CN105276825A - 一种空气式太阳能热水供应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种空气式太阳能热水供应系统，包括空气式太阳能蓄能集热器、风机、空气/水换热器、恒温调节阀、保温热水箱、热源热水器；其中，所述空气式太阳能蓄能集热器与风机相连，风机与空气/水换热器相连，空气/水换热器与恒温调节阀相连，恒温调节阀与保温水箱相连，保温水箱与常规能源热水器相连。采用上述热水供应系统，从根本上解决了太阳能热水系统可能出现的冻裂、泄漏、过热、腐蚀等“安全”和“寿命”问题，实现太阳能集中热水供应系统。

Description

一种空气式太阳能热水供应系统
技术领域
本发明涉及太阳能资源利用领域，尤其涉及一种空气式太阳能热水供应系统。
背景技术
人类生活离不开热水，我们洗菜、做饭、洗衣、洗浴、洗涤等均离不开热水的需求，热水的使用已成为人类生活改善与社会进步的一大标志。
电热水器与燃气热水器的发展，已成为城市化家庭的必然选择，而在农村太阳能热水器的发展也非常迅猛。但当然热水供应系统的发展还仅限于家庭化热水系统为主。
众所周知，自来水管网的发展是由水井分散取水用水发展到集中取水分散用水的过程，天然气管网发展由分散的天然气罐使用方式发展成天然气管网集中供应分散使用的方式，同样道理，热水系统的发展有没有可以发展成集中供应分散使用的模式，这种热水生活方式的改变离我们还有多远。
太阳能是世界公认的最丰富、最持续和最清洁的可再生能源。利用太阳能替代化石能源(煤、石油、天然气)，是人类，尤其在我国坚持可持续发展的重要途径和手段，更为国家产业政策所倡导和扶持。我国太阳能的开发和利用，在技术创新及产业规模等方面已经走在世界前列。2013年，我国太阳能热利用产业销售量达到6600万平方米(46200MWth)，保有量达到31000万平方米(217000MWth)，产值近1000亿元人民币。在人类赖以生存的环境日益遭到破坏的今天，人们越来越多的重视研究和使用清洁卫生的太阳能源，太阳能必将成为“未来能源结构的基础”。
中国的光热行业已经经过了二十多年的发展。太阳能热水工程市场也经历了从农村到城市到集中的过程，太阳能行业正处在转型升级的关键时期，太阳能热利用已开始从单体用户的太阳能热水器向太阳能采暖和太阳能热水工程发展，城市化进程更加凸显了太阳能热水工程建筑一体化的重要性，热水工程化正在引领产业市场快速发展。
传统太阳能热水系统均以液体尤其是水作为传热、贮热介质，存在“冬季易冻、夏季过热、易漏、易腐蚀、寿命短”等缺陷和弊端，在寒冷、缺水、电力供应不足的地区尤为突出。而恰恰是这些经济发展相对滞后、自然环境相对恶劣的地区，是太阳能资源丰富，采暖与热水供应需求大的地区。
太阳能热水工程系统迫切需要从技术上彻底解决工程的“安全”与“寿命”两大难题，若“安全”与“寿命”得以突破，再加之太阳能热水系统较低的产出与运行费用，热水使用方式从分散的家用电或燃气热水器发展成太阳能集中热水供应系统是完全有可能的。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的问题，提供了一种空气式太阳能热水供应系统，包括空气式太阳能蓄能集热器、风机、空气/水换热器、恒温调节阀、保温热水箱、热源热水器；其中，所述空气式太阳能蓄能集热器与风机相连，风机与空气/水换热器相连，空气/水换热器与恒温调节阀相连，恒温调节阀与保温水箱相连，保温水箱与常规能源热水器相连。
可选地，所述风机为离心风机。
可选地，所述空气/水换热器为铝翅片管式换热器。
可选地，所述恒温调节阀为温度与流量成正比例的调节阀。
可选地，所述保温热水箱为聚氨酯发泡保温水箱.
