CN111059773A - 一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，包括储热水箱，所述储热水箱的顶部设置有光热平板水水交换集热器，所述储热水箱一端顶部与光热平板水水交换集热器之间连接有换热后热出水管道，所述储热水箱的另一端与光热平板水水交换集热器的侧边连接有构成循环流道的连接管，其中连接管上安装有循环泵，所述储热水箱的表面安装有光伏发电板，所述光伏发电板与循环泵电连接；在有太阳照射的地方，可以采用水水交换，即直接换热的模式使用，彻底扔掉由于环境温度在零下不能使用直接交换的模式；解决平板集热器由于环境温度在零下被冻坏的问题；彻底改变常规平板集热器水箱在上集热换热在下的结构模式。

Description

一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器
技术领域
本发明属于水交换集热器技术领域，具体涉及一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器。
背景技术
平板式集热器在市场流通的大致有三类：一类为单体家用式，坡面或坡面安装；二类为专用阳台壁挂式；三类为组合式工程模块。所有平板太阳能光热集热器都有一个共同的特点：就是机体本体基本不保温，由于机体本体基本不保温，四季环境运行温度在零度以上时，可以水水换热，也就是直接换热；四季环境运行温度在零度以下时，必须水媒换热，也就是间接换热；直接换热与间接换热的转换效率结果是不同的，直接换热：水箱里的使用水直接进集热器换热，没有换热中间过渡环节，换热过程中热损最小，换热效率最高；但是运行环境温度四季必须在零度以上；否则集热器一旦冻坏就是报废；间接换热：水箱里的使用水与水箱里的热媒盘管换热、水箱里的热媒盘管再与集热器换热的过程；由于该过程增加了热媒换热盘管，增加了换热过程中的热损，降低了换热效率；因热媒是防冻液，所以运行环境温度在零度以下也可以正常运行，直接换热与间接换热的性价比：直接换热投资少，产热效率高，运营成本低；反之间接换热投资多，产热效率低，运营成本高：因此直接换热系统与间接换热系统的升级研发，迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，以解决上述背景技术中提出的直接换热与间接换热的性价比：直接换热投资少，产热效率高，运营成本低；反之间接换热投资多，产热效率低，运营成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，包括储热水箱，所述储热水箱的顶部设置有光热平板水水交换集热器，所述储热水箱一端顶部与光热平板水水交换集热器之间连接有换热后热出水管道，所述储热水箱的另一端与光热平板水水交换集热器的侧边连接有构成循环流道的连接管，其中连接管上安装有循环泵。
优选的，所述储热水箱的表面安装有光伏发电板，所述光伏发电板与循环泵电连接。
优选的，所述储热水箱的一端底部安装有开口向下的冷热水进出双向管。
优选的，所述光热平板水水交换集热器的内部设置有多个集热器换热流道，所述集热器换热流道为中空的圆柱体结构。
优选的，所述光热平板水水交换集热器呈倾斜式放置。
优选的，所述储热水箱的一端顶部安装有储热水箱进出气溢水管，所述光热平板水水交换集热器另一端顶部顶部安装有集热器进出气管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在有太阳照射的地方，可以采用水水交换，即直接换热的模式使用，彻底扔掉由于环境温度在零下不能使用直接交换的模式；解决平板集热器由于环境温度在零下被冻坏的问题。
2.彻底改变常规平板集热器水箱在上集热换热在下的结构模式，替换了所有平板太阳能集热器间接换热系统的换热循环热损大、换热循环效率低的重大问题。
3.不需要水箱、集热器之间的过渡热媒换热盘管以及防冻液作热媒，对太阳能行业降低投资成本、降低施工成本、降低运行成本具有重大提高经济效益和深远社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明对比例的结构示意图；
图3为本发明在平屋面新型平板集热器100升水箱前下侧安装示意图；
图4为本发明平屋面新型平板集热器100升水箱后下侧安装示意图；
图5为本发明中平屋面新型平板集热器200升水箱后下侧安装示意图；
图6为本发明中平屋面新型平板集热器200升水箱前下侧安装示意图：
图7为本发明坡屋面新型平板集热器100升、200升水箱前下右侧安装示意图：
图8为本发明中坡屋面新型平板集热器100升、200升水箱前下左侧安装示意图：
图中：1、集热器换热流道；2、换热后热出水管道；3、储热水箱；4、光伏发电板；5、循环泵；6、光热平板水水交换集热器；7、冷热水进出双向管；8、储热水箱进出气溢水管；9、集热器进出气管；10、储热水箱热媒与水换热盘管；11、原储热水箱；12、光热平板热媒与水交换集热器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1、图3、图4、图5、图6、图7和图8，本发明提供一种技术方案：一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，包括储热水箱3，储热水箱3的顶部设置有光热平板水水交换集热器6，设计的光热平板水水交换集热器6，在有太阳照射的地方，可以采用水水交换，即直接换热的模式使用，彻底扔掉由于环境温度在零下不能使用直接交换的模式；解决现有平板集热器由于环境温度在零下被冻坏的问题，彻底改变常规平板集热器水箱在上集热换热在下的结构模式，替换了所有平板太阳能集热器间接换热系统的换热循环热损大、换热循环效率低的重大问题，储热水箱3一端顶部与光热平板水水交换集热器6之间连接有换热后热出水管道2，储热水箱3的另一端与光热平板水水交换集热器6的侧边连接有构成循环流道的连接管，其中连接管上安装有循环泵5。
