CN103727518B - 一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统及方法。该系统包括太阳能加热装置、水汽分离器、以及燃油气锅炉；太阳能加热装置包括入水口、以及与水汽分离器连接的出水口；燃油气锅炉包括锅炉内腔、在锅炉内腔设置的燃烧机、在锅炉内腔上部设置的蒸汽输送管、以及在锅炉内腔中设置的换热盘管；锅炉内腔包括储水层、以及在储水层上方设置与蒸汽输送管连通的蒸汽层；换热盘管的出口通过循环管连通至太阳能加热装置的入水口，并且在该循环管上设有循环泵；水汽分离器的下部设有连通至换热盘管的连通管。通过太阳能加热装置与燃油气锅炉的配合使用，以达到蒸汽、热水的供给要求，减少了燃油，具有充分利用太阳能的能量、节能减排的优点。

Description

一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统和方法

技术领域

本发明涉及一种供热热力系统，尤其是一种既可利用太阳能的热能，又可利用燃烧器作为热源的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统和方法。

背景技术

水热蒸汽是最为常用的工业热源和工作介质，其应用非常广泛。其中，水蒸气可以用于厨房蒸煮、工业生产用蒸汽等各种场合；而热水则可以用于供暖、工业热水、淋浴应用等场合。

传统的蒸汽发生时依靠燃煤或燃油气锅炉，由于燃煤锅炉烟气排放对空气污染严重，已经被普遍地禁用。由于燃油气锅炉的污染排放较少，逐步的取代了燃煤锅炉。然而燃油气锅炉的使用成本比燃煤锅炉高得多，给使用企业增加了使用成本。

而太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，而且太阳能热水系统的技术比较成熟，如何能将太阳能热水系统与燃油气锅炉结合起来，将有助于降低蒸汽、热水的使用成本，又有利于保护环境。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够利用太阳能加热、结合燃油气锅炉混合应用、降低油耗的热力系统和方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，包括太阳能加热装置、水汽分离器、以及燃油气锅炉；

所述太阳能加热装置包括入水口、以及与所述水汽分离器连接的出水口；

所述燃油气锅炉包括锅炉内腔、在所述锅炉内腔设置的燃烧机、在所述锅炉内腔上部设置的蒸汽输送管、以及在所述锅炉内腔中设置的换热盘管；所述锅炉内腔包括供所述换热盘管浸泡于其中的储水层、以及在所述储水层上方设置与所述蒸汽输送管连通的蒸汽层；所述换热盘管的出口通过循环管连通至所述太阳能加热装置的入水口，并且在该循环管上设有循环泵；

所述水汽分离器的下部设有连通至所述换热盘管的连通管。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述水汽分离器的上部设有连通至所述锅炉内腔的蒸汽层的蒸汽输出管，所述蒸汽输出管上设有蒸汽输送阀组。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述水汽分离器的下部还设有锅炉给热水管，连通至过所述燃油气锅炉的锅炉内腔下部的储水层；在所述锅炉给热水管上设有锅炉给水阀。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述水汽分离器的下部还设有热水供给管，在热水供给管上设有热水供给阀组；

所述热力系统还包括与所述热水供给管连接的热水箱；所述热水箱的下部还连接有热水出水管，连接至所述循环泵的出水侧；所述热水出水管上设有热水出水阀。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述热力系统还包括高位水池，所述高位水池通过太阳能入水管道与所述太阳能加热装置的入水口连接；所述太阳能入水管道上设有太阳能供水阀组；

所述热力系统还包括对自来水进行预热的废热回收装置，所述废热回收装置通过高位水池供水管道与所述高位水池连接，并且在所述高位水池供水管道上设有自来水补给水阀组。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述燃油气锅炉的燃烧机连接有烟气排放管，所述烟气排放管连接有烟气余热回收装置；

所述废热回收装置通过锅炉补给水管道与所述烟气余热回收装置连接，并且在所述锅炉补给水管道上设有锅炉补给水阀组。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，所述热力系统还包括与所述烟气余热回收装置连接的烟气过滤装置；

