太阳能光热采暖电磁辅助加热系统

专利名称：一种太阳能电辅助供暖系统及控制方法专利类型：发明专利
发明人：屈道宽,李雯雯,高琰,张坡,王广洲,王涛
申请号：CN201811402712.0
申请日：20181123
公开号：CN110017526A
公开日：
20190716
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种太阳能电辅助供暖系统，调温循环系统与太阳能热水器连通，电辅助加热装置设置在太阳能热水器的水箱内，太阳能水位传感器设置在太阳能热水器的水箱内，补水管路上设置补水电磁阀，温度控制系统分别与调温循环系统、太阳能电加热系统、电辅助加热装置、补水电磁阀、蓄电池电量检测装置、太阳能水位传感器电性连接。

还涉及一种太阳能电辅助供暖系统的控制方法。

本发明的有益效果：节省能源，减少污染；可自动调温自动上水，减少人工操作节省人力；调温水箱储存温度过高的水进行备用，可作为夜晚阴雨天气对太阳能热水器做温度补充不浪费热量；长时间阴雨天气可采用太阳能电加热系统继续供暖，当蓄电池电量不足时，可用电加热进行补充。

申请人：山东理工昊明新能源有限公司,山东理工职业学院
地址：272000 山东省济宁市北湖新区荷花路南首(山东理工职业学院院内)
国籍：CN
代理机构：北京中济纬天专利代理有限公司
代理人：宋震
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太阳能辅助供热系统的设计与效益分析引言：太阳能作为一种清洁、可再生的能源，近年来越来越受到人们的重视。

太阳能辅助供热系统是利用太阳能热能将其转化为热水或者蒸汽，从而为供热系统提供能源。

本文将从工程专家和国家建造师的角度，对太阳能辅助供热系统的设计与效益进行分析。

一、太阳能辅助供热系统的设计1. 太阳能热能收集装置的选择：太阳能热能收集装置主要包括平板集热器和真空管集热器两种。

平板集热器适用于中高温太阳能辅助供热系统，而真空管集热器适用于低温太阳能辅助供热系统。

设计者需要根据具体的项目需求选择合适的热能收集装置。

2. 热能传输与储存系统的设计：太阳能热能需要传输和储存，以保证供热系统在夜晚或者阴天也能正常运行。

热能传输系统一般使用导热液（如水或者其它工质）来传输热能，而储存系统则需要考虑能量的储存容量和热损失等因素。

设计者需要合理设计传输和储存系统，以提高整个供热系统的效率。

3. 辅助设备的选配与能量转换：太阳能辅助供热系统通常需要配备辅助设备，如水泵、阀门、传感器等。

设计者需要根据具体情况选择合适的辅助设备，并进行能量转换的考虑。

例如，太阳能热能转化为热水后，还需要通过水泵将热水输送到供热系统中，设计者需要合理选配水泵的功率和流量，以确保系统运行的顺畅。

二、太阳能辅助供热系统的效益分析1. 环境效益：太阳能辅助供热系统的运行不会产生二氧化碳等有害气体，对环境污染较小，符合可持续发展的理念。

使用太阳能供热系统可以减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和环境负荷。

2. 经济效益：虽然太阳能辅助供热系统的建设和维护成本较高，但由于太阳能是免费的，供热系统在运行中能够节约燃料费用。

同时，在一些有政府补贴政策的地区，使用太阳能辅助供热系统可以享受到一定的财政补助，进一步增加经济效益。

3. 能源效益：太阳能是一种清洁的能源，利用太阳能进行辅助供热可以使供热系统的能源消耗减少，提高系统的能源效率。

太阳能辅助供热系统可利用太阳能逐渐提高供热系统的热水温度，使整个供热系统的工作效率得到提高。

太阳能热利用系统辅助加热系统分析摘要：太阳能热利用系统作为清洁无污染的绿色能源，对光照依赖度较强，为了提高系统可靠性必须配置辅助加热系统。

本文就目前常见的几种辅助加热系统优劣势进行分析，以便在太阳能热利用系统的设计中更好地优化选择。

正文：太阳能热利用技术是指通过太阳能集热器将太阳辐射的光能转化为热能，将集热器内的水从低温加热到高温从而加以利用的技术。

随着太阳能热利用技术的发展和普及，集热器效率有了很大的提升，太阳能热利用系统已从原来提供热水用于洗浴，发展到供暖、发电、提供蒸汽。

太阳能热利用系统虽然有着清洁无污染等优点，但是本身也有局限性，其对天气条件具有强烈的依赖性，当遇到雨雪及冬季日照不足的天气时，太阳能热利用系统就难以收集足够的热能供日常使用，虽然很多系统可以配置一定的储热装置预先存储一些热量，但遇到连续阴雨等极端天气，系统的可靠性还是会受到质疑。

