智能太阳能热风供暖系统

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  摘 要:文中设计了一款智能太阳能热风供暖系统,该系统属于绿色、节能、人性化的家庭使用设备,由太阳能集热储热供暖、电加热、夹层盘管双效加热水箱、光伏发电和控制中心组成,具有综合利用价值高、使用成本低、工作稳定、操作简单等优点,拥有广阔的应用前景。
  关键词:智能;太阳能热风供暖;节能环保
  1 作品简介
  随着生活水平的提高,人们更加追求环保舒适的生活,因此该智能太阳能热风供暖系统应运而生,该系统主要由太阳能集热储热供暖、电加热、夹层盘管双效加热水箱、光伏发电和控制中心五部分组成。智能太阳能热风供暖系统如图1所示。
  智能太阳能热风供暖系统综合利用系统属于绿色、节能、人性化的家庭使用设备,具有综合利用价值高、使用成本低、工作稳定、操作简单等优点,并具有以下创新点及亮点:
  (1)利用太阳能空气集热器作为热量来源,应用于家庭供暖,在节能环保的前提下,满足一家一户的供暖需求,可有效解决集中供暖难以顾及农村或偏远地区的采暖问题。大大减少现有采暖方式对电能、煤炭、天燃气等传统能源的消耗。
  (2)本系统采用鹅卵石储热与电加热双效保障,确保晚间或阴雨天的供暖需求,提高了系统工作的穩定性与可靠性。
  (3)热水水箱采用盘管与夹层双效加热方式,热空气循环利用,在无需供暖的春夏秋三季可提供生活热水,系统综合利用率高。
  (4)采用远程智能控制技术,使系统设计更人性化。
  (5)该系统采用模块化设计,可进行灵活扩展,适用于农村中小型养殖企业等不同环境。
  2 工作原理
  冬季时,该系统主要用于家庭采暖。通过太阳能空气集热器将自然空气转化为高温气体,将高温气体与自然空气混合,利用温湿传感器自动检测混合后的气体温湿度,并通过控制中心根据人们的不同需要自动调节温度、湿度,满足居室舒适度的需要。系统构成图如图2所示。
  为保证夜晚或雨雪天供暖需求,本系统设计有储热环节,以储热量较高的鹅卵石作为储热介质,利用高温气体对鹅卵石进行升温储热,弥补光照不足时的供暖要求。此外,以电加热做为辅助供暖方式。春夏秋三季,该系统用于提供生活热水。水箱设计为盘管与夹层双效加热,通过循环系统实现热空气的循环利用,提高了热效率,减少了热量散失。
  该系统还设计有太阳能电池板发电。将其产生的电能进行升压、稳压、储存,可以保证该系统的用电需求,减少了对电网电能的消耗与依赖,实现了太阳能的综合利用。
  控制中心部分用以平衡调节整个系统各部分之间的协调工作,实现对家庭供暖方式的控制、暖风温度与湿度的控制、太阳能电池板发电蓄电的控制以及对家用温水的控制。
  该系统实现了为居室冬季供暖,其他季节供温水与自发电功能,大大减少了对电网电能、燃气和煤等传统能源的消耗,充分体现了节能减排、绿色环保的理念。
  3 创新点
  该智能太阳能热风供暖系统具有以下创新点及亮点:
  (1)利用太阳能空气集热器作为热量来源,应用于家庭供暖,在节能环保的前提下,满足一家一户的供暖需求,可有效解决集中供暖难以顾及到的农村或偏远地区的采暖问题。大大减少了现有采暖方式对电能、煤炭、天燃气等传统能源的消耗。
  (2)本系统采用鹅卵石储热与电加热双效保障,确保晚间或阴雨天的供暖需求,提高了系统工作的稳定性与可靠性。
  (3)在春夏秋三季可以提供生活热水,系统综合利用效率高。
  (4)水箱采用盘管与夹层双效加热方式,热空气循环利用,热效率高。
  (5)采用单片机控制和远程控制技术,实现室内温度的智能控制,进一步提高热量的利用效率,使系统设计更人性化。
  目前大多数普通家庭都采用集体或个体燃煤采暖,抑或空调供暖,使用成本较高,且大量消耗传统能源,由此带来了巨大的能源与环境压力。而该智能太阳能热风供暖系统不仅具有冬季供暖功能,在很大程度上还实现了热水器的功能,一机多用,总体购置成本较低,应用成本更低,确保大多数家庭能买的起、用得起。系统设计有三种供暖方式,分别为集热器提供的热空气供暖、储热系统供暖,在天气条件不达标时,还可借助电加热补充供暖。
  该系统采用模块化设计,结构简单,安装、操作方便,远程控制设计使系统更人性化,且外观设计比例协调,系统机械结构由适当的基本几何体组合而成,美观大方。且该系统功能完善、成本较低、外形美观、操作方便。适用于广大农村地区,尤其适用于常规采暖或电力能源难以到达的山区或边远哨所,实用性强。
  4 市场前景
  该设计以太阳能为能量来源,冬季主要用于采暖,春夏秋三季提供生活热水,装置综合利用率高。采暖部分实现了温度与湿度的自动调节,供暖、储热与电加热的智能控制;热水箱采用盘管与夹层双效加热方式,且热空气循环利用,热能利用率高。该装置特别适用于难以实现集体供暖的农村或偏远地区,大幅节约常规能源,零排放无污染,对于节能减排、环境保护具有现实意义。该装置还可实现一机两用,且成本较低,有广阔的市场推广前景。
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