太 陽能循環(huán)泵(6);所述第一換熱器(201)出口與所述太陽能循環(huán)泵(6)進口 連接，各所述太陽能循環(huán)泵(6)出口均與所述熱能介質(zhì)箱(13)連接，所述熱 能介質(zhì)箱(13)出口與所述集熱器組(1)進口連接。
3、 如權(quán)利要求2所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述熱能介質(zhì)箱(13)與所述集熱器組(1)之間的管路上連接有膨 脹罐(14)。
4、 如權(quán)利要求2所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述集熱器組(1)出口位置設有第一溫度傳感器(401)，所述儲水 箱(2)里設有第二溫度傳感器(402)，第一控制器(501)信號輸入端經(jīng)信號 線分別與所述第一溫度傳感器(401)和所述第二溫度傳感器(402)連接，所 述第一控制器(501)信號輸出端經(jīng)信號線與所述太陽能循環(huán)泵(6)連接。
5、 如權(quán)利要求1所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于燃氣壁掛爐(3)原有的控制器是第二控制器(502);所述儲水箱(2) 里設有第三溫度傳感器(403)，所述燃氣壁掛爐(3)的所述熱能循環(huán)管路(18)上裝有熱能三通換向閥(801)，所述熱能三通換向閥(801)的第三接口與所述 第二換熱器(202)的出口連接；所述第二控制器(502)信號輸入端經(jīng)信號線 與所述第三溫度傳感器(403)連接，所述第二控制器(502)信號輸出端經(jīng)信 號線與所述熱能三通換向閥(801)和天然氣燃燒裝置連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述熱水供應管(16)上接有三通(20)，所述三通(20)的第三接 口連接有回水管(21)，所述回水管(21)上安裝熱水循環(huán)泵(10)，所述熱水 循環(huán)泵(10)里設有第四溫度傳感器(404)，所述第四溫度傳感器(404)經(jīng)信 號線與所述第二控制器(502)信號輸入端連接。
7、 如權(quán)利要求1所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于所述熱水供應管(16)上裝有供水三通換向閥(802)，所述供水三 通換向閥(802)第三接口與自來水管路(9)連接。
8、 如權(quán)利要求1至7任意一項所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐 熱水系統(tǒng)，其特征在于所述第一換熱器(201)與所述第二換熱器(202)是 盤式換熱管。
9、 如權(quán)利要求8所述的疊拼別墅式住宅太陽能一燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，其 特征在于太陽能輸送管路(19)是銅管，所述太陽能輸送管路(19)設有保 溫層。
專利摘要疊拼別墅式住宅太陽能—燃氣壁掛爐熱水系統(tǒng)，包括燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)和太陽能供水系統(tǒng)；太陽能供水系統(tǒng)包括集中布置在建筑屋面、由數(shù)個集熱器串聯(lián)或/和并聯(lián)組成的集熱器組，太陽能站，熱能集中分配器，布置在各分戶設備間內(nèi)的儲水箱，各分戶用水設施；熱能集中分配器的進口與集熱器組出口連接，熱能集中分配器設有與分戶數(shù)量相應的分配出口，儲水箱內(nèi)裝有兩個相互獨立的換熱器，第一換熱器進口與分配出口連接，其出口與太陽能站進口連接，太陽能站出口與集熱器組進口連接；儲水箱經(jīng)熱水供應管與用水設施相接；第二換熱器的進、出口連接于燃氣壁掛爐采暖系統(tǒng)的熱能循環(huán)管路上。本設計管道簡單，不影響室內(nèi)外裝飾及陽臺和窗戶采光，實現(xiàn)分戶控制計量。
文檔編號F24D3/08GK201281398SQ20082013378
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月6日
發(fā)明者劉永強, 劉永輝, 張永增, 張洪濤, 偉 曹, 琦 李 申請人:甘肅天鴻金運置業(yè)有限公司