所述烟气过滤装置由至少两个小箱连成，每一小箱具有上下开口的斜通道，并且所述小箱之间设有隔断板，使得烟气只能在斜通道内流动；在所述隔断板的下端设有连通孔；

所述烟气过滤装置的下部还设有排液阀门。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统中，在所述烟气余热回收装置与烟气过滤装置连接的管道上设有引风机。

本发明还提供一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的方法，至少包括循环换热模式，所述循环换热模式包括以下步骤：

S1：在燃油气锅炉的锅炉内腔注入水；

S2：通过太阳能加热装置加热得到热水，输出至水汽分离器，然后，通过连通管将热水输出至所述燃油气锅炉内的换热盘管，通过所述换热盘管与锅炉内腔的水进行换热，预热所述锅炉内腔的水；

同时，打开循环泵，在循环泵的作用下，所述换热盘管内的热水经循环管重新进入所述太阳能加热装置进行加热，周而复始地运行，将太阳热能交换给锅炉内腔的水；

S3：开启所述燃油气锅炉的燃烧机，加快加高锅炉内腔的热水升温产生蒸汽。

在本发明所述的方法中，所述方法还包括太阳能供蒸汽模式、锅炉供蒸汽模式、以及分别供蒸汽模式；

在所述太阳能供蒸汽模式中，关闭所述循环泵，由所述太阳能加热装置加热产生热水和蒸汽，输出至所述水汽分离器；打开蒸汽输送阀组，所述水汽分离器的蒸汽输出至所述燃油气锅炉的锅炉内腔，输出蒸汽；

在所述锅炉供蒸汽模式中，关闭所述循环泵和所述蒸汽输送阀组，自来水经过废热回收装置后，经过打开锅炉补给水阀组，预热后的自来水经过锅炉补给水管道进入到烟气余热回收装置，吸收烟气的热量后，再进入到所述燃油气锅炉的锅炉内腔中；同时，打开所述燃油气锅炉的燃烧机，对锅炉内腔的水进行加热，以生产蒸汽；

在所述分别供蒸汽模式中，关闭所述循环泵和所述蒸汽输送阀组，由所述太阳能加热装置加热产生热水和蒸汽，输出至所述水汽分离器，打开所述水汽分离器的蒸汽排气阀组输出蒸汽；同时，自来水经过所述废热回收装置后，经过打开所述锅炉补给水阀组，预热后的自来水经过所述锅炉补给水管道进入到烟气余热回收装置，吸收烟气的热量后，再进入到所述燃油气锅炉的锅炉内腔中；同时，打开所述燃油气锅炉的燃烧机，对锅炉内腔的水进行加热，以生产蒸汽。

