一種非承壓式太陽能熱水系統的製作方法
2023-05-08 22:22:16
一種非承壓式太陽能熱水系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種非承壓式太陽能熱水系統，它包括：儲水單元，其包括非承壓式水箱、設置在所述非承壓式水箱內的加熱件、液位計和第一溫度測試儀；太陽能集熱單元，其包括具有入口和出口的非承壓式真空管集熱器、用於將所述非承壓式水箱與所述非承壓式真空管集熱器的入口相連的入口管道、用於將所述非承壓式真空管集熱器的出口相連的出口管道、設置在所述入口管道上的循環泵、設置在所述出口管道上的第二溫度測試儀；冷水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的冷水管道、設置在所述冷水管道上的第一電磁閥；熱水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的熱水管道、設置在所述熱水管道上的第二電磁閥及增壓泵；控制器，其用於對所述儲水單元、太陽能集熱單元、冷水管線、熱水管線進行控制。
【專利說明】一種非承壓式太陽能熱水系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及了一種非承壓式太陽能熱水系統。
【背景技術】
[0002]目前國內市場上絕大部分是傳統的緊湊式太陽能熱水系統。緊湊式太陽能熱水系統是指水箱和集熱器連體安裝在同一支架上的熱水器且不分體非承壓。緊湊式太陽能熱水系統一般採用全玻璃真空管集熱，因而在安裝上不能與建築屋面協調結合，視覺效果不好、不安全、影響建築美觀。此外，緊湊式太陽能熱水系統本身產品缺陷不足如真空管易結垢、易炸管碎管、不承壓、不易自動控制，限制了它在城市的推廣應用。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種非承壓式太陽能熱水系統，其分體安裝、使用安全、維護簡單、用熱水舒適，適應城市民用及商用高端用戶，拓寬城市推廣應用太陽能範圍實現與建築一體化。
[0004]本發明公開了一種非承壓式太陽能熱水系統，它包括:儲水單元，其包括非承壓式水箱、設置在所述非承壓式水箱內的加熱件、液位計和第一溫度測試儀；太陽能集熱單元，其包括具有入口和出口的非承壓式真空管集熱器、用於將所述非承壓式水箱與所述非承壓式真空管集熱器的入口相連的入口管道、用於將所述非承壓式真空管集熱器的出口相連的出口管道、設置在所述入口管道上的循環泵、設置在所述出口管道上的第二溫度測試儀，所述非承壓式水箱與所述非承壓式真空管集熱器分體設置；冷水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的冷水管道、設置在所述冷水管道上的第一電磁閥；熱水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的熱水管道、設置在所述熱水管道上的第二電磁閥及增壓泵；控制器，其用於對所述儲水單元、太陽能集熱單元、冷水管線、熱水管線進行控制。
[0005]優選地，所述非承壓式水箱設置在屋頂或平臺，所述非承壓式真空管集熱器設置在平臺或室內。
[0006]優選地，所述非承壓式水箱上開設有排氣口。
[0007]優選地，所述入口管道、出口管道、熱水管道和出水管道包括金屬管和套設在所述金屬管外的橡塑保溫管。
[0008]優選地，它還包括一回水管線，所述回水管線包括用於將所述熱水管道和非承壓式水箱相連通的回水管道和設置在所述回水管道上的回水泵。
[0009]優選地，當所述第二溫度測試儀測到的溫度低於5°C時，所述控制器驅使所述循環泵運轉以進行非承壓式太陽能熱水系統的防凍循環，直至所述第二溫度測試儀檢測到的溫度高於10°C時，所述控制器驅使所述循環泵停止。
[0010]優選地，當所述第二溫度測試儀測到的溫度高於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度10°C或以上時，所述控制器驅使所述循環泵運轉以進行非承壓式太陽能熱水系統的集熱循環，直至第二溫度測試儀測到的溫度等於或低於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度時，所述控制器驅使所述循環泵停止。
