CN211782033U - 一种太阳能集中热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能集中热水系统，其应用在太阳能热利用技术领域，解决了换热器与储热水管之间换热效率不高的问题；包括太阳能集热器、换热器、储热水箱，太阳能集热器上的出水口与换热器的热水进口之间设置有第一水管，冷水出口处设置有回水管，回水管的一端与太阳能集热器的进水口连接，冷水进口处设置有冷水管，热水出口处设置有第三水管，第三水管与储热水箱连接，换热器与储热水箱之间设置有循环水管，循环水管的一端与储热水箱连接，循环水管的另一端与热换器的冷水管连接，循环水管上设置有用于提高热循环的循环泵，第三水管上设置有过滤装置；本实用新型具有提高换热器的换热效率，将换热器的换热性能充分利用的效果。

Description

一种太阳能集中热水系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能热利用技术领域，尤其是涉及一种太阳能集中热水系统。

背景技术

目前随着石油、煤炭、天然气等传统化石能源的日渐减少，以及使用这些化石能源所带来的日趋严峻的环境问题，发展各类清洁能源与可再生能源利用技术受到了越来越多的重视。其中，在建筑物上使用规模化的太阳能集热装置，为建筑物集中供应生活热水便是一种有效的可再生能源利用手段，并且具有优良的环保性能，因此，近年来其发展应用非常迅速。

现有的中国专利公告号CN201463107 U公开了一种集中储热的交换式太阳能热水系统，包括太阳能集热器组和换热水箱以及各用户换热单元，所述太阳能集热器组与换热水箱连接成闭合回路，所述各用户换热单元分别连接在换热水箱上，所述用户换热单元包括安装在换热水箱中的各自独立设置的分户换热装置，各分户换热装置上连通有分别与各用户连接的冷水进水管和热水出水管。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：白天太阳光照充足，太阳能集热器可充分的将光能转换成热能，将太阳能集热器内的水加热，加热后的水流入到换热器内，通过换热器将其内部储存的冷水加热，加热后的水流入到储热水箱内。白天热水用量少，储热水箱内的水位到达设定的最高水位值时，换热器就停止向储热水箱流入热水，这样无法再将热量传递到储热水箱中，储热水箱中的热水温度随着时间逐渐减低，且晚上没有光照，换热器换热降低，这样就导致换热器换热效率始终不能得到充分利用，使换热器与储热水箱之间的热量交换较低。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种太阳能集中热水系统，其优点是：使换热器与储热水箱之间能够很好的进行换热，将换热器的换热性能充分利用。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种太阳能集中热水系统，包括太阳能集热器、换热器、储热水箱，所述太阳能集热器顶端一侧设置有出水口，所述太阳能集热器的底端一侧设置有进水口，所述换热器的一侧设置有热水进口、冷水出口以及冷水进口，所述换热器的顶端设置有热水出口，所述太阳能集热器上的出水口与换热器的热水进口之间设置有第一水管，所述冷水出口处设置有回水管，所述回水管的一端与太阳能集热器的进水口连接，所述冷水进口处设置有冷水管，所述热水出口处设置有第三水管，所述第三水管与储热水箱连接，所述换热器与储热水箱之间设置有循环水管，所述循环水管的一端与储热水箱连接，所述循环水管的另一端与热换器的冷水管连接，所述循环水管上设置有可间歇性运行的循环泵，所述循环水管上设置有用于限定水流从储热水箱流向换热器内的单向阀。