本发明通过太阳能加热装置与燃油气锅炉的配合使用，以达到蒸汽、热水的供给要求，减少了燃油气锅炉的燃油使用，具有充分利用太阳能的能量、节能减排的优点。

进一步的，本发明还可以通过烟气余热回收装置来回收燃油气锅炉的烟气的热能，充分的利用了热能，避免了废热的损失，提高了效率。

进一步的，还可以设置烟气过滤装置来过滤燃油气锅炉排放的烟气，避免烟气的直接排放，对环境的污染，具有环保的优点。

附图说明

图1：本发明太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统一种实施例的结构示意图；

图2：为图1中的烟气过滤装置的剖视示意图；

图3：为太阳能供蒸汽模式电动工作的示意图；

图4：为太阳能供蒸汽模式手动工作的示意图；

图5：为循环换热模式的示意图；

图6：为锅炉供蒸汽模的示意图；

图7：为分别供蒸汽模式的示意图。

具体实施方式

为了清楚地说明本发明的实施方式，现将图中所示图例作一个总的说明：

太阳能加热装置……1      水汽分离器……2

蒸汽输出管……21         锅炉给热水管……22    锅炉给水阀……23

热水供给管……24         连通管……25

燃油气锅炉……3          锅炉内腔……31        燃烧机……32

烟气排放管……33         蒸汽输送管……34      换热盘管……35

热水箱……4              热水出水管……41      热水出水阀……42

供热水阀……43

高位水池……5            水位控制器……51

烟气余热回收装置……6    烟气过滤装置……7

斜通道……71             隔断板……72         连通孔……73

排液阀门……74

废热回收装置……8        循环泵……9          引风机……10

自来水补给水电动阀……A1      自来水补给水手动阀……A2

锅炉补给水电动阀……B1        锅炉补给水手动阀……B2

太阳能供水电动阀……C1        太阳能供水手动阀……C2

蒸汽输出电动阀……D1          蒸汽输出手动阀……D2

热水供给电动阀……E1          热水供给手动阀……E2

如图1所示，是本发明一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统和方法的一个具体实施例，包括太阳能加热装置1、水汽分离器2、燃油气锅炉3、热水箱4、高位水池5、烟气余热回收装置6、烟气过滤装置7、自来水废热回收装置8、以及将上述设备连接的管道、在管道上设置的阀门、控制上述阀门和燃油气锅炉3开闭的控制装置等。

该系统的水源可以通过自来水供给，自来水通过废热回收装置8进行预热后再通过高位水池5供水管道为高位水池5供水，或者，通过锅炉补给水管道为锅炉内腔31供水。在高位水池5供水管道上设有自来水补给水阀组，该自来水补给水阀组包括自来水补给水电动阀A1和自来水补给水手动阀A2，以实现自动或手动开关高位水池5供水管道。在锅炉补给水管道上设有锅炉补给水阀组，该锅炉补给水阀组包括锅炉补给水电动阀B1、锅炉补给水手动阀B2，以实现自动或手动开关锅炉补给水管道。该废热回收装置8的结构可以采用现有的各种废热回收装置8，如中国专利第200910109406.2号所公开，在此不作赘述。

该高位水池5可以设置在高位，从而可以利用重力供水。高位水池5的水池入水口与高位水池5供水管道连接，以接入经预热的自来水，而水池出水口通过太阳能入水管道连接至太阳能加热装置1的入水口，并且在太阳能入水管道上设置太阳能供水阀组，该太阳能供水阀组包括太阳能供水电动阀C1、太阳能供水手动阀C2，以实现自动或手动开闭太阳能入水管道。

可以理解的，该高位水池5还可以设有水位控制器51，通过水位控制器51来感测高位水池5的水位，进而控制自来水补给水阀组的自来水补给水电动阀A1开闭，保证高位水池5的水位保持在合适的位置。

在本实施例中，该太阳能加热装置1包括与水源连接的入水口、与水汽分离器2连接的出水口，可以采用槽式线聚焦集热器、菲涅耳线聚焦集热器、平板太阳能集热器等各种太阳能加热装置1。可以理解的，太阳能加热装置1可以包括多个，并联、串联或串联并联混合设置，其数量根据需要进行调整。在能够吸集到太阳光热能上限温度限制的范围里，串联的太阳能加热装置1单元组成单元组，每组串联数量越多，吸集到的太阳能量的工质温度越高；而并联的单元组的数量越多，其加热的工质的容量能力就越大。

水汽分离器2通过进水管与太阳能加热装置1的出水口连接，接入经太阳能加热装置1加热的热水。该水汽分离器2的上部通过蒸汽输出管21与燃油气锅炉3的锅炉内腔31上部蒸汽层连通，并且在蒸汽输出管21上设置蒸汽输送阀组。该蒸汽输送阀组包括蒸汽输出电动阀D1、以及蒸汽输出手动阀D2，从而可以实现自动或手动控制蒸汽输出管21的开闭。

该水汽分离器2下部设有锅炉给热水管22，连通至过燃油气锅炉3的锅炉内腔31下部的储水层，可以为燃油气锅炉3的锅炉内腔31提供经太阳能加热装置1加热的热水。在该锅炉给热水管22上设有锅炉给水阀23，通过该锅炉给水阀23来控制向锅炉的锅炉内腔31提供补水。在本实施例中，该锅炉给水阀23为电动阀门；当然也可以使用手动阀门或者两者同时使用。

在水汽分离器2的下部还设有热水供给管24，在热水供给管24上设有热水供给阀组。该热水供给阀组包括热水供给电动阀E1和热水供给手动阀E2，通过供热水阀43的开闭，来提供工业用热水。