[0011]優選地，當所述第一溫度測試儀測到的溫度和所述第二溫度測試儀測到的溫度均低於設定值時，所述控制器驅使加熱件運行，所述加熱件對位於非承壓式水箱內的水進行加熱。
[0012]優選地，當所述液位計測量到的水位低於設定值時，所述控制器打開第一電磁閥，所述冷水管道向所述非承壓式水箱內輸入冷水。
[0013]本發明採用以上結構，具有以下優點:1、通過循環泵、回水泵及管路等進行強制循環承壓運行，非承壓式真空管集熱器則採用非承壓結構形式，且滿足系統承壓運行要求效果；2、非承壓式真空管集熱器與非承壓式水箱可分開安裝符合與建築協調美觀一體化；3、非承壓式真空管集熱器集熱傳熱機理為:走導熱工質直接吸熱傳熱，一次換熱減少熱損失，集熱效率高達90?92% ;4、水量充足可多點供水，且設計熱水回水功能出水即熱；5、非承壓式太陽能熱水系統適用於別墅住宅也可用於多層、小高層住宅及商用樓安裝使用，使用範圍廣；6、系統的性價比較好，比緊湊式太陽熱水器略高、比分體承壓式系統低的成本及價位，達到滿足分體承壓式太陽能熱水系統的運行要求和使用效果，經濟性適宜易於為市場及業主接受推廣；7、非承壓式太陽能熱水系統的設備所用材料、製造技術、工藝水平、整機性能及控制技術穩定成熟可靠，動力強制循環工作系統部件及管材配件配置擇優選擇。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1顯示了本發明中的非承壓式太陽能熱水系統的結構原理圖。
[0015]附圖中:1、儲水單元；11、非承壓式水箱；12、加熱件；13、液位計；14、第一溫度測試儀；2、太陽能集熱單元；21、非承壓式真空管集熱器；22、入口管道；23、出口管道；24、循環泵；25、第二溫度測試儀；3、冷水管線；31、冷水管道；32、第一電磁閥；4、熱水管線；41、熱水管道；42、增壓泵；43、第二電磁閥；5、控制器；6、排氣口 ；7、回水管線；71、回水管道；72、回水泵。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域的技術人員理解，從而對本發明的保護範圍作出更為清楚明確的界定。
[0017]本發明公開了一種非承壓式太陽能熱水系統，它包括儲水單元1、太陽能集熱單元
2、冷水管線3、熱水管線4和控制器5。
[0018]儲水單元I包括非承壓式水箱11、設置在所述非承壓式水箱11內的加熱件12、液位計13和第一溫度測試儀14。非承壓式水箱11為開式結構有排氣口，根據冷熱水密度比重原理，真空管集熱器吸收太陽能進行自然循環達到加熱水的目的。加熱件12為在通電狀態發出熱量的電子組件。液位計13用於檢測非承壓式水箱11中的水位。第一溫度測試儀14用於檢測非承壓式水箱11中水的溫度。
[0019]在本實施方式中，非承壓式水箱11為圓形立柱開式水箱，其內膽採用加厚的304不鏽鋼材料，管接口採用自動氬弧焊接工藝。該非承壓式水箱11的內膽強度增加，在熱脹冷縮應力及水壓下不會吸癟變形漏水，因此非承壓式水箱11雖為排氣開式結構但內膽可經受閉式承壓運行壓力及效果。[0020]太陽能集熱單元2包括非承壓式真空管集熱器21、入口管道、出口管道、循環泵24和第二溫度測試儀25。非承壓式真空管集熱器21具有入口和出口。入口管道22將非承壓式真空管集熱器21的入口與非承壓式水箱11相連通。出口管道23將非承壓式真空管集熱器21的出口與非承壓式水箱11相連通。循環泵24設置在入口管道22上，用於將非承壓式水箱11中的水從入口管道22導入非承壓式真空管集熱器21。第二溫度測試儀25設置在出口管道23上，用於檢測非承壓式真空管集熱器21出口管道23中的水溫。
