一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及采暖技术领域，具体提供了一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，包括太阳能集热器、低温相变储能水箱、高温相变储能水箱、电磁加热器、热用户端以及PLC控制器，所述太阳能集热器通过第一循环管路与低温相变储能水箱连通，所述低温相变储能水箱分别通过热交换回水管和输送管路与高温相变储能水箱连接，所述高温相变储能水箱通过第二循环管路与热用户端连接，所述电磁加热器通过第三循环管路与高温相变储能水箱连接，所述太阳能集热器和电磁加热器分别与PLC控制器连接。该采暖控制系统，太阳能与电磁能进行阶梯供能，并且保证了热用户端供热效果稳定，让系统运行费用少到极致，使得此供暖系统更安全、节能、经济、合理。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统
本技术涉及采暖
，具体涉及一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统。
技术介绍
人类的生存与发展离不开环境，因此，合理利用现有资源、保护环境是人类得以继续繁衍生息的基础。但是，目前随着我国城市现代化进程的不断推进，环境污染越来越严重，在我国北方地区，中小型燃煤采暖锅炉使用普遍，随处可见。虽然这些锅炉污染规模小但数量多，这些锅炉耗能大，热效率低，烟气污染严重，通过大气环流作用，对当地环境造成极大污染，是造成雾霆的重要原因之一。因此为了保护环境，我国已开始在一部分大中型城市限制燃煤锅炉的使用，并要求对现有燃煤锅炉逐步进行替代。现在国家已经颁布多种奖励与补助政策去大力支持清洁能源采暖的推行，同时明令禁止燃煤锅炉的使用。目前所采用的供暖方式主要有：燃煤锅炉供暖、燃气供暖、电加热棒供暖、多源热泵供暖、单一的太阳能供暖、单一的电磁加热器供暖等，各供暖方式皆存在一些较为严重的问题：(1)燃煤锅炉存在燃料热能转化率低，自动化程度低，环境污染十分严重等问题。(2)燃气锅炉供暖存在热效率低、升温不稳定、供热效率不稳定、用户取暖效果不稳定、使用寿命较短、单位面积耗气量偏高、自动化程度低等问题。(3)电加热棒供暖存在加热棒长期运行会结垢，水电直接接触漏电、存在安全隐患、热效率较低、不节能、自动化程度低等问题。(4)热泵供暖首先受限于当地的地质、水质、气候等条件，对周围的环境有一定的影响，初投资较大，季节更替时热泵的热效率不稳定，并且自动化程度低。(5)太阳能采暖存在冬季得热量不足，非采暖季系统过热严重；冬季的集热效率较低；非采暖季的热能无法储存或消耗，会降低设备及系统的使用寿命；夜间无法集热，受天气影响较大，自动化程度低。(6)电磁加热器供暖的用电量较大，不经济。最主要的是国家规定电能不能直接的用于供暖系统的能源，需要进行转化。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种安全、高效、环保、经济且节能的太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统。为此，本技术提供了一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，包括太阳能集热器、低温相变储能水箱、高温相变储能水箱、电磁加热器、热用户端以及PLC控制器，所述太阳能集热器通过第一循环管路与低温相变储能水箱连通，所述低温相变储能水箱分别通过热交换回水管和输送管路与高温相变储能水箱连接，所述高温相变储能水箱通过第二循环管路与热用户端连接，所述电磁加热器通过第三循环管路与高温相变储能水箱连接，所述太阳能集热器和电磁加热器分别与PLC控制器连接。本技术提供的太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，采用可再生能源，清洁无污染，充分利用太阳能产生热量，需水泵的少量电费就能实现大面积供暖，免去大量运行费用与电网扩容费用，过渡季节也可以仅依靠太阳能进行采暖，无需开启电磁采暖系统，同时非采暖季期间太阳能采暖系统可以用于免费热水供应和吸收式制冷。电磁感应加热与电热管(棒)加热相比，水电分离，安全，长期运转不结垢，且热效率可保持在98％以上。太阳能与电磁能进行阶梯供能，充分利用峰谷电政策，太阳能系统负责低品位能量区间并且在日间使用，电磁加热系统负责高品位能量区间并且在夜间使用，此种耦合系统使各子系统运行效率与利用率达到最高，并且提高系统整体供热保证性。进一步地，所述低温相变储能水箱至太阳能集热器之间的第一循环管路上依次设有太阳能加热系统循环泵和第一止回阀，所述太阳能加热系统循环泵与PLC控制器连接。进一步地，所述低温相变储能水箱至高温相变储能水箱之间的输送管路上依次设有高低温水箱循环泵和第二止回阀，所述高低温水箱循环泵与PLC控制器连接。进一步地，所述高温相变储能水箱至热用户端的第二循环管路上依次设有末端循环泵和第三止回阀。进一步地，还包括与所述末端循环泵(15)连接且控制其工作的第三时控器(22)，所述第三时控器(22)与PLC控制器(6)连接。进一步地，所述高温相变储能水箱至电磁加热器之间的第三循环管路上依次设有电磁加热系统循环泵和第四止回阀。进一步地，所述太阳能集热器、低温相变储能水箱内设有温度传感器，还包括与所述高低温水箱循环泵连接且控制其工作的第一时控器，所述温度传感器、高低温水箱循环泵和第一时控器分别与PLC控制器连接。