太陽能與天然氣聯合供能熱水器的制作方法

本發明涉及熱水器技術領域，特別是涉及一種太陽能與天然氣聯合供能熱水器。

背景技術：

目前我國能源消費的總體結構仍以石油、煤炭、天然氣為主。無節制的資源開發和低效的能源利用造成了大量的資源浪費與日益嚴重的生態環境污染，如何開發利用可再生資源是我國當前需要面臨的嚴峻挑戰。太陽能在開發利用過程中不增加溫室氣體的排放，天然氣燃燒清潔且效率較高，加快太陽能和天然氣的利用，確立二者在我國能源系統中的戰略地位，全力提高能源的利用效率，最大限度地減少環境污染、加快開發利用可再生能源是我國實現能源可持續發展的有效途徑，這對于保障我國能源供應和保障能源安全、保護生態環境、改善能源結構具有重要的現實意義。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種太陽能與天然氣聯合供能熱水器，構建以太陽能供能系統預熱，天然氣供能系統補熱模式的加熱系統，通過預熱提高系統供水溫度和系統運行能量利用效率。

一種太陽能與天然氣聯合供能熱水器，包括平板太陽能集熱器、電動三通閥、DSG太陽能槽式集熱器、混熱器、溫度檢測單元、余熱鍋爐、蒸汽輪機、換熱器、燃氣鍋爐及微循環泵，所述的平板太陽能集熱器的出水端連接至所述的電動三通閥的進水端，所述的電動三通閥的一個出水端連接至所述的DSG太陽能槽式集熱器的進水端，所述的電動三通閥的另一個出水端連接至所述的混熱器的一個進水端，所述的DSG太陽能槽式集熱器的出水端連接至所述的混熱器的另一個進水端，所述的混熱器的出水端經所述的溫度檢測單元連接至所述的余熱鍋爐的進水端，所述的余熱鍋爐的出水端連接至所述的蒸汽輪機的進水端，所述的蒸汽輪機的出水端連接至所述的換熱器的進水端，所述的換熱器的出水端接至用戶，所述的燃氣鍋爐的出水端連接至所述的微循環泵的進水端，所述的微循環泵的出水端連接至所述的余熱鍋爐的進水端，所述的余熱鍋爐的進水端連接至自來水管路，所述的溫度檢測單元與所述的余熱鍋爐之間設置有電動二通閥，所述的微循環泵與所述的余熱鍋爐之間設置有溫控閥，所述的溫度檢測單元包括溫度傳感器，所述的溫度傳感器連接至控制器，所述的控制器的信號輸出端連接至所述的電動二通閥的控制信號輸入端及所述的溫控閥的控制信號輸入端。

優選地，所述的電動三通閥與所述的DSG太陽能槽式集熱器之間設置有增壓器。

優選地，所述的DSG太陽能槽式集熱器與所述的混熱器之間設置有減壓器。

優選地，所述的平板太陽能集熱器與所述的電動三通閥之間設置有第一自動調節閥，所述的電動三通閥與所述的增壓器之間設置有第二自動調節閥，所述的增壓器與所述的DSG太陽能槽式集熱器之間設置有第三自動調節閥，所述的DSG太陽能槽式集熱器與所述的減壓器之間設置有第四自動調節閥，所述的減壓器與所述的混熱器之間設置有第五自動調節閥，所述的電動三通閥與所述的混熱器之間設置有第六自動調節閥，所述的混熱器與所述的溫度檢測單元之間設置有第七自動調節閥，所述的余熱鍋爐與所述的蒸汽輪機之間設置有第八自動調節閥，所述的蒸汽輪機與所述的換熱器之間設置有第九自動調節閥，所述的換熱器通過第十自動調節閥接至用戶，所述的微循環泵與所述的燃氣鍋爐之間設置有第十一自動調節閥，天然氣通過第十二自動調節閥接至所述的燃氣鍋爐。

優選地，所述的余熱鍋爐的進水端與自來水管路之間設置有截止閥。

優選地，所述的控制器內具有設定溫度值，當所述的溫度傳感器檢測到的溫度高于設定溫度值時，所述的截止閥開啟，所述的電動二通閥開啟，所述的第一自動調節閥、所述的第二自動調節閥、所述的第三自動調節閥、所述的第四自動調節閥、所述的第五自動調節閥、所述的第六自動調節閥、所述的第七自動調節閥、所述的第八自動調節閥、所述的第九自動調節閥和所述的第十自動調節閥開啟，所述的第十一自動調節閥和所述的第十二自動調節閥關閉，所述的溫控閥關閉；當所述的溫度傳感器檢測到的溫度低于設定溫度值時，所述的截止閥開啟，所述的電動二通閥關閉，所述的第一自動調節閥、所述的第二自動調節閥、所述的第三自動調節閥、所述的第四自動調節閥、所述的第五自動調節閥、所述的第六自動調節閥和所述的第七自動調節閥關閉，所述的第八自動調節閥、所述的第九自動調節閥、所述的第十自動調節閥、所述的第十一自動調節閥和所述的第十二自動調節閥開啟，所述的溫控閥開啟。

