一種微動力太陽能熱水系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種微動力太陽能熱水系統。所述系統由一個以上太陽能集熱循環模塊組成，每個模塊包括：多個串并聯連接的集熱器，位置高于集熱器、通過管路與集熱器直接相連的一個集熱水箱，置于集熱水箱內的換熱盤管，換熱盤管的出水端連接為用戶提供熱水的供水管路，換熱盤管的進水端連接為自來水管路，自來水管路還連接為用戶提供熱水的回水管路，回水管路中的安裝回水泵。由于采用自來水頂水、太陽能自然循環集熱等技術，只需設置一個回水泵，省去了集熱循環泵、供熱循環泵、補水泵，實現了微動力熱循環，降低了系統投資成本和運行成本。一個集熱水箱能夠帶多個集熱器，解決了無動力循環系統存在的一個集熱水箱只能帶一個集熱器的問題。
【專利說明】
一種微動力太陽能熱水系統
技術領域
[0001]本發明屬于太陽能熱水系統，具體涉及一種微動力太陽能熱水系統。
【背景技術】
[0002]太陽能熱水系統是利用集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置，是目前太陽熱能應用發展中最具經濟價值、技術最成熟且已商業化的一項應用產品。
[0003]現有的集中分戶太陽能熱水系統，為集中集熱分戶儲熱系統，主要由集熱器、集熱水箱、集熱循環栗、防凍電加熱、供熱循環栗和分戶儲熱水箱組成。集熱器內的熱媒通過輸出總管和回流總管與各分戶儲熱水箱內的換熱盤管并聯連接，構成熱媒回路。熱媒在通過換熱盤管時，把熱量傳遞給分戶儲熱水箱內的自來水，所述分戶儲熱水箱具有一個自來水入口和一個熱水出口。現有的集中分戶太陽能熱水系統存在以下問題:現有的集分系統采取零散安裝的結構形式，工程安裝效率低，且不利于標準化安裝;結構復雜，需要集熱循環水栗，需要供熱循環水栗，集熱供熱系統均需要電力設備支撐完成，投資成本及運行成本偏高;集熱水箱與集熱器分離，集熱場共用一個集熱水箱，集熱供回水管路較長，熱損失較大；新能源收費存在問題。假如按照熱水收費，但是因為分戶輔熱的原因，太陽能系統供水溫度由天氣好壞而定，溫度不恒定，用戶不滿意;假如按照冷水收費，因為系統耗電大、運行費用高，業主不滿意；采用太陽能的水重復循環換熱給用戶分戶水箱加熱的形式，屬于二次換熱，且換熱管線較長，熱損大，不利于節能;受入住率限制，入住率低時系統照常進行主管道循環加熱，造成能源浪費，對業主不利，對系統節能不利。
[0004]目前，太陽能熱水系統市場上已經出現一種無動力太陽能熱水系統。現有的無動力太陽能熱水系統集熱器多數為內置盤管的一體機，即為單機串聯的形式，系統依靠自來水頂水出水供給用戶水箱供水。該系統將原來集分系統的集熱強制循環改為自然循環，以及由供熱循環換熱改為自來水頂水出水，這些做法都降低了系統運行成本。但是現有的無動力太陽能熱水系統依然存在如下問題:一體機的形式不利于集熱器布置，不利于屋面面積利用；單純的頂水出水形式，因為是無動力，未設置回路備用循環栗，管路水溫變涼后不能回到集熱系統重新加熱，而是直接供給用水分戶水箱，不利于新能源熱利用;現有的無動力太陽能熱水系統不適合用于大工程熱水系統，當需要集熱器較多時，盤管串聯阻力較大。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種微動力太陽能熱水系統。
[0006]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]—種微動力太陽能熱水系統，由一個以上太陽能集熱循環模塊組成，每個模塊包括:多個串并聯連接的集熱器，位置高于集熱器、通過管路與集熱器直接相連(省去了集熱循環栗)的一個集熱水箱，置于集熱水箱內的換熱盤管。換熱盤管的出水端連接為用戶提供熱水的供水管路，換熱盤管的進水端連接為系統提供動力的自來水管路，自來水管路還連接為用戶提供熱水的回水管路。回水管路中安裝回水栗。
[0008]進一步地，每個模塊還包括用于實現自動控制的控制器，與所述控制器電連接的安裝在集熱水箱中的水位傳感器，安裝在自來水管路中的第一溫度傳感器，安裝在回水管路中的第二溫度傳感器。
[0009]更進一步地，每個模塊還包括一端伸進集熱水箱中另一端連接自來水管路的補水管路，補水管路中安裝一個電磁閥。當集熱水箱內水位高度低于設定的最低位置時，控制器輸出控制信號開啟電磁閥，自來水自動給集熱水箱補水；當集熱水箱內水位高度低于設定的最高位置時，控制器輸出控制信號關閉電磁閥，停止補水。
[0010]更進一步地，第二溫度傳感器用于測量回水管路中的水溫。當回水管路中的水溫低于設定的最低溫度時，控制器輸出控制信號開啟回水栗；當回水管路中的水溫升至設定的最高溫度時，控制器輸出控制信號關閉回水栗。
[0011]更進一步地，每個模塊還包括安裝在自來水管路和回水管路中的伴熱帶，當第一溫度傳感器或/和第二溫度傳感器測得的溫度低于各自設定的最低溫度時，控制器輸出控制信號接通自來水管路或/和回水管路中的伴熱帶。
