双热源顶板辐射采暖系统及其控制方法技术方案

双热源顶板辐射采暖系统及其控制方法，涉及采暖系统领域。双热源顶板辐射采暖系统，包括分油器、集油器、辐射板、压差旁通装置、电动三通阀、三通接头、太阳能集热器、电锅炉、循环油泵及膨胀油箱。一种采暖系统控制方法，应用于上述的双热源顶板辐射采暖系统，采暖系统启动后，照度传感器实时检测环境光度并传递检测数据至控制芯片，控制芯片根据其内设的设定值控制电动三通阀、太阳能集热器及电锅炉的状态。本发明专利技术采用太阳能集热器和电锅炉联合供热，结合了太阳能供热节能环保和电能供热效率高的优点，即充分利用了日间充分的太阳能资源以减少日间高品位电能的使用，又能在光照不足的夜间保证供暖需求，具有调峰蓄能，节能环保的特点。

Double heat source roof radiation heating system and its control method

The double heat source roof radiation heating system and its control method relate to the field of heating system. Double heat source roof radiation heating system, including oil separator, oil collector, radiation plate, differential pressure bypass device, electric three-way valve, three-way joint, solar collector, electric boiler, circulating oil pump and expansion oil tank. The utility model relates to a heating system control method, which is applied to the double heat source roof radiation heating system. After the heating system is started, the illuminance sensor detects the ambient luminosity in real time and transmits the detection data to the control chip, which controls the state of the electric three-way valve, the solar energy collector and the electric boiler according to the set value set in the control chip. The invention adopts solar collector and electric boiler for joint heating, which combines the advantages of solar heating, energy conservation and environmental protection, and high efficiency of electric energy heating, namely, making full use of solar energy resources in the daytime to reduce the use of high-grade electric energy in the daytime, and ensuring the heating demand at night when the light is insufficient, and has the characteristics of peak load regulation, energy conservation and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
双热源顶板辐射采暖系统及其控制方法
本专利技术涉及采暖系统领域，特别是一种双热源顶板辐射采暖系统及其控制方法。
技术介绍
《2018中国建筑能耗研究报告》显示，我国建筑能耗占全国能耗消费总量的比重在18%～23%左右，常规能源已难以满足建筑可持续发展的要求，迫切需要大力发展可再生能源技术。对于高大空间而言，常见的采暖系统有热水采暖系统、蒸汽采暖系统和热风采暖系统。热水采暖系统的热水管网在输送过程中存在较大的热损失，并且，在冬季寒冷地区，当热水采暖系统停止运行时常常出现管道冻裂的情况。蒸汽采暖系统的介质为蒸汽，管道内压力相对较大，且蒸汽在输送过程中容易出现跑气、泄漏的现象。热风采暖系统消耗电力驱动热风机制热供暖，一方面，其运行过程中风机噪声较大；另一方面，热风机扰动气流，在室内易产生空气扬尘；再一方面，热风采暖时，热量大部分集中于室内上部区域，而下部工作区域的温度就相对较低，即存在室内温度不均匀，垂直温度梯度大的问题，其实际供热效果不佳反而增加了能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种双热源顶板辐射采暖系统及其控制方法，它解决了现有的高大空间应用热水采暖系统时，热量损失大及管道在低温环境下易冻裂的问题；解决了现有的高大空间应用蒸汽采暖系统时，管道容易出现跑气、泄漏的问题；还解决了现有的高大空间应用热风采暖系统时，风机噪声大、室内易产生空气扬尘及室内下部工作区域的温度相对较低的问题。本专利技术的技术方案是：双热源顶板辐射采暖系统，包括分油器、集油器、辐射板、压差旁通装置、电动三通阀、三通接头、太阳能集热器、电锅炉、循环油泵及膨胀油箱；分油器上设有一个进油口A和多个出油口A，每个出油口A上均设有一个阀门A；集油器上设有一个出油口B和多个进油口B，每个进油口B上均设有一个阀门C；分油器与集油器之间通过多条管路连通，每条管路一端连接在分油器的一个出油口A上，另一端连接在集油器的一个进油口B上；辐射板安装在分油器与集油器之间的一条或多条管路上；压差旁通装置安装在分油器与集油器之间的管路上，且压差旁通装置不与辐射板安装在同一条管路上；电动三通阀上设有第一端头、第二端头和第三端头，电动三通阀的第三端头通过管道与分油器的进油口A连通；三通接头上设有一号口、二号口和三号口，三通接头的三号口通过管道与集油器的出油口B连通；太阳能集热器上设有总出油口A和总进油口A，总出油口A通过管道与电动三通阀的第一端头连通，总进油口A通过管道与三通接头的一号口连通；电锅炉上设有总出油口B和总进油口B，总出油口B通过管道与电动三通阀的第二端头连通，总进油口B通过管道与三通接头的二号口连通；循环油泵安装在电动三通阀的第三端头与分油器的进油口A之间的管路上；膨胀油箱安装在之间太阳能集热器的总出油口与电动三通阀的第一端头之间的管路上。