本發明設計的太陽能與天然氣聯合供能熱水器，包括太陽能供熱方式和天然氣供熱方式，該系統設置溫度傳感器，當太陽能供能方式的出水溫度低于設定溫度時開啟天然氣供能方式，對太陽能出水進行加熱，加熱量大小取決于出水溫度。包括太陽能集熱、天然氣供能各自系統獨立運行和二者聯合工作兩種方式，聯合工作時太陽能集熱單元利用集熱器吸收太陽輻射能，對水進行預熱，溫度傳感器檢測水溫低于設定溫度時，進入天然氣供暖設備進行加熱使熱水器出水溫度達到用戶舒適度要求，進而實現太陽能-天然氣聯合供能系統的實際運行；當太陽能供能系統介質溫度過低時，停止系統運行，直接采用天然氣供能系統，以降低系統運行能耗，該系統具有結構簡單，安裝方便，設備易于操作管理，可實現能源高效多級利用，可持續發展等優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的太陽能與天然氣聯合供能熱水器的太陽能獨立工作時的原理圖；

圖2為本發明實施例提供的太陽能與天然氣聯合供能熱水器的天然氣獨立工作時的原理圖；

圖3為本發明實施例提供的太陽能與天然氣聯合供能熱水器的太陽能與天然氣聯合工作時的原理圖。

附圖標記說明：

1-平板太陽能集熱器，2-電動三通閥，3-增壓器，4-DSG太陽能槽式集熱器，5-減壓器，6-混熱器，7-溫度檢測單元，8-余熱鍋爐，9-蒸汽輪機，10-換熱器，11-用戶，12-燃氣鍋爐，13-微循環泵，14-電動二通閥；

201-第一自動調節閥，202-第二自動調節閥，203-第三自動調節閥，204-第四自動調節閥，205-第五自動調節閥，206-第六自動調節閥，207-第七自動調節閥，208-第八自動調節閥，209-第九自動調節閥，210-第十自動調節閥，211-第十一自動調節閥，212-第十二自動調節閥，213-截止閥，214-溫控閥。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1至圖3所示，一種太陽能與天然氣聯合供能熱水器，包括平板太陽能集熱器1、電動三通閥2、DSG太陽能槽式集熱器4、混熱器6、溫度檢測單元7、余熱鍋爐8、蒸汽輪機9、換熱器10、燃氣鍋爐12及微循環泵13，平板太陽能集熱器1的出水端連接至電動三通閥2的進水端，電動三通閥2的一個出水端連接至DSG太陽能槽式集熱器4的進水端，電動三通閥2的另一個出水端連接至混熱器6的一個進水端，DSG太陽能槽式集熱器4的出水端連接至混熱器6的另一個進水端，混熱器6的出水端經溫度檢測單元7連接至余熱鍋爐8的進水端，余熱鍋爐8的出水端連接至蒸汽輪機9的進水端，蒸汽輪機9的出水端連接至換熱器10的進水端，換熱器10的出水端接至用戶11，燃氣鍋爐12的出水端連接至微循環泵13的進水端，微循環泵13的出水端連接至余熱鍋爐8的進水端，余熱鍋爐8的進水端連接至自來水管路，溫度檢測單元7與余熱鍋爐8之間設置有電動二通閥14，微循環泵13與余熱鍋爐8之間設置有溫控閥214，溫度檢測單元7包括溫度傳感器，溫度傳感器連接至控制器，控制器的信號輸出端連接至電動二通閥14的控制信號輸入端及溫控閥214的控制信號輸入端，電動三通閥2與DSG太陽能槽式集熱器4之間設置有增壓器3，DSG太陽能槽式集熱器4與混熱器6之間設置有減壓器5，平板太陽能集熱器1與電動三通閥2之間設置有第一自動調節閥201，電動三通閥2與增壓器3之間設置有第二自動調節閥202，增壓器3與DSG太陽能槽式集熱器4之間設置有第三自動調節閥203，DSG太陽能槽式集熱器4與減壓器5之間設置有第四自動調節閥204，減壓器5與混熱器6之間設置有第五自動調節閥205，電動三通閥2與混熱器6之間設置有第六自動調節閥206，混熱器6與溫度檢測單元7之間設置有第七自動調節閥207，余熱鍋爐8與蒸汽輪機9之間設置有第八自動調節閥208，蒸汽輪機9與換熱器10之間設置有第九自動調節閥209，換熱器10通過第十自動調節閥210接至用戶11，微循環泵13與燃氣鍋爐12之間設置有第十一自動調節閥211，天然氣通過第十二自動調節閥212接至燃氣鍋爐12，余熱鍋爐8的進水端與自來水管路之間設置有截止閥213，控制器內具有設定溫度值，當溫度傳感器檢測到的溫度高于設定溫度值時，截止閥213開啟，電動二通閥14開啟，第一自動調節閥201、第二自動調節閥202、第三自動調節閥203、第四自動調節閥204、第五自動調節閥205、第六自動調節閥206、第七自動調節閥207、第八自動調節閥208、第九自動調節閥209和第十自動調節閥210開啟，第十一自動調節閥211和第十二自動調節閥212關閉，溫控閥214關閉；當溫度傳感器檢測到的溫度低于設定溫度值時，截止閥213開啟，電動二通閥14關閉，第一自動調節閥201、第二自動調節閥202、第三自動調節閥203、第四自動調節閥204、第五自動調節閥205、第六自動調節閥206和第七自動調節閥207關閉，第八自動調節閥208、第九自動調節閥209、第十自動調節閥210、第十一自動調節閥211和第十二自動調節閥212開啟，溫控閥214開啟。