可选地，所述辅助能源热水器为电热水器或燃气热水器或油锅炉。
可选地，还包含一智能IC热水计量表。
可选地，所述智能IC热水计量表为IC卡预付费热水流量表。
可选地，所述空气式太阳能蓄能集热器包含太阳能玻璃真空集热管、蓄能棒、密封圈、进风联箱、出风联箱，其中，所述蓄能棒设置在太阳能玻璃真空集热管的内部，密封圈与太阳能玻璃真空集热管相接，进风联箱与出风联箱通过密封圈与太阳能玻璃真空集热管相连。
可选地，所述的太阳能玻璃真空集热管由外玻璃管、内玻璃管及玻璃弹簧组成，外玻璃管与内玻璃管头部直接相连，外玻璃管与内玻璃管尾部通过琉璃弹簧相连，玻璃弹簧为一中空玻璃管按弹簧方式绕制而成，太阳能玻璃真空集热管的内玻璃管上涂太阳能吸收涂层，玻璃弹簧一端连接内玻璃管尾部，另一端连接外玻璃管尾部，将内玻璃管与外玻璃管连通。
本发明的热水供应系统，从根本上解决了太阳能热水系统可能出现的冻裂、泄漏、过热、腐蚀等“安全”和“寿命”问题，实现太阳能集中热水供应系统，解决太阳能热水系统投资、收费、管理之间的矛盾。
附图说明
图1为本发明一种空气式太阳能热水供应系统原理图；
图2为本发明空气式太阳能蓄能集热器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
参考图1，为本发明一种空气式太阳能热水供应系统原理图，空气式太阳能热水管家系统包括空气式太阳能蓄能集热器1000、风机2000、空气/水换热器3000、恒温调节阀4000、保温热水箱5000、常规热源热水器6000、智能IC热水计量表7000组成。
空气式太阳能蓄能集热器1000通过风管与风机2000相连，风机2000通过风管与空气/水换热器3000相连，空气/水换热器3000通过水管与恒温调节阀4000相连，恒温调节阀4000与保温水箱5000相连，保温水箱5000与常规能源热水器6000相连，保温水箱5000与智能IC热水计量表7000相连。
空气式太阳能蓄能集热器1000将太阳能转化成热能，风机2000将空气式太阳能蓄能集热器1000收集的热量送入空气/水换热器3000，空气/水换热器3000将获得的热量加热冷水为热水，恒温调节阀4000调节水的流量，保证热水流出的温度达到目标温度，比如55℃，保温水箱5000用于贮存热水，常规能源热水器6000保证在太阳能不能满足热水需要的热量时加热冷水，保证保温水箱5000热水的温度与水量，智能IC热水计量表7000是实现热水有偿使用的一个收费计量手段。
空气式太阳能热水管家系统工作过程如下：
空气式太阳能蓄能集热器1000将太阳能转化成热能，风机2000将空气式太阳能蓄能集热器1000收集的热量送入空气/水换热器3000，空气/水换热器3000将获得的热量加热冷水为热水，恒温调节阀4000调节水的流量，保证热水流出的温度达到目标温度，比如55℃，热水流向保温水箱5000，保温水箱5000用于贮存热水，常规能源热水器6000保证在太阳能不能满足热水需要的热量时加热冷水，保证保温水箱5000热水的温度与水量，保温水箱5000的热水经智能IC热水计量表7000流向用户。
其中，风机2000可选用离心风机；空气/水换热器3000可选用铝翅片管式换热器；恒温调节阀4000可选用温度与流量成正比例的调节阀；保温热水箱5000可选用聚氨酯发泡保温水箱；常规辅助能源热水器6000可选用电热水器或燃气热水器或油锅炉；智能IC热水计量表7000可选用IC卡预付费热水流量表。
通常来说，传统太阳能集热系统中循环是液体介质，是利用液体介质进行热量转移的，而本发明的集热系统中循环的是空气，是利用空气进行热量转移的。此外，传统太阳能是利用水泵进行循环驱动的，本发明是利用风机进行循环驱动的。
进一步参考图2，为上述实施例的空气式太阳能蓄能集热器的结构示意图。空气式太阳能蓄能集热器，包括太阳能玻璃真空集热管100、蓄能棒200、管300,、密封圈(图中未示出)、进风联箱400、出风联箱500，其中，该蓄能棒200在太阳能玻璃真空集热管100的内部，密封圈与太阳能玻璃真空集热管100相接，进风联箱400与出风联箱500通过密封圈与太阳能玻璃真空集热管100相连。太阳能玻璃真空集热管100主要起吸收太阳能热水器，蓄能棒200存贮多余热量，密封圈起密封阻气作用，进风联箱400将风分配至各太阳能玻璃真空集热管100，出风联箱500将风从太阳能玻璃真空集热管100内收回。