进一步的，在水汽分离器2下部与燃油气锅炉3锅炉内腔31的换热盘管35之间设有连通管25，以将水汽分离器2内的热水输出至换热盘管35。另外，在没有太阳，太阳能加热装置1不运作，燃油气锅炉3燃烧运行时，锅炉内腔31的换热盘管35受热，内部压力增大，可以通过该连通管25将压力向水汽分离器2释放，并且当水汽分离器2内的压力超压时，可以通过水汽分离器2的弹簧全开启安全阀或者其他电控压力安全阀向自然空间释放，避免了换热盘管35的损坏。当然，常规的水汽分离器2本身是带有弹簧全开启安全阀和电控安全阀的，因此不会因为压力的增加而损坏。如果太阳能加热装置1和燃油气锅炉3同时运行，连通管25两侧的压力也能够平衡，不会产生危害。

进一步的，该水汽分离器2上还设有水位控制器、温控器等。该水位控制器用于监测到水汽分离器2的水层高度，以控制热水供给阀组，向热水箱4排泄一定量的热水，避免水汽分离器2的水层过高。

该温控器用于监测水汽分离器2内的水温是否达到开水到蒸汽的临界状态，进而控制各阀组、循环泵9等的工作，进而切换系统处于不同的工况中，起动自动调节系统的作用。

在水汽分离器2的下部通过热水供给管24连接有热水箱4，该热水箱4可以通过供热水阀43为工业用热提供热水或为取暖、淋浴提供热水。进一步的，在热水箱4的下部还可以连接有热水出水管41，连接至循环泵9的出水侧，以使热水箱4的热水可以参与到循环加热中。在该热水出水管41上还可以设有热水出水阀42，以控制热水箱4的热水是否参与循环加热。热水出水阀42可以通过水汽分离器2的水位控制器控制，当水位不足时，打开热水出水阀42。

在太阳时强时弱时，太阳能加热装置送来热能，将锅炉内的水从初温一直加热到太阳能加热的极限高温，即20℃-60℃，或者20℃-N度(其中，N为低于100)。在太阳能加热装置加热到了极限温度还不足以产生蒸汽时，再启动锅炉燃烧机对锅炉内的水进行补充加热，实现了尽量使用太阳热能、减少化石能源使用的节能目的。

该燃油气锅炉3与水汽分离器2连接，包括有锅炉内腔31、在锅炉内腔31下部火口设置的燃烧机32、与燃烧机32连接的烟气排放管33、设置在锅炉内腔31的炉胆上部的蒸汽输送管34、以及在锅炉内腔31中设置的换热盘管35。该燃烧机32可以包括大火枪、小火枪等，当然可以根据需要设置对应功率的燃烧装置。

该锅炉内腔31包括储水层、以及在储水层上方的蒸汽层，为此，在锅炉内腔31中还设有水位控制器，以避免锅炉内腔31的水位过高或过低。该换热盘管35设置在储水层中，从而可以与储水层中的水进行热交换；而蒸汽输送管34与蒸汽层相连通，对外提供蒸煮或其他场合需要的蒸汽。该换热盘管35的出口通过循环管连通至太阳能加热装置1的入水口，并且在该循环管上设有循环泵9，以便将换热后的水重新送至太阳能加热装置1进行加热。同时，水汽分离器2的锅炉给热水管22连通至储水层、蒸汽输出管21连通至蒸汽层。

燃油气锅炉3的烟气排放管33连接至烟气余热回收装置6，利用烟气的余热来加热自来水的供水，使得进入锅炉内腔31的水具有一定的温度，减少燃烧机32的燃烧。其中，自来水通过锅炉供给水管道连接至烟气余热回收装置6，并且通过控制锅炉补给水阀组来控制给水。该烟气余热回收装置6的结构可以采用现有的各种余热回收装置，如中国专利第200910109406.2号，在此不作赘述。