因此，一般的太阳能热利用系统都会配置一个或多个辅助加热装置，作为光照条件不足时的备份热源。

目前常见的辅助加热方法，根据热源区分，主要有电辅助加热、燃气辅助加热、空气源热泵辅助加热等；根据加热结构区分，可分为在线式加热、储热式加热等。

下面将对各种加热方式进行分析：一、电辅助加热电辅助加热是指利用电热装置（如电热棒、电热丝等）为太阳能热利用系统提供辅助加热的方式，也是目前最为常见的一种辅助加热方式。

电辅助加热可以灵活适用于在线式加热、储热式加热。

用于在线式的电辅助加热装置，一般安装于出水末端，对末端出水水温要求不高（40℃~60℃），且对电加热装置的瞬时功率要求较高。

其可自适应末端水温，当水温不足时进行在线加热使水温达到目标温度。

优点是结构简单，即开即用，更换方便；缺点是无法有效利用谷电进行加热，且需做好漏电保护。

用于储热式的电辅助加热装置，一般安装于储热水箱内部，或与储热水箱进行热循环。

根据应用场景的不同，可灵活配置加热功率。

安装于储热水箱内部的电辅助加热装置，成本低廉，但更换比较麻烦，需要排空储热水箱；安装于储热水箱外部的电辅助加热装置，需要另行配置热循环设备（中继水箱、水泵等）。

太阳能与多种热源互补（采暖+制冷+热水）系统简介生活热水供热和冬季热水采暖供热是许多地区不可或缺的基本的生活条件。

我国有70%的人口需要采暖越冬。

采暖耗热量占年生活总耗热量的90%。

我国能够享受城市热力管网或单位、小区局域集中采暖的家庭约占10%，而占90%的城市周边地区、县乡镇和广大农村的家庭基本依靠燃煤或土暖气供热采暖。

供热采暖是个巨大的热量消耗和供应市场。

太阳能显热是取之不尽、用之不竭的可再生能源。

太阳能存在着因为地理位置、气温变换与昼夜更替产生的不稳定性影响，但太阳能又是强大的供热资源，一份能量换得一份热量，只要合理的科学的资源配置，就可以实现太阳能供热采暖应用。

第一次世界能源危机，欧美国家就开始了太阳热能供热采暖的应用，并已形成完善的技术体系。

房间温度每升高1℃要增加17%热耗；18℃标准室温和不同纬度，每㎡太阳能集热面积可以驱动3-10㎡建筑面积采暖，可以节省30-50%电或燃料。

太阳能供热采暖需要有互补热源。

夜间或阴雨雪或极端低温天气，太阳能不能满足供热时，需要有互补热源。

互补热源有电、燃气、燃煤等。

电热源设备是水循环电热采暖器；燃气热源设备是燃气壁挂炉；燃煤热源是热水采暖炉。

电是洁净能源，无污染、无明火、普及率高、电价适宜，容易实现安全与节电的自动化控制。

随着新农村建设和城镇扩建的发展，未来5-10年将有数亿家庭乔迁新居而提供巨大的供热采暖商机。

而太阳能光电互补将是主要的供热采暖方式。

太阳能多热源互补供热采暖系统由太阳能集热器、互补热源设备和控制装置组成。

冬季制热水供热采暖，夏季可以制冷水，经风机盘管制冷风实现室内空气调节。

保温性能不达标的标准住宅，在气温-5℃、室温18℃条件下，采暖供水温度55℃、供回水温差10℃时，采暖循环水量为4.5Kg/h，需要提供的热量为190KJ；保温性能达标的标准住宅，在气温-5℃、室温18℃条件下，采暖供水温度55℃、供回水温差10℃时，采暖循环水量为2.5Kg/h、需要提供的热量为105KJ。