通过采用上述技术方案，太阳能集热器用于将太阳的热能加热太阳能集热器中的水，当太阳能集热器中的水达到一定的温度时，温度信号触发水管上的阀，此时热水流入到换热器中，通过换热器将换热器中的冷水加热，加热后的水达到一定的温度值后再流入到储热水箱中，在白天的时候，换热器的换热性能最好，但此时用户使用的热水并不多，储热水箱内部水量不减少，换热器中加热好的热水就无法进入到储热水箱中，此时的换热循环过程仅在换热器内部的存水中进行，晚上换热器的换热性能变差，但此时用户使用水量较大，且储热水箱中水温随着时间在逐渐减低，这样就形成了在换热器换热性能最好时，却不能将换热器与储热水箱之间的换热效率充分利用的情况，为了提高换热器与储热水箱之间的换热效率，在换热器与储热水箱之间设置的可间歇性运行的循环泵用于将储热水箱中的水循环到换热器中，提高换热的效率，循环泵可通过时间继电器实现间歇性运行，也可以是由人工操作实现循环泵间歇性运行或者也可以是温控和水位检测来实现间歇性运行，在循环水管上设置的单向阀使储热水箱内的水单向的流入到换热器内，通过单向阀可防止换热器中的水通过循环水管回流到储热水箱中。

本实用新型进一步配置为：所述换热器的顶端设置有第一温控器，所述换热器的顶端设置有第一水位器，所述冷水管上设置有冷水控制阀。

通过采用上述技术方案，第一温控器用来检测换热器中冷水加热的温度，当冷水被加热到预定的温度时，则换热器中的水自动的流入到储热水箱中，第一水位器控制冷水管上冷水控制器的开闭，当换热器中的水位达到高度时，则第一水位器控制冷水控制阀停止工作，第一水位器和第一温控器能够自动的控制水的补给以及流动，不需要用户手动上水，方便用户的使用。

本实用新型进一步配置为：所述储热水箱的上设置有第二温控器，所述储热水箱上设置有第二水位器。

通过采用上述技术方案，第二温控器用于检测储热水箱中的水的温度，当水温达到预定的温度值时，通过温度信号控制循环泵的启停，第二水位器用于检测水位的高度，当储热水箱中的水位达到预定的最低水位时，水位的最低信号触发循环泵的启停，使循环泵停止工作，通过自动启停循环泵，不需要人工的监控，减少人力的使用，通过第二温控器与第二水位器方便用户查看储热水箱中的水的含量以及热水的温度。

本实用新型进一步配置为：所述换热器的底端另一侧设置有排水垢管，所述排水垢管上设置有端盖，所述端盖与排水管可螺纹连接。

通过采用上述技术方案在，长时间的使用太阳能集中热水系统后，水垢会积累的更多，当螺旋水管上水垢附着很厚时，导致螺旋水管的传热较慢，为了提高传热效率，需要工人定期的给换热器进行水垢处理，为了方便水垢的排出，在换热器的底端设置有排水垢管，清理水垢的水从排水垢管中流出，不清理时通过端盖封住排水垢管，防止热水从排水垢管处流出。

本实用新型进一步配置为：所述排水垢管与端盖之间设置有密封垫。

通过采用上述技术方案，密封垫可以增大端盖与排水垢管之间的密封性，防止热水从排水垢管中流出，造成热水的浪费。

本实用新型进一步配置为：所述太阳能集热器的底端设置有聚光板，所述聚光板安装在太阳能集热器上，所述聚光板的形状设置成弧形状。

通过采用上述技术方案，为了能够更好的利用太阳光照，在太阳能集热器的底端设置有聚光板，聚光板用于聚集大面积太阳光并反射到太阳能集热器上，提高太阳能集热器上的集热效果。

本实用新型进一步配置为：所述储热水箱的一侧设置有辅助加热器。

通过采用上述技术方案，当环境连续阴天或者寒冷的季节时，太阳光的光照不足，此时水的温度可能达不到用户所需求的温度，辅助加热器主要用于对储热箱中的水进行加热，使水温达到用户所需的温度，方便用户的使用。

本实用新型进一步配置为：所述第一水管、第三水管、循环管以及回水管上设置有保温层。

通过采用上述技术方案，在第一水管、第三水管、回水管以及循环管上设置有保温层，在冬季的时候，温度较低，为了防止水管被冻裂，在水管上分别设置有保温层，通过保温层不仅可以降低水温下降的速度，还能防止水管不会被冻裂，可以延长水管的使用寿命。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果是：通过在换热器与储热水箱之间设置有可间歇性运行的循环泵，使换热器与储热水箱之间能够很好的进行换热，将换热器的换热性能充分利用。