本专利技术进一步的技术方案是：其还包括蒸汽产出装置；蒸汽产出装置安装在分油器与集油器之间的一条或多条管路上，且蒸汽产出装置不与压差旁通装置安装在同一管路上。本专利技术再进一步的技术方案是：蒸汽产出装置包括管壳式换热器和蒸汽缓冲箱；蒸汽缓冲箱上设有进水口和出蒸汽口，出蒸汽口上设有阀门B；管壳式换热器上设有壳程进口、壳程出口、管程进口和管程出口，管壳式换热器通过壳程出口和壳程入口安装在分油器与集油器之间的管路上，管壳式换热器的管程进口通过管道与水源连通，管壳式换热器的管程出口通过管道与蒸汽缓冲箱的进水口连通。本专利技术更进一步的技术方案是：辐射板包括热辐射屏蔽层、阻燃保温层、均热板层、非金属传热层、辐射金属板、导热油盘管及支撑件；热辐射屏蔽层、阻燃保温层、均热板层、非金属传热层及辐射金属板从上至下依次叠加而形成辐射板的主体，导热油盘管为设置在阻燃保温层内的往复U形盘管，其两端从阻燃保温层中伸出而位于辐射板外部，支撑件设置在非金属传热层内，其一端与均热板层相抵，另一端与辐射金属板相抵。本专利技术更进一步的技术方案是：其还包括照度传感器、显示单元及控制芯片；控制芯片的信号输入端口与照度传感器电连接，信号输出端口分别与显示单元、电动三通阀、太阳能集热器及电锅炉电连接。本专利技术更进一步的技术方案是：均热板层包括中空的外壳、设在外壳内腔顶壁上的液态工质吸收层、设在外壳内腔底面上的气态工质吸收层、设在外壳内腔侧壁上的毛细连接层、设在气态工质吸收层与液态工质吸收层之间的支撑柱，液态工质吸收层与气态工质吸收层与毛细连接层合围形成容纳相变传热工质的容腔，相变传热工质填充在容腔内。本专利技术更进一步的技术方案是：压差旁通装置包括压差控制器、电动二通阀、限位开关A及限位开关B；压差控制器一端通过管道与分油器上的一个出油口A连通，另一端通过管道与集油器上的一个进油口B连通，压差控制器与电动二通阀、限位开关A及限位开关B电连接；电动二通阀一端通过管道与分油器上的一个出油口A连通，另一端通过管道与集油器上的一个进油口B连通；限位开关A设在电动二通阀与分油器出油口A之间的管道上，以及电动二通阀与集油器进油口B之间的管道上；限位开关B设在压差控制器与分油器出油口A之间的管道上，以及压差控制器与集油器进油口B之间的管道上。本专利技术的技术方案是：一种采暖系统控制方法，应用于上述的双热源顶板辐射采暖系统，方法如下：S01，辐射板的安装高度距离地面10m，照度传感器安装在可充分接受太阳光照，且全天不会被周边物体影子遮挡的位置，为防止其落灰，在照度传感器外部安装透明防护罩；S02，采暖系统启动后，照度传感器实时检测环境光度并传递检测数据至控制芯片，控制芯片根据其内设的设定值控制电动三通阀、太阳能集热器及电锅炉的状态；所述设定值包括上限设定值和下限设定值；当环境中的光照强度高于上限设定值时，控制芯片控制电动三通阀的第二端头关闭，第一端头和第三端头打开，再控制电锅炉关闭，太阳能集热器启动；管路内的导热油在循环油泵的驱动下全部流经太阳能集热器，由太阳能集热器单独为系统供热；当环境中的光照强度低于下限设定值时，控制芯片控制电动三通阀的第一端头关闭，第二端头和第三端头打开，再控制太阳能集热器关闭，电锅炉启动；管路内的导热油在循环油泵的驱动下全部流经电锅炉，由电锅炉单独为系统供热；当环境中的光照强度处在上限设定值和下限设定值之间时，控制芯片控制电动三通阀的第一端头、第二端头和第三端头均打开，再控制太阳能集热器和电锅炉启动；管路内的导热油在循环油泵的驱动下流经电锅炉和太阳能集热器，由电锅炉和太阳能集热器共同为系统供热；本步骤中，上限设定值为10kLx，下限设定值为1kLx。本专利技术进一步的技术方案是：当采暖系统处在低负荷时，压差控制器控制电动二通阀、限位开关A及限位开关B开启，以调节回油流量及平衡供、回油管压差；当采暖系统正常负荷时，限位开关A及限位开关B关闭，压差旁通装置不工作；当采暖系统中任一辐射板或任一蒸汽产出装置不工作即为低负荷，当采暖系统中所有的辐射板和蒸汽产出装置均处在工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：包括分油器(1)、集油器(2)、辐射板(3)、压差旁通装置(4)、电动三通阀(5)、三通接头(6)、太阳能集热器(7)、电锅炉(8)、循环油泵(91)及膨胀油箱(92)；/n分油器(1)上设有一个进油口A(11)和多个出油口A(12)，每个出油口A(12)上均设有一个阀门A(121)；集油器(2)上设有一个出油口B(21)和多个进油口B(22)，每个进油口B(22)上均设有一个阀门C(221)；分油器(1)与集油器(2)之间通过多条管路连通，每条管路一端连接在分油器(1)的一个出油口A(12)上，另一端连接在集油器(2)的一个进油口B(22)上；/n辐射板(3)安装在分油器(1)与集油器(2)之间的一条或多条管路上；/n压差旁通装置(4)安装在分油器(1)与集油器(2)之间的管路上，且压差旁通装置(4)不与辐射板(3)安装在同一条管路上；/n电动三通阀(5)上设有第一端头(51)、第二端头(52)和第三端头(53)，电动三通阀(5)的第三端头(53)通过管道与分油器(1)的进油口A(11)连通；/n三通接头(6)上设有一号口(61)、二号口(62)和三号口(63)，三通接头(6)的三号口(63)通过管道与集油器(2)的出油口B(21)连通；/n太阳能集热器(7)上设有总出油口A(71)和总进油口A(72)，总出油口A(71)通过管道与电动三通阀(5)的第一端头(51)连通，总进油口A(71)通过管道与三通接头(6)的一号口(61)连通；/n电锅炉(8)上设有总出油口B(81)和总进油口B(82)，总出油口B(81)通过管道与电动三通阀(5)的第二端头(52)连通，总进油口B(81)通过管道与三通接头(6)的二号口(62)连通；/n循环油泵(91)安装在电动三通阀(5)的第三端头(53)与分油器(1)的进油口A(11)之间的管路上；/n膨胀油箱(92)安装在之间太阳能集热器(7)的总出油口(71)与电动三通阀(5)的第一端头(51)之间的管路上。/n...