经过烟气余热回收装置6的烟气通过引风机10引入烟气过滤装置7，经过过滤后再排放至大气，从而减少对大气的污染。该烟气过滤装置7为多级过滤箱，如图2所示，由两个、三个或多个小箱连成，并由上盖封闭。在上盖与箱体之间设有密封圈，以起到防漏、密封作用。每一小箱具有上下开口的斜通道71，并且小箱之间设有隔断板72，使得烟气只能在斜通道71内流动。

进一步的，隔断板72的下端设有连通孔73，以使烟气过滤液在小箱之间相通，进而得到液位平衡。每个小箱的上盖可以通过螺钉固定，从而方便拆下清洗烟尘、沉淀物等。

在该烟气过滤装置7的下部还设有排液阀门，通过该排液阀门调节烟气过滤装置内的液体高度，可以调整液压，进而调整对烟气排出压力，避免液体太多，造成烟气无法排出的缺陷。

工作时，烟气在引风机10和燃烧机运行的两种风力推动下，从入口进入第一级小箱的斜通道71上开口进入，顺着斜通道71进入过滤液中，续而冲破过滤液的水压，冒出来(烟气的有害微粒在几个小箱的过滤液中被逐级吸收)。由于引风机10运行鼓风作用，烟气连续进入第二、三斜通道71，并在有中和烟尘(碱性或其他化学物质)过滤液中连续过滤，达到净化后的烟气在末级过滤小箱上开口排放到外界，确保了有效过滤烟气中的油气烟尘，更加的环保。

该控制装置包括水汽分离器2设置的水位控制器、温控器、高位水池5设置的水位控制器、锅炉内腔31的水位控制器等，通过该控制装置实现系统各工况的自动切换。当然，也可以根据水位控制器、温控器等的监测数据，通过手动进行切换。

可以理解的，高位水池5、热水箱4、燃油气锅炉3的锅炉内腔31等都设有透气管，以避免形成气塞等现象。各管道、箱体、容器等，还可以设置排污阀，以便于排污清洗。并且，可以在个连接管路的适当位置处设置逆止阀，以防止水流的逆向流动。

在本发明的太阳能与燃油气锅炉3混合应用的热力系统中，其水源可以来自自来水。自来水的出水经单向阀输送至废热回收装置8，由废热回收装置8对自来水进行预热，提高温度；然后通过自来水补给水阀组输送至高位水池5，进行暂存。并且，可以通过高位水池5的水位控制器来控制自来水是否需要补充供给，以保证系统的供水稳定。然后，高位水池5为太阳能加热装置1通过太阳能供水阀组提供水源。同样的，可以通过水汽分离器2的水位控制器来控制高位水池5是否需要补充供给，以保证持续通过太阳能加热装置1进行加热供水。

在使用本发明的太阳能与燃油气锅炉3混合应用的方法时，至少可以包括以下五种使用工作模式。

如图3所示，第一种为太阳能供蒸汽模式：在阳光充足、环境场地有水有电时，燃油气锅炉3的作用是蒸汽的缓冲包作用，燃油气锅炉3的燃烧机32停止运行。在该情况下，可以通过电动控制阀门的开启。

其供水路线为：自来水-单向阀-废热回收装置8-自来水补给水电动阀A1-高位水池5-太阳能供水电动阀C1-太阳能加热装置1-水汽分离器2-蒸汽输出电动阀D1-燃油气锅炉3锅炉内腔31-蒸汽输送管34，如图中空心箭头所示。可以理解的，该等电动阀的开闭，可以通过控制装置进行控制。

由太阳能加热装置1加热，水温度升高，输出至水汽分离器2；水汽分离器2内的温控器监测水温是否达到开水到蒸汽的临界状态。当温控器监测到水汽分离器2内的温度达到设定的100℃(当然温度可以根据需要设定)时，控制装置控制蒸汽输出管21上的蒸汽输出电动阀D1开启，水汽分离器2通过蒸汽输出管21向燃油气锅炉3的锅炉内腔31内输送蒸汽临界值的开水。随着太阳能加热装置1在不断的加热，使得水温不断升高，从而在水汽分离器2内不断产生蒸汽，进而可以持续的向燃油气锅炉3的锅炉内腔31内输送蒸汽，再通过锅炉内腔31的蒸汽输送管34输送至需要使用的地方，例如输送至厨房进行蒸煮、洗衣房进行蒸汽清洗等。