附图说明

图1是本实施例的整体结构示意图；

图2是本实施例中过滤装置的剖视图；

图3是本实施例中辅助加热器的剖视图。

图中，1、太阳能集热器；11、出水口；12、进水口；13、保温层；14、聚光板；2、换热器；20、螺旋水管；21、热水进口；22、冷水出口；23、冷水进口；24、热水出口；25、排水垢管； 26、端盖； 27、密封垫；28、第一温控器；29、第一水位器；3、储热水箱；30、连接管；31、第二温控器；32、第二水位器；33、辅助加热器；35、开关阀；36、加热管；4、第一水管；5、回水管；6、冷水管；61、冷水控制阀；7、第三水管； 8、循环水管；9、循环泵；10、单向阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种太阳能集中热水系统，包括太阳能集热器1，当太阳光照射在太阳能集热器1后，太阳能集热器1把光能转换成热能，通过热能将储存在太阳能集热器1内的水加热，太阳能集热器1的一端设置有出水口11，在出水口11上连通有第一水管4，第一水管4的一端与出水口11螺纹连接，在第一水管4上设置有温控器和控制阀，控制阀型号为2W-160-15，温控器的型号为OHR-A300B-02-2-1/P/D，温控器与控制阀电连接，温控器用于检测太阳能集热器1内水的温度，控制阀用来控制第一水管4的通断，在太阳能集热器1的一侧设置有换热器2，换热器2内部设置有螺旋水管20，螺旋水管20沿着换热器2的内部纵向螺旋设置，换热器2是利用流入到螺旋水管20内的热水的热能加热换热器2内的冷水，在换热器2的一侧设置有热水进口21，第一水管4的另一端与热水进口21螺纹连接，当温控器检测到太阳能集热器1内的水温达到预定的温度值时，温控器传出的温度信号触发控制阀的开关，将控制阀打开，此时太阳能集热器1内的水通过第一水管4流入到换热器2内部的螺旋水管20内，对换热器2内的冷水进行加热。

参考图1，在太阳能集热器1的另一端设置有进水口12，在换热器2与热水进口21相同的一侧设置有冷水出口22，在冷水出口22与进水口12之间设置有回水管5，当螺旋水管20内充满热水后，螺旋水管20内的热水的热量通过热传递传到换热器2中的冷水中，在换热器2的顶端设置有第一温控器28，第一温控器28的型号为OHR-A300B-02-2-1/P/D，第一温控器28用于检测换热器2内的水温，当换热器2中的水温未达到预定的温度时，螺旋水管20中的水在抽水泵的作用下通过回水管5流进太阳能集热器1中，一直重复循环加热。在换热器2的另一侧设置有储热水箱3，在换热器2上设置有热水出口24，热水出口24与储热水箱3之间连通有第三水管7，当第一温控器28检测到换热器2内的水温达到预定温度值后，换热器2内的热水通过第三水管7流入到储热水箱3中。

参考1和图2，白天太阳光照充足，太阳能集热器1可充分的将光能转换成热能，加热后的水流入到换热器2内，是换热器2换热性能最佳时候，但此时用户使用的热水并不多，当储热水箱3内部水量达到系统设置的最高水位时，换热器2中加热好的热水就无法进入到储热水箱3中，且储热水箱3中水温随着时间在逐渐减低，此时的换热循环过程仅在换热器2内进行，晚上使用的热水量较大，但换热器2的换热性能较白天相比变差，导致换热器2与储热水箱3之间的的换热效率较低，为了提高换热器2与储热水箱3之间的换热效率，在换热器2的一侧设置有冷水进口23，在冷水进口23上连通有冷水管6，在储热水箱3的一端设置有循环水管8，循环水管8的一端与储热水箱3连接，循环水管8的另一端与冷水管6连接，在循环水管8上设置有可间歇性运行的循环泵9，循环9可通过时间继电器实现间歇性运行，也可以是由人工操作实现循环泵间歇性运行或者是温控和水位检测来实现间歇性运行，通过循环泵9将储热水箱3中的水循环到换热器2中，可充分的利用换热器2的换热性能，在循环水管8上设置有将水流从储热水箱3流向换热器2内的单向阀10，通过单向阀10可防止换热器2中的水通过循环水管8回流到储热水箱3中。