[0012]進一步地，集熱器還安裝了備用管路，備用管路中設有閥門，正常情況下閥門關閉，當用水量突然增加或集熱器出現故障時，打開閥門開啟備用管路。
[0013]進一步地，每個模塊中與集熱水箱相連的集熱器上端接兩根管路伸進集熱水箱內，用于實現自然循環集熱:集熱器吸收太陽能使集熱器中的水的溫度高于集熱水箱中的水的溫度，集熱器中的水的比重小于集熱水箱中水的比重，集熱器中的水不斷上升到集熱水箱中，集熱水箱中的水不斷向下流到集熱器中，集熱水箱中的水的溫度不斷升高。
[0014]進一步地，用戶供水端安裝一個恒溫閥，恒溫閥的一端連接自來水管路，恒溫閥自動檢測水溫并通過冷熱水混合使用戶供水端出水溫度保持恒定。
[0015]優選地，恒溫閥為機械式恒溫閥。
[0016]進一步地，用戶家中還安裝輔助加熱設備，當水溫低于用戶需要的溫度時對系統所供熱水進行二次加熱。
[0017]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0018](I)由于采用自來水頂水、太陽能自然循環集熱等技術，只需設置一個回水栗，省去了集熱循環栗、供熱循環栗、補水栗，實現了微動力熱循環，大大降低了系統投資成本和運行成本。
[0019](2)—個集熱水箱能夠帶多個集熱器，解決了無動力循環系統存在的一個集熱水箱只能帶一個集熱器的問題。
[0020](3)由于省去了集熱循環栗、供熱循環栗、補水栗，而回水栗只在長期不用水的情況下開啟，因此回水栗耗電很小。安裝在用戶家中的輔助加熱設備只在水溫低于用戶需要的溫度時對本系統所供熱水進行二次加熱，耗電非常小;至于伴熱帶，在天氣非常寒冷時才可能用到。因此，本系統具有節能省電的優點。
[0021](4)采用自來水頂水不僅可以為系統提供動力，還能保證用戶用到的水始終是新鮮的自來水，無死水，水壓穩定，用水更加舒適安全。自來水頂水出水，用戶末端使用多少水，系統就補充多少水，達到了高效節水效果。
[0022](5)集熱器安裝備用管路，當用水量突然增加或集熱器出現故障時，開啟備用管路，增加了系統工作的可靠性。
【附圖說明】
[0023]圖1為由一個太陽能集熱循環模塊構成的微動力太陽能熱水系統組成框圖；
[0024]圖2為由兩個太陽能集熱循環模塊構成的微動力太陽能熱水系統組成框圖。
[0025]圖中:1_集熱器，2-集熱水箱，3-換熱盤管，4-供水管路，5-回水管路，6-回水栗，7-輔助加熱器，8-備用管路。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0027]—種微動力太陽能熱水系統，組成如圖1、2所示，由一個以上太陽能集熱循環模塊組成，每個模塊包括:多個串并聯連接的集熱器1，位置高于集熱器1、通過管路與集熱器I直接相連的一個集熱水箱2，置于集熱水箱2內的換熱盤管3，換熱盤管3的出水端連接為用戶提供熱水的供水管路4，換熱盤管3的進水端連接為系統提供動力的自來水管路，自來水管路還連接為用戶提供熱水的回水管路5，回水管路5中安裝回水栗6。
[0028]每個模塊還包括用于實現自動控制的控制器，與所述控制器電連接的安裝在集熱水箱中的水位傳感器，安裝在自來水管路中的第一溫度傳感器，安裝在回水管路中的第二溫度傳感器。
[0029]每個模塊還包括一端伸進集熱水箱2中另一端連接自來水管路的補水管路，補水管路中安裝一個電磁閥。集熱水箱2中的水是封閉的，微小的水量變化來自緩慢的蒸發過程，當集熱水箱2內水位高度低于設定的最低位置時，控制器輸出控制信號開啟電磁閥，自來水自動給集熱水箱2補水；當集熱水箱2內水位高度低于設定的最高位置時，控制器輸出控制信號關閉電磁閥，停止補水。集熱水箱2采用自動補水，以使集熱水箱2內的水始終接近滿水狀態。
[0030]第二溫度傳感器用于測量回水管路5中的水溫。當回水管路5中的水溫低于設定的最低溫度(比如40°C)時，控制器輸出控制信號開啟回水栗6;當回水管路5中的水溫升至設定的最高溫度(比如45°C)時，控制器輸出控制信號關閉回水栗6。設置回水栗6，以使供水管路4和回水管路5中的水溫保持在一個穩定的范圍內(比如40?450C)，避免供水忽冷忽熱。
[0031]每個模塊還包括安裝在自來水管路和回水管路5中的伴熱帶，當第一溫度傳感器或/和第二溫度傳感器測得的溫度低于各自設定的最低溫度時，控制器輸出控制信號接通自來水管路或/和回水管路5中的伴熱帶進行加熱。伴熱帶一般用于冬季的管路防凍。
[0032]集熱器還安裝了備用管路8，備用管路8中設有閥門，正常情況下閥門關閉，當用水量突然增加或集熱器I出現故障時，關閉閥門開啟備用管路8。設置備用管路8，由備用管路8以旁通的形式向用戶供水，增加了系統工作的可靠性。
