太陽能采暖系統(tǒng)、多熱源采暖系統(tǒng)及多熱源供暖方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于房建采暖工程技術領域，具體涉及一種太陽能綜合利用于建筑采暖系統(tǒng)工程的設計，本發(fā)明還涉及太陽能綜合利用于建筑采暖工程的自動控制方法。
【背景技術】
[0002]施工建筑臨時設施一般無法與城市供暖管網(wǎng)相連，采暖只能用電暖氣、空調等，一種安全系數(shù)低、另一種成本高。在現(xiàn)代企業(yè)運行成本增加、市場競爭激烈的背景下，無疑會增加企業(yè)負擔;另外在城市發(fā)展如此迅猛的今天，企業(yè)出城入園已經是趨勢，但許多城鄉(xiāng)結合部仍然受資金的影響導致基礎設施建設不完善，天然氣、供暖管網(wǎng)建設不到位，企業(yè)辦公區(qū)采暖受到很大的考驗。燃煤一不清潔，二不安全，三是看天燒煤不僅資源浪費嚴重，且無法營造舒適的工作環(huán)境。加之隨著我國的社會發(fā)展，資源的供應量和需求量之間已經出現(xiàn)了較大的反差，目前常規(guī)能源耗能巨大又給環(huán)境造成嚴重污染，但新型能源開發(fā)利用率低，另外從總體上來說，我國從1999年后，全國用電增長率呈上升趨勢，且供需矛盾十分突出，拉閘限電現(xiàn)象嚴重存在，隨著人們生活水平的提高，為營造舒適環(huán)境的采暖設備必將導致用電量大大增加，因此在能源、社會發(fā)展和環(huán)境保護的多向需求下，降低建筑能耗或者利用新型能源代替常規(guī)能源，已經是現(xiàn)代建筑的主要趨向。
[0003]蘭州金誠鐵路混凝土公司為了響應省市兩級“藍天行動”和企業(yè)“出城入園”的號召，將生產地由老城區(qū)搬至距市區(qū)5公里的韓家河村，城市供暖管網(wǎng)和天然氣管道均沒有建設，新建辦公樓的采暖成了問題。如果采用燃煤鍋爐一方面將排出大量的粉塵、二氧化碳、二氧化硫甚至致癌性很強的3.4笨并華，嚴重影響城市空氣質量和周邊群眾身體健康;另一方面鍋爐設施和燃煤的存放將占去很大地方，鍋爐的運行需要專人操作，都是一筆很大的投入。采用電暖氣采暖成本幾乎是無法承受的，因此采用新型清潔的太陽能作為采暖熱源是最可行的方案。但單一的太陽能作為熱源對于處于西北地區(qū)1500多平方米的辦公樓來說顯然是無法滿足的，因此必須提出多熱源供暖的方案，但是多熱源究竟包括哪些熱源、如何選擇熱源，都是在建設規(guī)劃中遇到的難題；另外多熱源采暖系統(tǒng)在現(xiàn)在主導的城市集中供暖的大背景下還無任何可借鑒的前例，各熱源必定有利弊之處，如何有效的結合各熱源的優(yōu)點，盡可能的降低建設投入成本和使用成本，也對于建設初期設計增加了很大的難度。
【發(fā)明內容】
[0004]基于前述;本發(fā)明要解決的第一技術問題在于提供一種利用太陽的采暖系統(tǒng);本發(fā)明要解決第二技術問題在于提供一種利用太陽能的多熱源采暖系統(tǒng);本發(fā)明要解決第三技術問題在于提供一種在無市政供暖的條件下綜合利用太陽能的多熱源供暖方法;本發(fā)明要解決第四技術問題在于提供一種多熱源供暖系統(tǒng)的自動控制方法。本發(fā)明是在無市政供暖的條件下將太陽能綜合利用到采暖工程。