温控器达到了上限设定值(如102℃或103℃，当然也可以根据需要设置更高或更低)时，控制装置控制关闭在太阳光照不足时的环路工作，即：关闭循环泵9，使得水汽分离器2的热水无需再通过换热盘管35进行循环加热。此时，只需要纯用太阳能即可提供蒸汽。

可以理解的，也可以根据需要打开热水供应阀组的热水供给电动阀E1打开，给热水箱4提供热水，以供其他工业用热水。

如图4所示，第二种为太阳能供蒸汽模式：在阳光充足、环境场地有水无电时，燃油气锅炉3的作用是蒸汽的缓冲包作用，燃油气锅炉3的燃烧机32停止运行。

其供水路线为：自来水-单向阀-废热回收装置8-自来水补给水手动阀A2-高位水池5-太阳能供水手动阀C2-太阳能加热装置1-水汽分离器2-蒸汽输出手动阀D2-燃油气锅炉3锅炉内腔31-蒸汽输送管34，如图中空心箭头所示。

由太阳能加热装置1加热，水温度升高，输出至水汽分离器2；水汽分离器2内的温控器监测水温是否达到临界状态。当温控器监测到水汽分离器2内的温度达到设定的100℃(当然温度可以根据需要设定)时，通过人工操作蒸汽输出管21上的蒸汽输出手动阀D2开启，水汽分离器2通过蒸汽输出管21向燃油气锅炉3的锅炉内腔31内输送蒸汽临界值的开水。随着太阳能加热装置1在不断的加热，使得水温不断升高，从而在水汽分离器2内不断产生蒸汽，进而可以持续的向燃油气锅炉3的锅炉内腔31内输送蒸汽，再通过锅炉内腔31的蒸汽输送管34输送至需要使用的地方，例如输送至厨房进行蒸煮、洗衣房进行蒸汽清洗等。

而且，由于没有电力供应，循环泵9无法工作，换热盘管35的回路自动关闭，此时，只需要纯用太阳能即可提供蒸汽。

可以理解的，也可以根据需要打开热水供应阀组的热水供给手动阀E2打开，给热水箱4提供热水，以供其他工业用热水。

如图5所示，第三种为循环换热模式：在阳光不足(如春冬季节或阴天季节)、环境场地有水有电时，太阳能加热装置1无法将水加热至100℃以上，不足以产生蒸汽。

当太阳能加热装置1的水送到水汽分离器2不能形成蒸汽时，首先，控制装置控制锅炉给热水管22上的锅炉给水阀23打开，水汽分离器2通过锅炉给热水管22向锅炉内腔31补给经太阳能加热装置1加热的热水。

然后，关闭锅炉给水阀23，此时，水汽分离器2的热水经过连通管25进入到锅炉内腔31的换热盘管35，换热盘管35与锅炉内腔31的热水进行换热。同时，打开循环泵9，在循环泵9的作用下，换热盘管35的热水经过循环管重新进入太阳能加热装置1进行加热，周而复始地运行，将太阳热能交换给锅炉内腔31的水，如图中空心箭头所示。

同时，开启燃油气锅炉3的燃烧机32，加快加高锅炉内腔31的热水升温为蒸汽，供蒸煮或工业蒸汽使用。

当利用温控器、压力控制器等，监测到燃烧使锅炉内腔31的蒸汽供给过大过高，而单纯靠太阳能加热装置1又不足以继续维持蒸汽输出效能时，燃油气锅炉3的燃烧机32由大火枪转换为小火枪，继续燃烧加热，而维持蒸汽输出的稳恒状态。而当太阳热能足以形成足量蒸汽，则燃油气锅炉3的燃烧机32停火，整个系统按照第一种状态进行工作，直接提供太阳能加热产生的蒸汽。

其中，燃烧机32大火枪比小火枪大一倍的耗能量，在传统的太阳能热应用系统工程中，不管阳光强弱值到什么程度，只要太阳能加热不能送来蒸汽，都得使用大火枪给锅炉内腔31的水进行加热以供应蒸汽。在本实施例中，通过太阳能加热装置1加热给锅炉内腔31的水进行增温，改使用小火枪进行辅助加热，实现了节约50％油耗。