【技术特征摘要】
1.双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：包括分油器(1)、集油器(2)、辐射板(3)、压差旁通装置(4)、电动三通阀(5)、三通接头(6)、太阳能集热器(7)、电锅炉(8)、循环油泵(91)及膨胀油箱(92)；
分油器(1)上设有一个进油口A(11)和多个出油口A(12)，每个出油口A(12)上均设有一个阀门A(121)；集油器(2)上设有一个出油口B(21)和多个进油口B(22)，每个进油口B(22)上均设有一个阀门C(221)；分油器(1)与集油器(2)之间通过多条管路连通，每条管路一端连接在分油器(1)的一个出油口A(12)上，另一端连接在集油器(2)的一个进油口B(22)上；
辐射板(3)安装在分油器(1)与集油器(2)之间的一条或多条管路上；
压差旁通装置(4)安装在分油器(1)与集油器(2)之间的管路上，且压差旁通装置(4)不与辐射板(3)安装在同一条管路上；
电动三通阀(5)上设有第一端头(51)、第二端头(52)和第三端头(53)，电动三通阀(5)的第三端头(53)通过管道与分油器(1)的进油口A(11)连通；
三通接头(6)上设有一号口(61)、二号口(62)和三号口(63)，三通接头(6)的三号口(63)通过管道与集油器(2)的出油口B(21)连通；
太阳能集热器(7)上设有总出油口A(71)和总进油口A(72)，总出油口A(71)通过管道与电动三通阀(5)的第一端头(51)连通，总进油口A(71)通过管道与三通接头(6)的一号口(61)连通；
电锅炉(8)上设有总出油口B(81)和总进油口B(82)，总出油口B(81)通过管道与电动三通阀(5)的第二端头(52)连通，总进油口B(81)通过管道与三通接头(6)的二号口(62)连通；
循环油泵(91)安装在电动三通阀(5)的第三端头(53)与分油器(1)的进油口A(11)之间的管路上；
膨胀油箱(92)安装在之间太阳能集热器(7)的总出油口(71)与电动三通阀(5)的第一端头(51)之间的管路上。


