太阳能地板辐射采暖系统技术方案

本实用新型专利技术涉及采暖技术领域，尤其涉及一种太阳能地板辐射采暖系统，包括光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统；所述光热地板辐射采暖系统包括供热水管、水箱、太阳能集热器；所述光电地板辐射采暖系统包括直流发热电缆、太阳能电池、直流稳压器、蓄电池、直流调压器、逆变器以及充电器，所述直流发热电缆和供热水管同时铺设在室内地板上，相互交织并均匀分布。本系统使用方便有效，整个控制系统设计清晰明了，可以通过触摸屏进行监控和人机交互。

Solar floor radiant heating system

The utility model relates to the technical field of heating, in particular to a solar radiant floor heating system, including solar radiant floor heating system and electrical radiant floor heating system; the thermal radiant floor heating system comprises a heating pipe, a water tank, a solar collector; the photoelectric radiant floor heating system including heating cable, solar battery, DC DC voltage regulator, voltage regulator, DC battery, charger and inverter, the DC heating cable and heating pipe laying in the indoor floor, intertwined and uniform distribution. The system is convenient and effective, the whole control system is clear and clear, and can be monitored and human-computer interaction through touch screen.

【技术实现步骤摘要】
太阳能地板辐射采暖系统
本技术涉及采暖
，尤其涉及一种太阳能地板辐射采暖系统。
技术介绍
太阳能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到人们的关注，很多发达国家将发展光伏光热技术作为可持续发展的重要途径。在我国，光伏光热技术作为一种能源替代技术已经成为新能源发展规划的重要组成部分，它的商业化开发和利用是重要的发展方向。地板辐射采暖和传统的供暖方式相比，具有舒适、健康、使用寿命长、节能等优点。传统地板辐射采暖的热源一般来自城市集中供热热水，现有集中供热系统还不能完全做到绿色环保，这也是导致京津冀地区雾霾严重的主要原因之一；其次集中供热热水的温度较高，既影响居住舒适度又存在热能浪费，水管的使用寿命也大大缩短；在维护成本方面，水地暖在使用过程中容易出现漏水故障，处理起来十分麻烦，长期运行后，水管内壁会出现大量污垢，后期维护成本比较高。利用太阳能作为低温热源供地板辐射采暖系统是节能减排的一个有效途径，但是由于太阳能本身的不稳定性，易受季节、地点、气候等多种因素影响，现有光热地板辐射采暖系统需要借助其他方式解决光源不足的问题。现有技术中已有采用交流发热电缆进行采暖的系统，其交流发热电缆通常需要AC220V供电，通过温控器控制室内温度，当室内温度不能达到设定值时，交流发热电缆上电发热，当室内温度高于一定温度时，停止发热。这种温度控制方式精度不高，并且控制交流发热电缆启停的开关会经常动作，降低了开关的使用寿命。此外，现有的交流发热电缆产生的电池波会对人体健康产生影响。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种太阳能地板辐射采暖系统。