3.5辅助加热系统3.5.1辅助加热系统的选取3.5.2 选择辅助加热系统必要性分析3.5.3辅助加热系统的利用由于太阳能是一种不太稳定的新能源，经常会受地域气候因素对其的负面影响，从而使得我们不能每时每刻去获取太阳能源，尤其在雨、雪天中太阳能几乎不能利用。

因此，必须得同其他的能源的设备相结合进行联合使用，才可以保证较为稳定的热水供应，使得我们在有用水需求时能够有足够温度且水量充足的热水供应。

为了方便起见，将这种水加热设备统称为“辅助热源”，这样的加热系统称之为“辅助加热系统”。

辅助热源的作用是在太阳光照弱使得太阳能不足时作为太阳能热水系统的热能补充。

我们需要考虑到本太阳能热水系统在冬季时，会由于环境温度过低，光照不足，从而使得集热器不能够将热水加热到所需温度；以及若遇到阴、雪天气，集热器无法正常工作。

像这样在遇到太阳能不充足的天气、季节时，我们可以启动辅助加热系统，对储水箱进行加热保温，避免因为天气缘故而影响用户奶牛场挤奶设备的清洗。

在太阳能集热器无法正常工作时，我们可以通过辅助加热系统来加热水到所需温度，从而保证热水的正常供应。

故在太阳能热水系统中安装辅助加热系统必要性由此可见一斑。

目前在太阳能热水系统灵域主要的辅助加热方式有沼气锅炉加热，热风炉加热和电加热。

用沼气锅炉加热可使辅助加热系统和整个系统紧密结合，发酵产生的沼气，除了供应用户日常使用外，储存下来的便可以进行辅助加热，也解决了产气过剩而又无法直接排放的问题。

而利用热风锅炉加热循环水的原理与沼气锅炉相似，但热风锅炉的燃料更丰富，除了沼气外还能利用秸秆等作为燃料来供热，即使在沼气产量很低时也可正常工作，而沼气锅炉则无法运行。

比于上述两种辅助加热方式，电加热更为便捷。

同样电加热设备易于安装，控制方便，是太阳能热水系统最常用的辅助热源。

因此在本设计系统中，我们选择使用电加热设备做辅助加热系统。

根据电加热设备的规格标准我们选择使用功率为1500瓦的ABB L、类型的电加热器，该设备通电使用时大约每小时耗电量在1.5度左右。

太阳能辅助加温系统在日光温室中的应用作者：刘文合盖世臣曲玉来源：《中国高新技术企业》2015年第03期摘要：太阳能资源具有其他能源所无法比拟的优点，关于太阳能，有科学家做过估算，其寿命还有大约34亿年的寿命，因此，可以说太阳能是取之不尽、用之不竭的资源。

而我国又具有丰富的太阳能资源，具有很好的开发条件和应用价值。

文章结合笔者多年工作经验，对太阳能辅助加温系统在日光温室的应用现状进行了整理和总结，希望在今后的应用过程中能够对出现的问题进行相应的改进和完善。

关键词：太阳能；辅助加温系统；日光温室；光热转换；光伏发电文献标识码：A中图分类号：S625 文章编号：1009-2374（2015）03-0063-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0223我国是太阳能资源使用最多的国家，具有非常丰富的太阳能资源，即便是在太阳能相对较弱的区域，其年辐射总量也和东京相差无几，甚至高于伦敦和汉堡这些利用太阳能较多的城市，在我国，有2/3的国土面积每年的日照时间都在2200小时以上，每年的辐射总量大约在3340～8360MJ/平方米，相当于110～250kg标准煤/平方米。

1 日光温室的定义日光温室又叫做暖棚，全称节能日光温室，是我国北方地区独有的一种温室类型。

是一种室内的、无需任何加热措施的温室，简单说即指，在最寒冷的季节，依赖太阳光达到并维持室内一定的温度，来满足蔬菜作物的生长需求。

该温室以轻质保温材料作墙体围护，采用轻型无柱装配式桁架，新型复合保温被作覆盖，实现了保温被的整体卷放。

它具有采光合理、保温性能好、室内作业方便、易于机械化作业等优点，是一种投资少、能耗低、见效快的设施。

本文研究的日光温室以水作为载热和蓄热介质，白天利用太阳能集热器加热水，热水经管道储存到保温水箱内，夜间经由管道将保温水箱内的热水循环至地下管道，直接对温室内土壤进行加热，以提高温室内温度。