[0005]本發(fā)明解決上述第一技術問題采取的技術方案如下:一種利用太陽的采暖系統(tǒng)，包括散熱器、散熱器進水管和散熱器回水管;其特征在于:還包括太陽能集熱器與高位膨脹無壓水箱;太陽能集熱器與高位膨脹無壓水箱之間設有集熱器出水管與集熱器回水管，高位膨脹無壓水箱與散熱器進水管、散熱器回水管連接。
[0006]太陽能集熱器將水加熱后，在高位膨脹無壓水箱、散熱器及太陽能集熱器之間形成循環(huán)，為散熱器提供熱量。
[0007]本發(fā)明要解決第二技術問題采取的技術方案是:一種利用太陽能的多熱源采暖系統(tǒng)，包括空氣源熱栗、散熱器、散熱器進水管和散熱器回水管;其特征在于:還包括太陽能集熱器、高位膨脹無壓水箱、換熱高壓水箱與太陽能集熱器電補系統(tǒng);太陽能集熱器與高位膨脹無壓水箱之間設有集熱器出水管與集熱器回水管，高位膨脹無壓水箱與換熱高壓水箱之間設有膨脹水箱回水管與膨脹水箱進水管，空氣源熱栗與換熱高壓水箱之間設有空氣源熱栗進水管與空氣源熱栗回水管;散熱器進水管、散熱器回水管均與換熱高壓水箱連接，太陽能集熱器電補系統(tǒng)設在散熱器進水管上。
[0008]該多熱源采暖系統(tǒng)還包括電鍋爐，電鍋爐通過電鍋爐進水管與電鍋爐出水管連接至換熱高壓水箱。
[0009]散熱器進水管安裝有第一加壓栗，膨脹水箱出水管安裝有第二加壓栗，電鍋爐進水管安裝第三加壓栗，集熱器回水管安裝第四加壓栗，空氣源熱栗進水管安裝第五加壓栗。
[0010]空氣源熱栗包括第一空氣源熱栗至第三空氣源熱栗;第一空氣源熱栗至第三空氣源熱栗分別設有空氣源熱栗進水分管與空氣源熱栗回水分管，空氣源熱栗進水分管連接于空氣源熱栗進水管，空氣源熱栗回水分管連接于空氣源熱栗回水管;膨脹水箱進水管與各個空氣源熱栗進水分管均安裝電磁閥，空氣源熱栗回水分管均安裝止回閥。
[0011]本發(fā)明提供的利用太陽能的多熱源采暖系統(tǒng)還包括自動控制裝置；自動控制裝置包括多個溫度傳感器、D/A轉換器、微型計算機、A/D轉換器與控制柜;控制柜內安裝多個接觸器、與接觸器數(shù)量相同的分控制開關;多個溫度傳感器分別與D/A轉換器連接，D/A轉換器與微型計算機連接，微型計算機與A/D轉換器連接，A/D轉換器分別與多個接觸器連接，一個接觸器連接一個分控制開關，這些分控制開關對應連接于電鍋爐、空氣源熱栗與空氣源熱栗進水分管安裝的電磁閥、太陽能集熱器電補系統(tǒng)、第三至第五加壓栗、第二加壓栗及膨脹水箱進水管安裝的電磁閥。
[0012]多個溫度傳感器包括設置于高位膨脹無壓水箱的第一溫度傳感器、設置于散熱器進水管的第二溫度傳感器、設置于散熱器回水管的第三溫度傳感器、設置于太陽能集熱器回水管的第四溫度傳感器、設置于電鍋爐出水管的第五溫度傳感器、設置于空氣源熱栗回水管的第六溫度傳感器及設置于采暖房間的室內溫度傳感器。