参考图1，在储热水箱3的顶端设置有第二温控器31和第二水位器32，第二温控器31的型号为OHR-A300B-02-2-1/P/D，第二水位器32的型号为HY-136，第二温控器31用于检测储热水箱3内的水温，第二水位器32用于检测储热水箱3内的水位。

参考图1，当储热水箱3内的水位达到系统预定的水位时，但第二温控器32检测到储热水箱3中的水的温度低于系统设置的最低温度时，温度信号触发循环水管8上的循环泵9，使循环泵9启动，将储热水箱3中的水循环到换热器2中进行加热，使储热水箱3中的水的温度等于系统设置的最大水温值时，循环泵9停止工作，换热器2也停止向储热水箱3供水。

参考图1，当储热箱3内的温度达到系统设定的温度时，但储热水箱3中的水位低于系统设置的最低水位，水位信号触发循环泵9，使循环水管8上的循环泵9停止工作，换热器2向储热水箱3内供水，使储热水箱3内的水位达到系统设定的水位。

参考图1，当储热水箱3内的水温达到系统设定的水温，水位达到系统设置的最高水位时，此时循环泵9停止工作，换热器2也停止向储热水箱3内供水，但随着时间变化储热水箱3内的水温逐渐下降，第二温控器31检测到水温低于系统设置的温度时，水温信号触发循环泵9，使循环泵9启动，储热水箱3内的水则通过循环泵9循环到换热器2内，通过换热器2再对水进行加热。

参考图1，当水温与水位都达不到系统设置的数值时，通过用户手动将循环泵9的电断开，使循环泵9停止工作，换热器2内的热水流进储热水箱3内，在往储热水箱3内加满热水的过程中，水温会下降达不到系统设定的温度，当储热水箱3内的水达到系统设定的水位，再通过用户将循环泵9通电，将储热水箱3内的水循环到换热器2内对水进行加热，当第二温控器31检测水温达到系统设定的温度时，第二温控器31的温度信号触发循环泵9停止工作。

参考图1，在冷水管6上设置有冷水控制阀61，在换热器2的顶端设置有第一水位器29，第一水位器的型号为HY-136，第一水位器29与第一温控器28电连接，当换热器2中的水位低于第一水位器32检测的最低水位时，第一水位器29的水位信号传送到冷水管6的冷水控制阀61上，此时冷水控制阀61打开，对换热器2进行供水。

参考1和图2，当水加热到一定的温度时，水中的无机物在加热的状态下形成白色的固体，白色的固体即所说的水垢，长时间的使用太阳能集中热水系统后，水垢会积累的更多，水垢会附着在换热器2内的螺旋水管的外壁上或者水垢沉积在换热器内，当螺旋水管上水垢附着很厚时，导致螺旋水管的传热较慢，为了提高传热效率，需要工人定期的给换热器2进行水垢处理，水垢处理后沉积在换热器2内，为了方便水垢的排出，在换热器2的底端设置有排水垢管25，在排水垢管25的一端设置有端盖26，端盖26与排水垢管25螺纹连接，通过螺纹连接方便端盖26的打开，为了增强端盖26与排水垢管25之间的封密性，在端盖26与排水垢管25之间设置有密封垫27，通过密封垫27防止热水从排水垢管25中流出，减少热水的浪费。

