智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)

朱慧+馬遠洋+王國斌

摘 要：文中設(shè)計了一款智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于綠色、節(jié)能、人性化的家庭使用設(shè)備，由太陽能集熱儲熱供暖、電加熱、夾層盤管雙效加熱水箱、光伏發(fā)電和控制中心組成，具有綜合利用價值高、使用成本低、工作穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：智能；太陽能熱風(fēng)供暖；節(jié)能環(huán)保

1 作品簡介

隨著生活水平的提高，人們更加追求環(huán)保舒適的生活，因此該智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)應(yīng)運而生，該系統(tǒng)主要由太陽能集熱儲熱供暖、電加熱、夾層盤管雙效加熱水箱、光伏發(fā)電和控制中心五部分組成。智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)如圖1所示。

智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)綜合利用系統(tǒng)屬于綠色、節(jié)能、人性化的家庭使用設(shè)備，具有綜合利用價值高、使用成本低、工作穩(wěn)定、操作簡單等優(yōu)點，并具有以下創(chuàng)新點及亮點：

（1）利用太陽能空氣集熱器作為熱量來源，應(yīng)用于家庭供暖，在節(jié)能環(huán)保的前提下，滿足一家一戶的供暖需求，可有效解決集中供暖難以顧及農(nóng)村或偏遠地區(qū)的采暖問題。大大減少現(xiàn)有采暖方式對電能、煤炭、天燃氣等傳統(tǒng)能源的消耗。

（2）本系統(tǒng)采用鵝卵石儲熱與電加熱雙效保障，確保晚間或陰雨天的供暖需求，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性。

（3）熱水水箱采用盤管與夾層雙效加熱方式，熱空氣循環(huán)利用，在無需供暖的春夏秋三季可提供生活熱水，系統(tǒng)綜合利用率高。

（4）采用遠程智能控制技術(shù)，使系統(tǒng)設(shè)計更人性化。

（5）該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，可進行靈活擴展，適用于農(nóng)村中小型養(yǎng)殖企業(yè)等不同環(huán)境。

2 工作原理

冬季時，該系統(tǒng)主要用于家庭采暖。通過太陽能空氣集熱器將自然空氣轉(zhuǎn)化為高溫氣體，將高溫氣體與自然空氣混合，利用溫濕傳感器自動檢測混合后的氣體溫濕度，并通過控制中心根據(jù)人們的不同需要自動調(diào)節(jié)溫度、濕度，滿足居室舒適度的需要。系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖2所示。

為保證夜晚或雨雪天供暖需求，本系統(tǒng)設(shè)計有儲熱環(huán)節(jié)，以儲熱量較高的鵝卵石作為儲熱介質(zhì)，利用高溫氣體對鵝卵石進行升溫儲熱，彌補光照不足時的供暖要求。此外，以電加熱做為輔助供暖方式。春夏秋三季，該系統(tǒng)用于提供生活熱水。水箱設(shè)計為盤管與夾層雙效加熱，通過循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)熱空氣的循環(huán)利用，提高了熱效率，減少了熱量散失。

該系統(tǒng)還設(shè)計有太陽能電池板發(fā)電。將其產(chǎn)生的電能進行升壓、穩(wěn)壓、儲存，可以保證該系統(tǒng)的用電需求，減少了對電網(wǎng)電能的消耗與依賴，實現(xiàn)了太陽能的綜合利用。

控制中心部分用以平衡調(diào)節(jié)整個系統(tǒng)各部分之間的協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)對家庭供暖方式的控制、暖風(fēng)溫度與濕度的控制、太陽能電池板發(fā)電蓄電的控制以及對家用溫水的控制。

該系統(tǒng)實現(xiàn)了為居室冬季供暖，其他季節(jié)供溫水與自發(fā)電功能，大大減少了對電網(wǎng)電能、燃氣和煤等傳統(tǒng)能源的消耗，充分體現(xiàn)了節(jié)能減排、綠色環(huán)保的理念。

3 創(chuàng)新點

該智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)具有以下創(chuàng)新點及亮點：

（1）利用太陽能空氣集熱器作為熱量來源，應(yīng)用于家庭供暖，在節(jié)能環(huán)保的前提下，滿足一家一戶的供暖需求，可有效解決集中供暖難以顧及到的農(nóng)村或偏遠地區(qū)的采暖問題。大大減少了現(xiàn)有采暖方式對電能、煤炭、天燃氣等傳統(tǒng)能源的消耗。

（2）本系統(tǒng)采用鵝卵石儲熱與電加熱雙效保障，確保晚間或陰雨天的供暖需求，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性與可靠性。

（3）在春夏秋三季可以提供生活熱水，系統(tǒng)綜合利用效率高。

（4）水箱采用盤管與夾層雙效加熱方式，熱空氣循環(huán)利用，熱效率高。

（5）采用單片機控制和遠程控制技術(shù)，實現(xiàn)室內(nèi)溫度的智能控制，進一步提高熱量的利用效率，使系統(tǒng)設(shè)計更人性化。

目前大多數(shù)普通家庭都采用集體或個體燃煤采暖，抑或空調(diào)供暖，使用成本較高，且大量消耗傳統(tǒng)能源，由此帶來了巨大的能源與環(huán)境壓力。而該智能太陽能熱風(fēng)供暖系統(tǒng)不僅具有冬季供暖功能，在很大程度上還實現(xiàn)了熱水器的功能，一機多用，總體購置成本較低，應(yīng)用成本更低，確保大多數(shù)家庭能買的起、用得起。系統(tǒng)設(shè)計有三種供暖方式，分別為集熱器提供的熱空氣供暖、儲熱系統(tǒng)供暖，在天氣條件不達標(biāo)時，還可借助電加熱補充供暖。

該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、操作方便，遠程控制設(shè)計使系統(tǒng)更人性化，且外觀設(shè)計比例協(xié)調(diào)，系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)由適當(dāng)?shù)幕編缀误w組合而成，美觀大方。且該系統(tǒng)功能完善、成本較低、外形美觀、操作方便。適用于廣大農(nóng)村地區(qū)，尤其適用于常規(guī)采暖或電力能源難以到達的山區(qū)或邊遠哨所，實用性強。

4 市場前景

該設(shè)計以太陽能為能量來源，冬季主要用于采暖，春夏秋三季提供生活熱水，裝置綜合利用率高。采暖部分實現(xiàn)了溫度與濕度的自動調(diào)節(jié)，供暖、儲熱與電加熱的智能控制；熱水箱采用盤管與夾層雙效加熱方式，且熱空氣循環(huán)利用，熱能利用率高。該裝置特別適用于難以實現(xiàn)集體供暖的農(nóng)村或偏遠地區(qū)，大幅節(jié)約常規(guī)能源，零排放無污染，對于節(jié)能減排、環(huán)境保護具有現(xiàn)實意義。該裝置還可實現(xiàn)一機兩用，且成本較低，有廣闊的市場推廣前景。