进一步地，还包括与所述电磁加热系统循环泵连接且控制其工作的第二时控器，所述第二时控器与PLC控制器连接。进一步地，所述高温相变储能水箱内设有温度传感器，所述温度传感器与PLC控制器连接。本技术的有益效果：本技术提供的这种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，太阳能与电磁能进行阶梯供能，充分利用峰谷电政策，太阳能系统在日间使用，电磁加热系统夜间使用，此种耦合系统使各子系统运行效率与利用率达到最高，并且提高系统整体供热保证性；采用高效相变储能技术，充分利用峰谷电政策，最大程度的减少水箱体积以及能量的损失，并且保证末端供热效果稳定，让系统运行费用少到极致，使得此供暖系统更安全、节能、经济、合理。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术中时控器控制对应泵工作的电路原理图。附图标记说明：1、太阳能集热器；2、低温相变储能水箱；3、高温相变储能水箱；4、电磁加热器；5、热用户端；6、PLC控制器；7、太阳能加热系统循环泵；8、第一止回阀；9、第一循环管路；10、热交换回水管；11、输送管路；12、高低温水箱循环泵；13、第一时控器；14、第二止回阀；15、末端循环泵；16、第三止回阀；17、第二循环管路；18、电磁加热系统循环泵；19、第四止回阀；20、第二时控器；21、第三循环管路；22、第三时控器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术。实施例：本实施例提供了一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，参阅图1，包括太阳能集热，1、低温相变储能水箱2、高温相变储能水箱3、电磁加热器4、热用户端5以及PLC控制器6，所述太阳能集热器1通过第一循环管路9与低温相变储能水箱2连通，所述低温相变储能水箱2分别通过热交换回水管10和输送管路11与高温相变储能水箱3连接，所述高温相变储能水箱3通过第二循环管路17与热用户端5连接，所述电磁加热器4通过第三循环管路21与高温相变储能水箱3连接，所述太阳能集热器1和电磁加热器4分别与PLC控制器6连接。所述低温相变储能水箱2至太阳能集热器1之间的第一循环管路9上依次设有太阳能加热系统循环泵7和第一止回阀8，所述太阳能加热系统循环泵7与PLC控制器6连接。第一止回阀8与PLC控制器6连接。所述低温相变储能水箱2至高温相变储能水箱3之间的输送管路11上依次设有高低温水箱循环泵12和第二止回阀13，所述高低温水箱循环泵12与PLC控制器6连接。第二止回阀13与PLC控制器6连接。所述高温相变储能水箱3至热用户端5的第二循环管路17上依次设有末端循环泵15和第三止回阀16。所述末端循环泵15和第三止回阀16分别与PLC控制器6连接。还包括与所述末端循环泵15连接且控制其工作的第三时控器22，所述第三时控器22与PLC控制器6连接。所述高温相变储能水箱3至电磁加热器4之间的第三循环管路21上依次设有电磁加热系统循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、低温相变储能水箱(2)、高温相变储能水箱(3)、电磁加热器(4)、热用户端(5)以及PLC控制器(6)，所述太阳能集热器(1)通过第一循环管路(9)与低温相变储能水箱(2)连通，所述低温相变储能水箱(2)分别通过热交换回水管(10)和输送管路(11)与高温相变储能水箱(3)连接，所述高温相变储能水箱(3)通过第二循环管路(17)与热用户端(5)连接，所述电磁加热器(4)通过第三循环管路(21)与高温相变储能水箱(3)连接，所述太阳能集热器(1)和电磁加热器(4)分别与PLC控制器(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、低温相变储能水箱(2)、高温相变储能水箱(3)、电磁加热器(4)、热用户端(5)以及PLC控制器(6)，所述太阳能集热器(1)通过第一循环管路(9)与低温相变储能水箱(2)连通，所述低温相变储能水箱(2)分别通过热交换回水管(10)和输送管路(11)与高温相变储能水箱(3)连接，所述高温相变储能水箱(3)通过第二循环管路(17)与热用户端(5)连接，所述电磁加热器(4)通过第三循环管路(21)与高温相变储能水箱(3)连接，所述太阳能集热器(1)和电磁加热器(4)分别与PLC控制器(6)连接。2.如权利要求1所述的太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，其特征在于：所述低温相变储能水箱(2)至太阳能集热器(1)之间的第一循环管路(9)上依次设有太阳能加热系统循环泵(7)和第一止回阀(8)，所述太阳能加热系统循环泵(7)与PLC控制器(6)连接。3.如权利要求2所述的太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，其特征在于：所述低温相变储能水箱(2)至高温相变储能水箱(3)之间的输送管路(11)上依次设有高低温水箱循环泵(12)和第二止回阀(14)，所述高低温水箱循环泵(12)与PLC控制器(6)连接。4.如权利要求3所述的太阳能、电磁能与相变储能耦合采暖控制系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国会，姜明超，王梽炜，江明志，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21