2 太阳能资源的特点太阳能资源具有其他能源所无法比拟的优点，它具有无毒、无味、无污染、可再生、绿色环保等优点，分布广泛，无贫富之分，关于太阳能，有科学家做过估算，其寿命还有大约34亿年的寿命，因此，可以说太阳能是取之不尽、用之不竭的资源。

太阳能光热发电系统的构成介绍太阳能光热发电系统是一种通过利用太阳能将光能转化为热能，并进一步转化为电能的系统。

它由多个组件组成，包括太阳能集热器、热能转换装置、储热装置、发电装置和辅助设备等。

本文将详细探讨这些组成部分以及它们的功能和相互关系。

太阳能集热器太阳能集热器是太阳能光热发电系统的核心组件，用于收集太阳的光能并将其转化为热能。

太阳能集热器一般由反射镜、聚光器、吸收器和管道等组成。

其工作原理是通过反射镜或聚光器将太阳的光线聚焦到吸收器上，吸收器吸收光线并将其转化为热能。

热能进一步通过管道传输到热能转换装置。

热能转换装置热能转换装置用于将太阳能集热器中获得的热能转换为更高级的能量形式，如蒸汽或热油。

常见的热能转换装置包括蒸汽发生器和热能转换器。

蒸汽发生器利用高温的热能产生蒸汽，而热能转换器将热能传递给工作介质，使其膨胀推动发电机发电。

储热装置储热装置用于在太阳能可利用时将过剩的热能储存起来，以供夜间或阴天使用。

常见的储热装置包括热媒储罐和盐蓄热系统。

热媒储罐通过贮存高温热能并减少能量损失，确保系统在夜间或阴天时能持续发电。

盐蓄热系统则将热能转化为盐的潜热，通过盐的相变过程来储存热能。

发电装置发电装置是太阳能光热发电系统的关键组件，用于将热能转化为电能。

常见的发电装置包括蒸汽涡轮发电机和有机朗肯循环发电机。

蒸汽涡轮发电机利用高温高压蒸汽推动涡轮发电机产生电能，而有机朗肯循环发电机则利用有机工质（如热油）的相变过程来推动发电机。

辅助设备太阳能光热发电系统还需要一些辅助设备来支持其正常运行。

这些设备包括冷却系统、控制系统和辅助供热系统。

冷却系统用于冷却热能转换装置和发电装置，以保持其在适宜的工作温度范围内。

控制系统用于监测和控制整个系统的运行，以确保其稳定性和安全性。

辅助供热系统用于在需要时提供额外的热能供应，以增强系统的稳定性和可靠性。

总结太阳能光热发电系统是一种利用太阳能将光能转化为热能，并进一步转化为电能的系统。

浅谈太阳能加辅助加热供热水系统的应用【摘要】：随着我国经济的飞速发展，人们的节能意识也在不断的提升，太阳能的应用在建设资源节约型社会中发挥着极其重要的作用。

就住宅建筑的供热水系统设计而言，现代建筑中的加热系统设计大多采用太阳能加辅助加热供热水的方式，通过从节能和经济效益的方面分析，太阳能加辅助加热供热水系统拥有比较明显的经济和实用性能，本文介绍了住宅建筑中比较常用的几种太阳能供热水系统的形式及特点，对平板式及其它的集热器产品，太阳能加热的几种方式，以及对住宅建筑中太阳能供热水系统的选用和发展进行了介绍。