本实施例中，优选的，储热水箱3的表面安装有光伏发电板4，光伏发电板4与循环泵5电连接，不需要水箱、集热器之间的过渡水箱换热盘管9以及防冻液作热媒，对太阳能行业降低投资成本、降低施工成本、降低运行成本具有重大提高经济效益和深远社会效益。
本实施例中，优选的，储热水箱3的一端底部安装有开口向下的冷热水进出双向管7。
本实施例中，优选的，光热平板水水交换集热器6的内部设置有多个集热器换热流道1，集热器换热流道1为中空的圆柱体结构。
本实施例中，优选的，光热平板水水交换集热器6呈倾斜式放置。
本实施例中，优选的，储热水箱3的一端顶部安装有储热水箱进出气溢水管8，光热平板水水交换集热器6另一端顶部顶部安装有集热器进出气管9。
对比例1
与上述实施例1中的不同之处在于：请参阅图2，光热平板热媒与水交换集热器12在原储热水箱11的底部，同时原储热水箱11内部设置有用于加热水源的储热水箱热媒与水换热盘管10，原储热水箱11，光热平板热媒与水交换集热器12在下，光热平板热媒与水交换集热器12里始终有介质；原储热水箱11与光热平板热媒与水交换集热器12产生高低差；光照时，原储热水箱11与光热平板热媒与水交换集热器12产生温差；高低差与温差形成换热自循环的原理；由于常规平板太阳能光热集热器的结构模式确定了集热器里始终有换热介质的存在，因此在运行环境温度零度以下时，必须采用防冻液作热媒换热循环，也就是间接换热循环模式。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，储热水箱3在下，光热平板水水交换集热器6在上，光热平板水水交换集热器6里始终无介质；光热平板水水交换集热器6与储热水箱3产生高低差；光照时光热平板水水交换集热器6与储热水箱3产生温差；高低差与温差不能形成换热自循环，而是通过循环泵5形成强制换热循环的原理；由于光热平板水水交换集热器6在最高处，储热水箱3在最低处，在光热平板水水交换集热器6没有光照时，光热平板水水交换集热器6里所有集热器换热流道1都是空的，没有换热介质；当光热平板水水交换集热器6被太阳能光照射时，空的集热器换热流道1升温速度很快，升温速度是常规集热器的2倍多，当光热平板水水交换集热器6温度到达45度时，循环泵5自动启动，光热平板水水交换集热器6与储热水箱3进入正常换热状态；当天上出现多云时，光热平板水水交换集热器6里温度开始出现下降时，循环泵5自动关闭，由于循环泵5是与光伏发电板4直接相连，天空多云，光伏发电板4光电转换停止，循环泵5停止供电，循环泵5关闭，此时光热平板水水交换集热器6里的换热介质随着循环泵5一侧的循环流道回到储热水箱3里来，光热平板水水交换集热器6内的集热器换热流道1又回到空的状态；当天上的云朵飘过去，天空又出现阳光照射，此时循环泵5再次启动，直至没有太阳，光热平板水水交换集热器6又回到空的状态，等待第二天的太阳出现；由于换热循环泵是与光伏电池板直接相连，天空多云转晴，光伏发电板4光电转换继续，循环泵5继续供电，循环泵5打开，光热平板水水交换集热器6与集热器换热流道1进入正常换热状态，当循环泵5打开后，循环泵5将储热水箱3内部的水源通过连接管道注入至光热平板水水交换集热器6内的集热器换热流道1内，通过加热后，通过换热后热出水管道2流回储热水箱3内，在使用中，通过冷热水进出双向管7将热水排出，在后期对储热水泵3补充水源时，通过冷热水进出双向管7进行补水。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，包括储热水箱（3），其特征在于：所述储热水箱（3）的顶部设置有光热平板水水交换集热器（6），所述储热水箱（3）一端顶部与光热平板水水交换集热器（6）之间连接有换热后热出水管道（2），所述储热水箱（3）的另一端与光热平板水水交换集热器（6）的侧边连接有构成循环流道的连接管，其中连接管上安装有循环泵（5）。
2.根据权利要求1所述的一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，其特征在于：所述储热水箱（3）的表面安装有光伏发电板（4），所述光伏发电板（4）与循环泵（5）电连接。
3.根据权利要求1所述的一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，其特征在于：所述储热水箱（3）的一端底部安装有开口向下的冷热水进出双向管（7）。
4.根据权利要求1所述的一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，其特征在于：所述光热平板水水交换集热器（6）的内部设置有多个集热器换热流道（1），所述集热器换热流道（1）为中空的圆柱体结构。
5.根据权利要求4所述的一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，其特征在于：所述光热平板水水交换集热器（6）呈倾斜式放置。
6.根据权利要求1所述的一种低温环境的单体系统平板太阳能水水交换集热器，其特征在于：所述储热水箱（3）的一端顶部安装有储热水箱进出气溢水管（8），所述光热平板水水交换集热器（6）另一端顶部顶部安装有集热器进出气管（9）。
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CN111649494A (zh) * 2020-06-02 2020-09-11 安徽臻晟新能源有限公司 一种会看天气的平板太阳能光热集热器

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