进一步，当水汽分离器2的水位控制器监测到水汽分离器2的水层过高，则打开热水供给阀组，向热水箱4排泄一定量的热水。此时，热水箱4的热水可以提供工业用热水；也可以参与到循环补水中。

在锅炉给水阀23关闭时，自来水补给水阀组(自来水补给水电动阀A1和自来水补给水手动阀A2)、太阳能供水阀组(太阳能供水电动阀C1、太阳能供水手动阀C2)也是出于关闭状态，也就是说，太阳能加热装置1、水汽分离器2、热水箱4、换热盘管35、循环泵9、循环管等构成封闭的管路，运行耗水极少。其补水的原理是：在循环泵9的运行动力作用下，换热盘管35的水被吸入，经循环管推送至太阳能加热装置1；同时，热水箱4的热水也在水压的作用下，进入到循环泵9的出水侧，被循环泵9的动力推送至太阳能加热装置1，进行循环加热。

如图6所示，第四种为锅炉供蒸汽模式：在没有阳光、环境场地有水有电时，只有锅炉运行产生蒸汽，以供蒸煮或工业用蒸汽。

此时，由于没有太阳，太阳能加热装置1无法对自来水进行加热，自来水经过废热回收装置8后，经过打开锅炉补给水阀组(当然可以自动开启锅炉补给水电动阀B1、或者手动开启锅炉补给水手动阀B2)，预热后的自来水经过锅炉补给水管道进入到烟气余热回收装置6，吸收烟气的热量后，再进入到锅炉内腔31中。如图中空心箭头为水流方向，实心箭头为烟气流动方向。

同时，打开燃油气锅炉3的燃烧机32，对锅炉内腔31的水进行加热，以生产蒸汽，供蒸煮、工业使用等。

如图7所示，第五种为分别供蒸汽模式：当阳光充足、又有电有水的大生产高温期，既要蒸煮、又要提供工业蒸汽、热水使用时。

自来水的供给基本上是在第四种情况的基础上，再结合修改后的第一种情况同时工作。该修改后的第一种情况主要变化在于，关闭水汽分离器2与锅炉内腔31之间的蒸汽输送阀组，直接通过水汽分离器2的蒸汽排气阀组对外提供蒸汽；同时，通过热水箱4直接提供工业用热水。在此情况下，可以同时满足燃油气锅炉3产生大量蒸汽、也能同时利用太阳能加热装置1提供合适的蒸汽、热水，扩展了使用前景。如图中空心箭头为水流方向，实心箭头为烟气流动方向。

可以理解的，通过在水汽分离器2内设置的上限、下限双设定的温控器(如XMT121型或XMT202型温控器，当然可以选择其他控制装置)、水位控制器等，能够确保在设定的热(开)水或者蒸汽在其控制的一个温度保持区域，来自动开启或关闭上述所有的电动阀门，从而自动切换上述各种状况下的运行，从而起到自动控制、节能减排的效果。

Claims (10)

1.一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：包括太阳能加热装置、水汽分离器、以及燃油气锅炉；

所述太阳能加热装置包括入水口、以及与所述水汽分离器连接的出水口；

所述燃油气锅炉包括锅炉内腔、在所述锅炉内腔设置的燃烧机、在所述锅炉内腔上部设置的蒸汽输送管、以及在所述锅炉内腔中设置的换热盘管；所述锅炉内腔包括供所述换热盘管浸泡于其中的储水层、以及在所述储水层上方设置与所述蒸汽输送管连通的蒸汽层；所述换热盘管的出口通过循环管连通至所述太阳能加热装置的入水口，并且在该循环管上设有循环泵；

所述水汽分离器的下部设有连通至所述换热盘管的连通管，所述水汽分离器的下部还设有热水供给管，在热水供给管上设有热水供给阀组。

2.根据权利要求1 所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：所述水汽分离器的上部设有连通至所述锅炉内腔的蒸汽层的蒸汽输出管，所述蒸汽输出管上设有蒸汽输送阀组。