[0021]在本實施方式中，非承壓式真空管集熱器21為聯箱型全玻璃非承壓式真空管集熱器21。聯箱型全玻璃非承壓式真空管集熱器21的內膽材料採用304無縫不鏽鋼管，內膽厚度比緊湊式太陽熱水器水箱加厚一倍，通過衝壓工藝加工製成達到承壓強度效果，在工作泵強制循環和晝夜環溫變化冷脹冷縮應力及水壓下不會吸癟變形漏水。聯箱採用聚氨酯發泡工藝技術，比分體承壓式真空管集熱器21聯箱的巖棉保溫效果好。聯箱型全玻璃非承壓式真空管集熱器21集熱傳熱機理為直接循環一次換熱(分體承壓式真空管集熱器21為間接換熱二次換熱)，非承壓式真空管集熱器21直接吸收太陽能熱量以導熱工質通過循環泵24強制循環一次換熱給水箱中水交換升溫，減少承壓式系統二次換熱的熱損，集熱效率年平均> 50%效果(一般太陽集熱器年平均吸收率為45%左右)。非承壓式真空管集熱器21為非承壓式，其為開式水箱設有排氣口。
[0022]非承壓式水箱11和非承壓式真空管集熱器21分體設置。非承壓式真空管集熱器21可安裝於平坡屋面，達到與建築的協調和諧美觀結合。非承壓式水箱11安裝在平臺或室內。本發明中的非承壓式太陽能熱水系統拓寬城市推廣應用太陽能範圍實現與建築一體化。
[0023]冷水管線3，其包括與所述儲水單元I的非承壓式水箱11相連通的冷水管道31、設置在所述冷水管道31上的第一電磁閥32。當所述液位計13測量到的水位低於設定值時，所述控制器5打開第一電磁閥32，所述冷水管道31向所述非承壓式水箱11內輸入冷水。
[0024]熱水管線4，其包括與所述儲水單元I的非承壓式水箱11相連通的熱水管道41、設置在所述熱水管道41上的第二電磁閥43及增壓泵42。本發明中的非承壓式太陽能熱水系統可以通過熱水管道41向外排出熱水。
[0025]控制器5，其用於對所述儲水單元1、太陽能集熱單元2、冷水管線3、熱水管線4進行控制。
[0026]入口管道、出口管道、熱水管道41和出水管道包括金屬管和套設在所述金屬管外的橡塑保溫管，這樣不僅能夠提高強度，還能夠防止凍結。
[0027]當所述第二溫度測試儀25測到的溫度高於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度10°C或以上時，所述控制器5驅使所述循環泵24運轉。非承壓式真空管集熱器21對非承壓式水箱11中的冷水進行加熱，直至第二溫度測試儀25測到的溫度等於或低於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度時，所述控制器5驅使所述循環泵24停止。這樣，可以充分利用太陽能的熱量。
[0028]當所述第一溫度測試儀14測到的溫度和所述第二溫度測試儀25測到的溫度均低於設定值時，所述控制器5驅使加熱件12運行，所述加熱件12對位於非承壓式水箱11內的水進行加熱。當太陽能的熱量不足時，通過加熱件12對非承壓式水箱11中的水進行加熱，使得即使在陽光不足的情況下依然能夠得到熱水。
[0029]當所述第二溫度測試儀25測到的溫度低於5°C時，所述控制器5驅使所述循環泵24運轉，直至所述第二溫度測試儀25檢測到的溫度高於10°C時，所述控制器5驅使所述循環泵24停止。當室外溫度較低時，控制器5將非承壓式水箱11中的水產生循環以提高太陽能集熱單元2中的水的溫度，以確保太陽能集熱單元2不會產生凍結。
[0030]非承壓式水箱11上開設有排氣口 6和由所述控制器5控制且用於對排氣口 6開閉進行控制的開關，防止夏天過熱或系統出故障造成的高溫壓力安全隱患。
[0031]非承壓式太陽能熱水系統還包括一回水管線7，所述回水管線7包括用於將所述熱水管道41和非承壓式水箱11相連通的回水管道71和設置在所述回水管道71上的回水泵72。回水管線7可以將非承壓式水箱11中的水產生循環，以確保熱水管線4能夠儘快排出熱水。
[0032]本發明中的非承壓式太陽能熱水系統具有以下優點:1、通過循環泵24、回水泵72及管路等進行強制循環承壓運行，而非承壓式真空管集熱器21則採用非承壓結構形式，且滿足系統承壓運行要求效果；2、非承壓式真空管集熱器21可分開安裝符合與建築協調美觀一體化；3、非承壓式真空管集熱器21集熱傳熱機理為:走導熱工質直接吸熱傳熱，一次換熱減少熱損失，集熱效率高達90?92% ;4、水量充足可多點供水，且設計熱水回水功能出水即熱；5、非承壓式太陽能熱水系統適用於別墅住宅也可用於多層、小高層住宅及商用樓安裝使用，使用範圍廣；6、系統的性價比較好，比緊湊式太陽熱水器略高、比分體承壓式低的成本及價位，達到滿足分體承壓式太陽能熱水系統的運行要求和使用效果，經濟性適宜易於為市場及業主接受推廣；7、非承壓式太陽能熱水系統的設備所用材料、製造技術、工藝水平、整機性能及控制技術穩定成熟可靠，動力強制循環工作系統部件及管材配件配置擇優選擇。