【关键词】：太阳能供热系统系统形式优缺点[ abstract ]:with the rapid development of china’s economy, people’s awareness of energy conservation are also constantly upgrading, the application of solar energy in the construction of a resource-saving society plays an extremely important role. on the residential building hot water supply system design, a modern building in the heating system design mostly uses the solar energy and auxiliary heating water heating way, through the energy saving and economic benefits analysis, the solar energy and the auxiliary heating waterheating system has obvious economic and practical performance, this paper introduces several common residential building solar hot water supply system forms and features, and compare, analysis of the system with centralized boiler room for building hot water system advantages and disadvantages, the flat type heat collector and other products, solar heating in several ways, as well as on residential building solar energy hot water system selection and development are introduced.[ key words ]: solar energy, heating system, system form, advantage and disadvantage中图分类号： s214文献标识码：a 文章编号：一、引言我国建筑能源的消耗几乎已占全国总能耗的三分之一，特别是炊事和热水占有很高的比例，因此建筑节能的意义十分重大。

太阳能光热系统
太阳能光热系统是一种利用太阳能进行能源转换的技术。

它通过利用太阳辐射能量，将其转化为热能，进而产生电能或热水等能源，具有可再生性、环保性、经济性等优点。

太阳能光热系统主要由太阳能集热器、换热器、储热器、管路和控制系统等组成。

其中，太阳能集热器是核心部件，它能将太阳辐射能量转化为热能，并传递给换热器，再由换热器将热能转移至储热器进行储存。

太阳能光热系统主要分为平板式和真空管式两种，其中真空管式太阳能集热器具有更高的热效率和抗风性能。

太阳能光热系统广泛应用于热水供应、采暖、发电等领域，特别是在无电区、农村地区和野外战术行动中具有重要意义。

随着科技的不断进步，太阳能光热技术将进一步完善，为人类提供更加环保、低碳、安全的能源供应方式。

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储水式电热水器的太阳能辅助供热技术储水式电热水器是一种常见的热水供应设备，通过电力加热水箱中的水来提供热水。