本技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种太阳能地板辐射采暖系统，其特征在于：包括光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统；所述光热地板辐射采暖系统包括供热水管、水箱、太阳能集热器；所述太阳能集热器的集热进水管和集热回水管分别与所述水箱连通，所述集热进水管上设有排气管和第一温度传感器，所述集热回水管上安装有第二温度传感器、第一流量变送器以及集热水泵；所述水箱另一侧连接有供热进水管和供热回水管，供热进水管和供热回水管分别与供热水管的两端连接，所述供热进水管上安装有供热水泵、电动调节阀、第二流量变送器、第三温度传感器，所述供热回水管上安装第四温度传感器；所述光电地板辐射采暖系统包括直流发热电缆、太阳能电池、直流稳压器、蓄电池、直流调压器、逆变器以及充电器；所述太阳能电池采集的电能通过所述直流稳压器传送给所述直流调压器，所述直流调压器的输出端与直流发热电缆连接；所述直流稳压器还为所述蓄电池充电，所述逆变器并联在直流稳压器和直流调压器之间，所述充电器用于为所述蓄电池充电以及为所述直流调压器供电；所述直流发热电缆和供热水管同时铺设在室内地板上，相互交织并均匀分布，在室内设有温湿度传感器。优选地，所述太阳能电池与所述直流稳压器之间的线路上连接有直流断路器K1和直流接触器KM1，并且并联一个直流电压传感器V1；所述直流稳压器与所述直流调压器之间的线路串联有直流电流传感器A1、直流电流传感器A2、直流断路器K2和直流接触器KM2；蓄电池的输入端并联直流电压传感器V2；所述充电器与所述蓄电池之间的线路上连接有直流断路器K4和直流接触器KM4；所述充电器与所述直流调压器之间的线路上连接有直流断路器K5和直流接触器KM5；所述直流调压器与所述直流发热电缆之间的线路上连接有直流断路器K3、直流接触器KM3、直流电流传感器A3、直流电压传感器V3。优选地，还包括控制器，所述控制器包含DO1～DO8端口、AI1～AI16端口、AO1端口、AO2端口、电源端口和RS485通讯端口；其中DO1～DO5端口输出控制器数字量指令，控制直流接触器KM1～KM5的通断，直流接触器KM1～KM3供电电源来自蓄电池输出的48V直流电，KM4和KM5线圈的供电电源来自市电转直流，DO6～DO8端口输出控制器数字量指令，控制交流接触器KM6～KM8的通断，供电电源来自逆变器输出的220V交流电，接触器KM1～KM8对应设置HL1～HL8指示灯，当线圈得电，相应触点动作，指示灯亮；AI1～AI16端口用于采集模拟量信号，包括回路上的直流电压和电流、液位变送器信号、室内温湿度传感器信号、集热回路和供热回路上的温度和流量信号以及电动调节阀的开度反馈信号；AO1端口用于输出电动调节阀的开度指令，控制器通过模糊PID算法，可以根据设定温度和实际温度改变供热回路上电动调节阀的开度，从而实现温度控制；AO2端口将控制器计算得出的模拟量信号输出给直流调压器，模拟量信号对应直流调压器的输出电压，它们的关系基本线性，从而实现高精度的温度控制；控制器可以采集和监控光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统的运行时间；电源端口为控制器提供来自蓄电池的24V直流电，此DC24V还为触摸屏供电；控制器和触摸屏通过RS485通讯端口进行数据互传和共享，触摸屏上实时监测整个系统的各采集数值，同时可以接受用户指令进行阀门开度控制和接触器的通断控制；K10是控制系统电源回路上的直流断路器，用于控制系统的手动投切。优选地，逆变器的输出电压为集热水泵、供热水泵和补水电池阀提供220V交流电，K9是总交流断路器，K6～K8是每一个分支上的交流断路器，KM6～KM8是每个分支上的交流接触器，KM6～KM8线圈得电后会动作闭合，从而启动相应设备，正常运行情况下，断路器K1～K10处于闭合状态，系统可以进行触摸屏远程集中控制和自动控制，当紧急情况发生时，可以通过断路器紧急停止设备的运行。本技术的有益效果是:水地暖和电地暖作为两种热源不同的地板辐射采暖方式，各自有优点和缺陷。本系统方案将清洁环保的能源替代技术应用在地板辐射采暖系统上，同时使用本系统来实现室内温度的控制与调节，充分体现了新能源的综合利用。直流发热电缆和热水管路的敷设保证了供热的稳定性，同时又不缺乏灵活性。直流发热电缆取代传统的交流发热电缆，安全、舒适、健康又方便进行温度控制，使用直流调压器可以精确的控制直流发热电缆的输出功率，大大提高了控制精度并减少了开关的动作次数。自供电设计可以使系统在离网状态下稳定运行，只有在极端天气下需要使用市电进行临时供电，同时还可以利用谷电为蓄电池充电，提高了能源利用率，节约了能源。本系统通过模糊PID算法调节电动调节阀的开度来控制室内温度，将其精准控制在设定范围之内，保证室内的舒适度与系统的节能性。