3.根据权利要求1所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：所述水汽分离器的下部还设有锅炉给热水管，连通至所述燃油气锅炉的锅炉内腔下部的储水层；在所述锅炉给热水管上设有锅炉给水阀。

4.根据权利要求1所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：

所述热力系统还包括与所述热水供给管连接的热水箱；所述热水箱的下部还连接有热水出水管，连接至所述循环泵的出水侧；所述热水出水管上设有热水出水阀。

5.根据权利要求1所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：所述热力系统还包括高位水池，所述高位水池通过太阳能入水管道与所述太阳能加热装置的入水口连接；所述太阳能入水管道上设有太阳能供水阀组；

所述热力系统还包括对自来水进行预热的废热回收装置，所述废热回收装置通过高位水池供水管道与所述高位水池连接，并且在所述高位水池供水管道上设有自来水补给水阀组。

6.根据权利要求5所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：所述燃油气锅炉的燃烧机连接有烟气排放管，所述烟气排放管连接有烟气余热回收装置；

所述废热回收装置通过锅炉补给水管道与所述烟气余热回收装置连接，并且在所述锅炉补给水管道上设有锅炉补给水阀组。

7.根据权利要求6所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：所述热力系统还包括与所述烟气余热回收装置连接的烟气过滤装置；

所述烟气过滤装置由至少两个小箱连成，每一小箱具有上下开口的斜通道，并且所述小箱之间设有隔断板，使得烟气只能在斜通道内流动；在所述隔断板的下端设有连通孔；

所述烟气过滤装置的下部还设有排液阀门。

8.根据权利要求7所述的太阳能与燃油气锅炉混合应用的热力系统，其特征在于：在所述烟气余热回收装置与烟气过滤装置连接的管道上设有引风机。

9.一种太阳能与燃油气锅炉混合应用的方法，其特征在于：至少包括循环换热模式，所述循环换热模式包括以下步骤：

S1：在燃油气锅炉的锅炉内腔注入水；

S2：通过太阳能加热装置加热得到热水，输出至水汽分离器，然后，通过连通管将热水输出至所述燃油气锅炉内的换热盘管，通过所述换热盘管与锅炉内腔的水进行换热，预热所述锅炉内腔的水；

同时，打开循环泵，在循环泵的作用下，所述换热盘管内的热水经循环管重新进入所述太阳能加热装置进行加热，周而复始地运行，将太阳热能交换给锅炉内腔的水；

S3：开启所述燃油气锅炉的燃烧机，加快加高锅炉内腔的热水升温产生蒸汽。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括太阳能供蒸汽模式、锅炉供蒸汽模式、以及分别供蒸汽模式；

在所述太阳能供蒸汽模式中，关闭所述循环泵，由所述太阳能加热装置加热产生热水和蒸汽，输出至所述水汽分离器；打开蒸汽输送阀组，所述水汽分离器的蒸汽输出至所述燃油气锅炉的锅炉内腔，输出蒸汽；

在所述锅炉供蒸汽模式中，关闭所述循环泵和所述蒸汽输送阀组，自来水经过废热回收装置后，经过打开锅炉补给水阀组，预热后的自来水经过锅炉补给水管道进入到烟气余热回收装置，吸收烟气的热量后，再进入到所述燃油气锅炉的锅炉内腔中；同时，打开所述燃油气锅炉的燃烧机，对锅炉内腔的水进行加热，以生产蒸汽；

在所述分别供蒸汽模式中，关闭所述循环泵和所述蒸汽输送阀组，由所述太阳能加热装置加热产生热水和蒸汽，输出至所述水汽分离器，打开所述水汽分离器的蒸汽排气阀组输出蒸汽；同时，自来水经过所述废热回收装置后，经过打开所述锅炉补给水阀组，预热后的自来水经过所述锅炉补给水管道进入到烟气余热回收装置，吸收烟气的热量后，再进入到所述燃油气锅炉的锅炉内腔中；同时，打开所述燃油气锅炉的燃烧机，对锅炉内腔的水进行加热，以生产蒸汽。