然而，在使用过程中，电热水器的能耗较高，不仅对环境造成压力，也增加用户的能源开销。

为了解决这个问题，太阳能辅助供热技术被引入到储水式电热水器中，以实现能源的高效利用和减少碳排放。

本文将介绍储水式电热水器太阳能辅助供热技术的原理、优势和应用前景。

储水式电热水器的太阳能辅助供热技术原理主要是利用太阳能热能转换为电能，通过电能加热水箱中的水。

该技术的核心部分包括太阳能光伏发电系统和电热水器系统。

太阳能光伏发电系统通过安装在屋顶或庭院的光伏板收集太阳能，并将其转化为电能储存在电池或电网中。

当太阳能不足时，电热水器系统会自动启动，使用电能加热水箱中的水。

当太阳能充足时，电热水器系统将自动切换为太阳能供热模式，将太阳能转化为电能以供电热水器加热使用。

储水式电热水器的太阳能辅助供热技术的优势不言而喻。

首先，该技术可以大大减少电能的消耗，从而降低用户的能源开销。

太阳能作为一种清洁、可再生的能源，可以替代传统的化石燃料，减少碳排放，对环境友好。

其次，储水式电热水器的太阳能辅助供热技术具有很高的灵活性和适应性。

在太阳能不足时，系统可以自动切换到电能供热模式，保证用户的正常用水。

而在太阳能充足时，系统又可以自动切换到太阳能供热模式，实现能源的高效利用。

这种灵活性和适应性使得太阳能辅助供热技术在各种环境和气候条件下都能正常运行，增加了其在市场上的应用前景。

储水式电热水器的太阳能辅助供热技术已经在一些地区得到了广泛的应用。

在一些阳光充足的地区，如南方地区或中东地区，太阳能辅助供热技术在热水供应中起到了重要的作用。

许多家庭和建筑物都安装了这种技术，以减少能源开销，提高能源利用效率。

此外，一些国家和地区还制定了政策和措施，鼓励和支持太阳能辅助供热技术的推广和应用。

例如，一些国家给予购买太阳能系统的用户一定的财政补贴或税收减免。

学生公寓太阳能配热泵辅助加热系统方案项目具体内容、技术要求及节能技术要求（一）项目概括：广州铁路职业技术学院学生公寓太阳能配热泵辅助加热设备系统。

广州铁路职业技术学院本次招标项目学生宿舍1栋共8层。

工程为热水系统楼面部分及热水系统供水管道到各层房间接口。

要求热水系统包括太阳能、热泵热水机组及保温储水箱等，太阳能、热泵机组及保温储水箱放置在天面层。

电源及自来水给水管道由招标人就近提供接口。

（二）技术要求：1、水温、用水量与要求水温：热水龙头输出口热水温度不低于56℃；用水量：学生宿舍为31.5吨（卧式水箱5吨×6个）。

2、太阳能系统1）采用国内著名品牌真空管式太阳能集热器（皇明、清华阳光），集热面积6.25㎡/组，50支真空管/组，真空管规格为：Ф50×1500。

集热器瞬时效率截距：不少于0.93。

2）建议采用全不锈钢支架及必须采用不锈钢材料作为联集箱等配套产品。

3）学生宿舍楼顶安装太阳能集热器面积为200m2。

4）太阳能集热器循环系统：为1个循环系统，循环水泵要求为优质名牌热水泵（广一、威乐、海德隆、格兰富）。

3、热泵机组系统热泵热水机组为优质名牌直热循环式加热机组，压缩机品牌应为国际优质名牌带有气平衡管和油平衡管的美国“谷轮”全封闭涡旋式压缩机，效率高、噪声低、能耗低、维修方便。

1）压缩机：热泵系统主要核心部件，要求采用国际知名美国“COPELAND”专利高效压缩机，可耐高温150℃以上。

2）能效比：要求热水主机的能效比的COP≥4.5，并要求提供产品质量监督检验单位所出具的有关检测报告及国家级的生产许可证，在使用过程中可安装电表作能耗监控。

3）机组功率的要求：在标准工况下，热泵机组每天工作时间不得超过15小时，保温储水箱就能达到输出供应的热水温度为56℃～60℃的设计标准。

4）冷媒：系统应采用R22冷媒。

初次安装必须包含冷媒和润滑油。

5）机组配微电脑显示控制屏，设有压力、出水温度水箱水位、机组功率等集中显示装置，其功能应具备：自动启停，掉电记忆功能（停电自动恢复运行）、热水超温保护，缺水停机保护，高压保护水箱、水位控制等功能。

太阳能系统电辅热功率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述太阳能系统是一种利用太阳能转化为可用能源的系统，它具有环保、可再生、经济等优势，因而备受关注。

太阳能系统一般由太阳能光电板、储能设备、逆变器等组成。

然而，在部分地区或特定季节，太阳能资源不充足或无法满足用户需求，这时候就需要通过电辅热来提供额外的热能以满足系统运行要求。

电辅热作为太阳能系统中的辅助热源，可以在太阳能资源不足时或无法满足需求时发挥重要作用。

电辅热利用电能转化为热能，补充太阳能系统中的热能不足，以保证系统正常运行。

它可以用于供暖、热水供应、游泳池加热等多个方面。

为了更好地了解电辅热在太阳能系统中的作用，需要准确计算电辅热功率。

电辅热功率的计算方法主要包括：根据所需的热水供应量以及太阳能系统的集热面积来确定电辅热功率的大小；通过考虑地区气温、季节变化等因素，结合太阳能系统的集热效率和系统损耗来计算电辅热功率。

太阳能系统电辅热功率的准确计算对于系统的正常运行以及满足用户需求至关重要。

电辅热功率的大小受多个因素影响，包括太阳能资源情况、系统设计参数、运行策略等。

未来，随着科技的发展和人们对可再生能源的需求增长，太阳能系统电辅热功率的研究和优化将朝着更高效、更智能化的方向发展。

1.2 文章结构文章结构是指文章的组织方式和部分内容的安排顺序。

本文的文章结构如下：1. 引言：简要介绍太阳能系统电辅热功率的背景和意义。

2. 正文：2.1 太阳能系统的基本原理：介绍太阳能系统的工作原理，包括太阳能的捕捉转换和储存的过程。

2.2 电辅热在太阳能系统中的作用：说明电辅热在太阳能系统中的重要作用，包括在太阳能供应不足或天气恶劣情况下的补充作用。

2.3 电辅热功率的计算方法：详细介绍计算太阳能系统电辅热功率的方法，包括考虑不同因素如太阳辐射、供暖需求等进行计算。

3. 结论：3.1 太阳能系统电辅热功率的重要性：总结太阳能系统电辅热功率对系统稳定运行和能源利用的重要性。