2.如权利要求1所述的双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：其还包括蒸汽产出装置；蒸汽产出装置安装在分油器(1)与集油器(2)之间的一条或多条管路上，且蒸汽产出装置不与压差旁通装置(4)安装在同一管路上。


3.如权利要求2所述的双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：蒸汽产出装置包括管壳式换热器(101)和蒸汽缓冲箱(102)；蒸汽缓冲箱(102)上设有进水口(1021)和出蒸汽口(1022)，出蒸汽口(1022)上设有阀门B(1023)；管壳式换热器(101)上设有壳程进口(1011)、壳程出口(1012)、管程进口(1013)和管程出口(1014)，管壳式换热器(101)通过壳程出口(1012)和壳程入口(1011)安装在分油器(1)与集油器(2)之间的管路上，管壳式换热器(101)的管程进口(1013)通过管道与水源连通，管壳式换热器(101)的管程出口(1014)通过管道与蒸汽缓冲箱(102)的进水口(1021)连通。


4.权利要求1-3中任一项所述的双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：辐射板(3)包括热辐射屏蔽层(31)、阻燃保温层(32)、均热板层(33)、非金属传热层(34)、辐射金属板(35)、导热油盘管(36)及支撑件(37)；热辐射屏蔽层(31)、阻燃保温层(32)、均热板层(33)、非金属传热层(34)及辐射金属板(35)从上至下依次叠加而形成辐射板(3)的主体，导热油盘管(36)为设置在阻燃保温层(32)内的往复U形盘管，其两端从阻燃保温层(32)中伸出而位于辐射板(3)外部，支撑件(37)设置在非金属传热层(34)内，其一端与均热板(33)相抵，另一端与辐射金属板相抵。


5.如权利要求4所述的双热源顶板辐射采暖系统，其特征是：其还包括照度传感器(103)、显示单元(104)及控制芯片(105)；控制芯片(105)的信号输入端口与照度传感器(103)电连接，信号输...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾炜莉，易小芳，王蒙，满学鹏，彭小勇，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43