[0033]本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0034]上述實施例只為說明本實發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於，它包括: 儲水單元，其包括非承壓式水箱、設置在所述非承壓式水箱內的加熱件、液位計和第一溫度測試儀； 太陽能集熱單元，其包括具有入口和出口的非承壓式真空管集熱器、用於將所述非承壓式水箱與所述非承壓式真空管集熱器的入口相連的入口管道、用於將所述非承壓式真空管集熱器的出口相連的出口管道、設置在所述入口管道上的循環泵、設置在所述出口管道上的第二溫度測試儀，所述非承壓式水箱與所述非承壓式真空管集熱器分體設置； 冷水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的冷水管道、設置在所述冷水管道上的第一電磁閥； 熱水管線，其包括與所述非承壓式水箱相連通的熱水管道、設置在所述熱水管道上的第二電磁閥及增壓泵； 控制器，其用於對所述儲水單元、太陽能集熱單元、冷水管線、熱水管線進行控制。
2.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:所述非承壓式水箱設置在屋頂或平臺，所述非承壓式真空管集熱器設置在平臺或室內。
3.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:所述非承壓式水箱上開設有排氣口。
4.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:所述入口管道、出口管道、熱水管道和出水管道包括金屬管和套設在所述金屬管外的橡塑保溫管。
5.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:它還包括一回水管線，所述回水管線包括用於將所述熱水管道和非承壓式水箱相連通的回水管道和設置在所述回水管道上的回水泵。
6.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:當所述第二溫度測試儀測到的溫度低於5°C時，所述控制器驅使所述循環泵運轉以進行非承壓式太陽能熱水系統的防凍循環，直至所述第二溫度測試儀檢測到的溫度高於10°C時，所述控制器驅使所述循環泵停止。
7.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:當所述第二溫度測試儀測到的溫度高於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度10°c或以上時，所述控制器驅使所述循環泵運轉以進行非承壓式太陽能熱水系統的集熱循環，直至第二溫度測試儀測到的溫度等於或低於所述第一溫度檢測儀檢測到的溫度時，所述控制器驅使所述循環泵停止。
8.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:當所述第一溫度測試儀測到的溫度和所述第二溫度測試儀測到的溫度均低於設定值時，所述控制器驅使加熱件運行，所述加熱件對位於非承壓式水箱內的水進行加熱。
9.根據權利要求1所述的非承壓式太陽能熱水系統，其特徵在於:當所述液位計測量到的水位低於設定值時，所述控制器打開第一電磁閥，所述冷水管道向所述非承壓式水箱內輸入冷水。
【文檔編號】F24J2/00GK103954045SQ201410035750
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】周濤, 譚偉, 湯留根, 王勇 申請人:鎮江暖億家新能源有限公司, 鎮江東方電熱科技股份有限公司