平板太陽能集熱器1表面涂有吸收層的吸熱體通過吸收太陽光，將其中一大部分輻射能所吸收轉化成為熱能并傳遞給流動中的水，經電動三通閥2分為兩路，一路經增壓器3加壓液化后從DSG太陽能槽式集熱器4的集熱管入口進入，經過聚焦的太陽輻射能一次加熱后變成過熱蒸汽從集熱管出口輸出，再經減壓器5降壓后與另一路未經增壓的介質在混熱器6內充分混合，經溫度檢測單元7中的溫度傳感器檢測介質溫度，當檢測溫度高于設定溫度值時，直接采用太陽能供熱，無需天然氣供補熱，上述太陽輻射轉化的熱能加熱的介質進入余熱鍋爐8的省煤器中，產生蒸汽，推動蒸汽輪機9做功，最后經換熱器10換熱后供給用戶11使用；當檢測溫度低于設定溫度值時，電動二通閥14通電，復位彈簧使閥門開啟，從而使介質進入天然氣供能設備，天然氣經燃氣鍋爐12及微循環泵13對熱水器中的水進行二次加熱使出水溫度達到用戶11要求。

本設計的技術方案在傳統的燃氣-蒸汽聯合循環系統的基礎上，將DSG太陽能槽式集熱器4和平板太陽能集熱器1共同接入到系統中，平板太陽能集熱器1可以附掛在站區內員工宿舍、生產綜合樓、醫院、學校等建筑的房頂上，經集熱器吸收熱能產生的溫水通過鍋爐管道進入鍋爐作為預熱水使用，DSG太陽能槽式集熱4則安裝在站內、站外的空地上或者綠化帶上，DSG太陽能槽式集熱4可以產生高品質的蒸汽，與余熱鍋爐8產生的蒸汽一同驅動蒸汽輪機9做功，一方面提供電力輸出，另一方面利用從蒸汽輪機9抽汽送至熱網總站，冬季對外供應熱水，作為熱水器內介質供用戶11使用。

本發明設計的太陽能與天然氣聯合供能熱水器，包括太陽能供熱方式和天然氣供熱方式，該系統設置溫度傳感器，當太陽能供能方式的出水溫度低于設定溫度時開啟天然氣供能方式，對太陽能出水進行加熱，加熱量大小取決于出水溫度。包括太陽能集熱、天然氣供能各自系統獨立運行和二者聯合工作兩種方式，聯合工作時太陽能集熱單元利用集熱器吸收太陽輻射能，對水進行預熱，溫度傳感器檢測水溫低于設定溫度時，進入天然氣供暖設備進行加熱使熱水器出水溫度達到用戶舒適度要求，進而實現太陽能-天然氣聯合供能系統的實際運行；當太陽能供能系統介質溫度過低時，停止系統運行，直接采用天然氣供能系統，以降低系統運行能耗，該系統具有結構簡單，安裝方便，設備易于操作管理，可實現能源高效多級利用，可持續發展等優點。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。