[0033]每個模塊中與集熱水箱2相連的集熱器I上端接兩根管路伸進集熱水箱2內，用于實現自然循環集熱:集熱器I吸收太陽能使集熱器I中的水的溫度高于集熱水箱2中的水的溫度，集熱器I中的水的比重小于集熱水箱2中水的比重，集熱器I中的水不斷上升到集熱水箱2中，集熱水箱2中的水不斷向下流到集熱器I中，集熱水箱2中的水的溫度不斷升高。采用自然循環集熱，可以省去集熱循環栗，節省了動力、耗電，降低了成本。
[0034]用戶供水端安裝一個恒溫閥，恒溫閥的一端連接自來水管路，恒溫閥自動檢測水溫并通過冷熱水混合使用戶供水端出水溫度保持恒定。設置恒溫閥，當用戶供水端出水溫度過高時，使高溫熱水與冷水混合，避免用戶因使用高溫熱水而被燙傷。
[0035]優選地，恒溫閥為機械式恒溫閥。
[0036]用戶家中還安裝輔助加熱設備7，當水溫低于用戶需要的溫度時對系統所供熱水進行二次加熱。輔助加熱設備7在長時間陽光照射不充分的情況下使用，使用時間少，耗電小。
[0037]本發明不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本發明的構思和所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種微動力太陽能熱水系統，由一個以上太陽能集熱循環模塊組成，其特征在于，每個模塊包括:多個串并聯連接的集熱器，位置高于集熱器、通過管路與集熱器直接相連的一個集熱水箱，置于集熱水箱內的換熱盤管;換熱盤管的出水端連接為用戶提供熱水的供水管路，換熱盤管的進水端連接為系統提供動力的自來水管路，自來水管路還連接為用戶提供熱水的回水管路；回水管路中安裝回水栗。2.根據權利要求1所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，每個模塊還包括用于實現自動控制的控制器，與所述控制器電連接的安裝在集熱水箱中的水位傳感器，安裝在自來水管路中的第一溫度傳感器，安裝在回水管路中的第二溫度傳感器。3.根據權利要求2所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，每個模塊還包括一端伸進集熱水箱中另一端連接自來水管路的補水管路，補水管路中安裝一個電磁閥；當集熱水箱內水位高度低于設定的最低位置時，控制器輸出控制信號開啟電磁閥，自來水自動給集熱水箱補水；當集熱水箱內水位高度低于設定的最高位置時，控制器輸出控制信號關閉電磁閥，停止補水。4.根據權利要求2所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，第二溫度傳感器用于測量回水管路中的水溫；當回水管路中的水溫低于設定的最低溫度時，控制器輸出控制信號開啟回水栗；當回水管路中的水溫升至設定的最高溫度時，控制器輸出控制信號關閉回水栗O5.根據權利要求2所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，每個模塊還包括安裝在自來水管路和回水管路中的伴熱帶，當第一溫度傳感器或/和第二溫度傳感器測得的溫度低于各自設定的最低溫度時，控制器輸出控制信號接通自來水管路或/和回水管路中的伴熱帶。6.根據權利要求1所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，集熱器還安裝了備用管路，備用管路中設有閥門，當用水量突然增加或集熱器出現故障時，打開閥門開啟備用管路。7.根據權利要求1所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，每個模塊中與集熱水箱相連的集熱器上端接兩根管路伸進集熱水箱內，用于實現自然循環集熱:集熱器吸收太陽能使集熱器中的水的溫度高于集熱水箱中的水的溫度，集熱器中的水的比重小于集熱水箱中水的比重，集熱器中的水不斷上升到集熱水箱中，集熱水箱中的水不斷向下流到集熱器中，集熱水箱中的水的溫度不斷升高。8.根據權利要求1所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，用戶供水端安裝一個恒溫閥，恒溫閥的一端連接自來水管路，恒溫閥自動檢測水溫并通過冷熱水混合使用戶供水立而出水溫度保持丨旦定。9.根據權利要求8所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，恒溫閥為機械式恒溫閥。10.根據權利要求1?9中任意一項所述的微動力太陽能熱水系統，其特征在于，用戶家中還安裝輔助加熱設備，當水溫低于用戶需要的溫度時對系統所供熱水進行二次加熱。
【文檔編號】F24J2/40GK106016784SQ201610529185
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】丁海兵, 張千金, 李英石, 肖麗梅
【申請人】天普新能源科技有限公司