本系统的计算方法给出了系统可提供的总热量计算方法及其修正计算方法和极端情况下可提供的总热量计算方法。在不需要采暖的情况下，可将本系统的多余能量进行存储或用于基本生活用能。本系统使用方便有效，整个控制系统设计清晰明了，可以通过触摸屏进行监控和人机交互。附图说明图1为本技术专利的系统流程图；图2为本技术专利的一部分电气控制原理图；图3为本技术专利的另一部分电气控制原理图；图4为本技术专利的主程序流程图；图5为本技术专利的模糊PID控制器模型。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本技术的具体实施方式。如图1所示，一种太阳能地板辐射采暖系统，包括光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统；所述光热地板辐射采暖系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能地板辐射采暖系统，其特征在于：包括光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统；所述光热地板辐射采暖系统包括供热水管、水箱、太阳能集热器；所述太阳能集热器的集热进水管和集热回水管分别与所述水箱连通，所述集热进水管上设有排气管和第一温度传感器，所述集热回水管上安装有第二温度传感器、第一流量变送器以及集热水泵；所述水箱另一侧连接有供热进水管和供热回水管，供热进水管和供热回水管分别与供热水管的两端连接，所述供热进水管上安装有供热水泵、电动调节阀、第二流量变送器、第三温度传感器，所述供热回水管上安装第四温度传感器；所述光电地板辐射采暖系统包括直流发热电缆、太阳能电池、直流稳压器、蓄电池、直流调压器、逆变器以及充电器；所述太阳能电池采集的电能通过所述直流稳压器传送给所述直流调压器，所述直流调压器的输出端与直流发热电缆连接；所述直流稳压器还为所述蓄电池充电，所述逆变器并联在直流稳压器和直流调压器之间，所述充电器用于为所述蓄电池充电以及为所述直流调压器供电；所述直流发热电缆和供热水管同时铺设在室内地板上，相互交织并均匀分布，在室内设有温湿度传感器。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能地板辐射采暖系统，其特征在于：包括光热地板辐射采暖系统和光电地板辐射采暖系统；所述光热地板辐射采暖系统包括供热水管、水箱、太阳能集热器；所述太阳能集热器的集热进水管和集热回水管分别与所述水箱连通，所述集热进水管上设有排气管和第一温度传感器，所述集热回水管上安装有第二温度传感器、第一流量变送器以及集热水泵；所述水箱另一侧连接有供热进水管和供热回水管，供热进水管和供热回水管分别与供热水管的两端连接，所述供热进水管上安装有供热水泵、电动调节阀、第二流量变送器、第三温度传感器，所述供热回水管上安装第四温度传感器；所述光电地板辐射采暖系统包括直流发热电缆、太阳能电池、直流稳压器、蓄电池、直流调压器、逆变器以及充电器；所述太阳能电池采集的电能通过所述直流稳压器传送给所述直流调压器，所述直流调压器的输出端与直流发热电缆连接；所述直流稳压器还为所述蓄电池充电，所述逆变器并联在直流稳压器和直流调压器之间，所述充电器用于为所述蓄电池充电以及为所述直流调压器供电；所述直流发热电缆和供热水管同时铺设在室内地板上，相互交织并均匀分布，在室内设有温湿度传感器。2.根据权利要求1所述的太阳能地板辐射采暖系统，其特征在于：所述太阳能电池与所述直流稳压器之间的线路上连接有直流断路器K1和直流接触器KM1，并且并联一个直流电压传感器V1；所述直流稳压器与所述直流调压器之间的线路串联有直流电流传感器A1、直流电流传感器A2、直流断路器K2和直流接触器KM2；蓄电池的输入端并联直流电压传感器V2；所述充电器与所述蓄电池之间的线路上连接有直流断路器K4和直流接触器KM4；所述充电器与所述直流调压器之间的线路上连接有直流断路器K5和直流接触器KM5；所述直流调压器与所述直流发热电缆之间的线路上连接有直流断路器K3、直流接触器KM3、直流电流传感器A3、直流电压传感器V3。3.根据权利要求2所述的太阳能地板辐射采暖系统，其特征在于：还包括控制器，所述控制器包含DO1～DO8端口、AI1～AI...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宝文，张链，
申请(专利权)人：天津中德应用技术大学，
类型：新型
国别省市：天津,12