智能太阳能热风供暖系统

朱慧+马远洋+王国斌

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。