参考图1和图3，当连续阴天或者冬季季节，太阳的光照不足的情况下，水的温度达不到所预定的温度值，为了方便用户用水，在储热水箱3的另一端设置有辅助加热器33，辅助加热器33与储热水箱3之间设置有连接管30，在连接管30上设置有开关阀35，当用户需要热水时，用户通过打开连接管30上的开关阀35，将储热水箱3内的水流入到辅助加热器33内，辅助加热器33电连接，辅助加热器33内壁上设置有加热管36，加热管36沿着辅助加热器纵向螺旋固定在辅助加热器33内壁上，通电后加热管36对辅助加热器33内的水进行加热，将水加热到用户所需求的温度后供给用户使用。

参考图1和图2，在第一水管4、第三水管7、回水管5以及循环管8上分别设置有保温层13，在较低的温度下，保温层13不仅可以降低水温下降的速度，还能对第一水管4、第三水管7、回水管5以及循环管8起到保护的作用，防止第一水管4、第三水管7、回水管5以及循环管8的冻裂，影响太阳能集热系统的正常工作。

参考图1，在太阳能集热器1的底端设置有聚光板14，聚光板14的形状设置成圆弧形，照射在太阳能集热器1上的阳光通过聚光板14反射到太阳能集热器1上，能够充分的利用太阳的光照，提高太阳能集热器1的集热效率。

本实施例的实施原理为：通过太阳能集热器1将太阳能集热器1中的水加热，当水温达到预定的水温时，第一水管4上的控制阀收到温度信号后打开，热水通过第一水管4进入到换热器2中，在换热器2中通过热传递将换热器2中的冷水进行加热，当换热器2中的冷水也达到预定的水温时，则换热器2中的热水通过第三水管7进入到储热水箱3中进行储存，当用户使用热水时，通过储热水箱3给用户供给，为了提高换热器2的换热性能，在换热器2与储热水箱3之间增加循环管8，且在循环管8上安装有循环泵9，通过循环泵9实现换热器2与储热水箱3之间的水循环，充分利用换热器2的换热性能，提高换热器2的换热效率，当天气连续阴天或者光照不足时，可以通过辅助加热器33对水进行加温，满足用户对热水的需求。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能集中热水系统，包括太阳能集热器（1）、换热器（2）、储热水箱（3），所述太阳能集热器（1）顶端一侧设置有出水口（11），所述太阳能集热器（1）的底端一侧设置有进水口（12），所述换热器（2）的一侧设置有热水进口（21）、冷水出口（22）以及冷水进口（23），所述换热器（2）的顶端设置有热水出口（24），所述太阳能集热器（1）上的出水口（11）与换热器（2）的热水进口（21）之间设置有第一水管（4），所述冷水出口（22）设置有回水管（5），所述回水管（5）的一端与太阳能集热器（1）的进水口（12）连接，所述冷水进口（23）处设置有冷水管（6），所述热水出口（24）处设置有第三水管（7），所述第三水管（7）与储热水箱（3）连接，其特征在于：所述换热器（2）与储热水箱（3）之间设置有循环水管（8），所述循环水管（8）的一端与储热水箱（3）连接，所述循环水管（8）的另一端与热换器（2）的冷水管（6）连接，所述循环水管（8）上设置有可间歇性运行的循环泵（9），所述循环水管（8）上设置有用于限定水流从储热水箱（3）流向换热器（2）内的单向阀（10）。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述换热器（2）的顶端设置有第一温控器（28），所述换热器（2）的顶端设置有第一水位器（29），所述冷水管（6）上设置有冷水控制阀（61）。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述储热水箱（3）的上设置有第二温控器（31），所述储热水箱（3）上设置有第二水位器（32）。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述换热器（2）的底端另一侧设置有排水垢管（25），所述排水垢管（25）上设置有端盖（26），所述端盖（26）与排水垢管（25）可螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述排水垢管（25）与端盖（26）之间设置有密封垫（27）。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述太阳能集热器（1）的底端设置有聚光板（14），所述聚光板（14）安装在太阳能集热器（1）上，所述聚光板（14）的形状设置成弧形状。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于，所述储热水箱（3）的一侧设置有辅助加热器（33）。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能集中热水系统，其特征在于：所述第一水管（4）、第三水管（7）、循环水管（8）以及回水管（5）上设置有保温层（13）。

Images