[0013]接觸器為九個，空氣源熱栗為三個;所有的溫度傳感器采集的相應溫度信號，通過D/A轉換器將數(shù)字信號轉換成模擬信號，傳輸?shù)轿⑿陀嬎銠C上，微型計算機與預先設計的溫度范圍對比后，通過A/D轉換器將模擬信號轉換成數(shù)字信號，將開、關的啟閉信號輸出至相應的第一至第九接觸器，第一接觸器控制電鍋爐的啟停，第二接觸器控制第一空氣源熱栗與二號電磁閥的啟停，第三接觸器控制第二空氣源熱栗與三號電磁閥的啟停，第四接觸器控制第三空氣源熱栗與四號電磁閥的啟停，第五接觸器控制電補系統(tǒng)的啟停，第六接觸器控制第三加壓栗的啟停，第七接觸器控制第四加壓栗的啟停，第八接觸器控制第五加壓栗的啟停，第九接觸器控制第二加壓栗和一號電磁閥的啟停；另一方面通過溫度傳感器將溫度信號傳輸?shù)轿⑿陀嬎銠C上后經過計算得知需要啟動的熱源的功率，第一接觸器控制電鍋爐的運行功率，第二接觸器控制第一空氣源熱栗與二號電磁閥的啟停，第三接觸器控制第二空氣源熱栗與三號電磁閥的啟停，第四接觸器控制第三空氣源熱栗與四號電磁閥的啟停，第五接觸器控制太陽能集熱器電補系統(tǒng)的運行功率。
[0014]本發(fā)明解決上述第三技術問題采取的技術方案如下:一種在無市政供暖的條件下綜合利用太陽能的多熱源供暖方法，包括建筑采暖負荷的計算、熱源的選擇與計算、各熱源之間的連接;具體如下所述:
a.建筑采暖負荷的計算;根據(jù)《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019-2003設計計算散熱器輻射采暖的建筑采暖總負荷，根據(jù)地暖采暖的總負荷為散熱器采暖總負荷的90%?95%計算得到實際米暖總負荷。
[0015]b.熱源的選擇與計算;熱源為太陽能集熱器、空氣源熱栗、電鍋爐與太陽能電補系統(tǒng);設計基本原則為使用成本越低的盡可能提供更多的熱量，使用成本高的單一熱源提供的熱量要滿足實際采暖負荷的90%以上;其中太陽能集熱器為使用成本最低的，空氣源熱栗次之，而后是電鍋爐，太陽能電補系統(tǒng)最高。
[0016]c.各熱源之間的連接;本系統(tǒng)各熱源之間啟動有先后，即獨立，又統(tǒng)一，相互補充。在供暖初期和末期，因太陽光照較強，單獨啟動太陽能集熱器可以滿足供暖要求;而隨著天氣漸冷溫度降低，光照變弱，太陽能集熱器產生的熱量不足以整個建筑的用熱，需要啟動空氣源熱栗；當在冬至以后，室溫氣溫更低，空氣源熱栗效率降低，則需要啟動電鍋爐。因此在屋面設置高位膨脹無壓水箱兼儲熱水箱，地下室設置換熱高壓水箱。
[0017]本發(fā)明與以往的單一熱源的采暖系統(tǒng)相比，創(chuàng)新型的通過高位膨脹無壓水箱和換熱高壓水箱將多個熱源相連接，通過采用先后啟動的思想，最大化的將使用成本降低到最低，不僅避免了單一熱源的弊端，且大大降低了使用成本，且使得辦公環(huán)境更加舒適，更加滿足個人需要，降低了采暖實際負荷值。
[0018]本發(fā)明解決上述第四技術問題采取的技術方案如下:一種多熱源供暖系統(tǒng)的自動控制方法，包括各熱源的運行控制與熱源啟動功率的控制;具體內容如下所述:
a.各熱源的運行控制:在換熱高壓水箱箱體和供水管道、供暖系統(tǒng)供水干管和回水干管、空氣源熱栗和電鍋爐回水支管以及供暖系統(tǒng)末端室內均設置有溫度傳感器，通過溫度傳感器感測溫度值，將其傳輸?shù)轿⑿陀嬎銠C上;在供暖初期，當實測溫度值低于預先設計的溫度值時，相應設備電源及與之相連管道上的栗、電磁閥電源接觸器