所述的太阳能玻璃真空集热管100由外玻璃管110、内玻璃管120及玻璃弹簧130组成，外玻璃管110与内玻璃管120头部直接相连，外玻璃管110与内玻璃管120尾部通过琉璃弹簧130相连，玻璃弹簧130实为一中空玻璃管按弹簧方式绕制而成。太阳能玻璃真空集热管100的内玻璃管120上涂太阳能吸收涂层，用于吸收太阳能并转至热能，玻璃弹簧130一端连接内玻璃管120尾部，另一端连接外玻璃管110尾部，将内玻璃管120与外玻璃管110连通，也就是说，通过玻璃弹簧130，太阳能玻璃真空集热管100的尾部也是通气的，琉璃弹簧130起的另外一个作用是缓冲内玻璃管120与外玻璃管110温度变化引起的膨胀与收缩，防止琉璃管110炸管。
所述的蓄能棒200外壳210与蓄能材料220构成，外壳210对蓄能材料进行封闭，蓄能材料220贮存热量。所述的外壳可用铝及铝合金，钢材，所述的蓄能材料可为水、水合盐、无机盐、有机蜡、有机醇、有机酯。
所述的密封圈为硅橡胶密封圈。
所述的进风联箱400包括联箱内胆410、保温层420、外皮430、进风口440，保温层420在联箱内胆410外，外皮内，联箱内胆410与太阳能玻璃真空集热管100相连，进风口440与联箱内胆410相连，进风口440将风引用联箱内胆410，联箱内胆410将风分配至太阳能玻璃真空集热管100，保温层420起保温作用，外皮430保护保温层420。联箱内胆410可用不锈钢或钢材或镀锌铁皮，保温层420可为发泡聚氨酯，发泡酚醛，或玻璃棉或岩棉。
其中，出风联箱500包含出风口540，结构与进风联箱400基本相同。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气式太阳能热水供应系统，包括空气式太阳能蓄能集热器、风机、空气/水换热器、恒温调节阀、保温热水箱、热源热水器；
其中，所述空气式太阳能蓄能集热器与风机相连，风机与空气/水换热器相连，空气/水换热器与恒温调节阀相连，恒温调节阀与保温水箱相连，保温水箱与常规能源热水器相连。
2.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述风机为离心风机。
3.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述空气/水换热器为铝翅片管式换热器。
4.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述恒温调节阀为温度与流量成正比例的调节阀。
5.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述保温热水箱为聚氨酯发泡保温水箱。
6.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述辅助能源热水器为电热水器或燃气热水器或油锅炉。
7.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：还包含一智能IC热水计量表。
8.如权利要求7所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述智能IC热水计量表为IC卡预付费热水流量表。
9.如权利要求1所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述空气式太阳能蓄能集热器包含太阳能玻璃真空集热管、蓄能棒、密封圈、进风联箱、出风联箱，其中，所述蓄能棒设置在太阳能玻璃真空集热管的内部，密封圈与太阳能玻璃真空集热管相接，进风联箱与出风联箱通过密封圈与太阳能玻璃真空集热管相连。
10.如权利要求9所述的空气式太阳能热水供应系统，其特征在于：所述的太阳能玻璃真空集热管由外玻璃管、内玻璃管及玻璃弹簧组成，外玻璃管与内玻璃管头部直接相连，外玻璃管与内玻璃管尾部通过琉璃弹簧相连，玻璃弹簧为一中空玻璃管按弹簧方式绕制而成，太阳能玻璃真空集热管的内玻璃管上涂太阳能吸收涂层，玻璃弹簧一端连接内玻璃管尾部，另一端连接外玻璃管尾部，将内玻璃管与外玻璃管连通。
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