CN111121306A - 一种集成式热太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及集成式太阳能热水器，包括外框及设置于外框内部的传热装置和水箱组件；所述水箱组件包括若干自上而下横向固定排列的水箱，冷水通过管路分别接入除顶部水箱外的其他水箱，热水自水箱另一侧流出汇集后流入顶部水箱，并由顶部水箱另一侧的热水出口流出；所述传热装置包括顶部设置的换热管，换热管下方竖向平行固定有若干金属传热管，金属传热管顶部伸入换热管内腔；换热管外侧套接有集热管固定架，集热管固定架下方竖向一排固定有若干集热玻璃管，金属传热管伸入集热玻璃管内；所述换热管侧方设置有导热介质入口，换热管另一侧通过介质循环管道分别穿过每个水箱后与循环水泵的入口端连通，循环水泵的出口端与导热介质入口连通。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能水加热装置领域，特别是一种集成式太阳能热水器。
背景技术
在倡导节能环保的今天,太阳能热水器越来越多的被应用于生活中, 太阳能热水器的基本工作原理是通过太阳能集热装置获取热能，进而加热水箱内的水，目前市面上很多太阳能集热管都是通过架子安装于屋顶上，这存在很多弊端，首先屋顶面积有限，满足不了所有人的需求，现在高层建筑很多，住在低层的住户距离楼顶太远，在热量传输过程中容易造成热量损失，还有就是集热管式的太阳能热水器容易产生水垢，从而影响热传递；市面上也有人采用壁挂式太阳能集热装置，将集热装置置于阳台外侧，将水箱置于户内，通过集热装置上的集热板吸收热量传递至装有热传递介质的铜管，进而加热水箱内的水，该结构影响楼梯外观美感，且水箱与集热装置分离设置，水箱占用空间较大，经过长时间的使用，集热装置容易脱落而造成事故，而且该结构对于高楼层而言在后期维护及维修时极不方便，维修人员需要置身于户外进行更换集热装置内部零部件，危险系数很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何节约太阳能热水器外部安装空间且能够提高换热效率的问题，本发明提供的技术方案就是将太阳能热水系统模块化，即将水箱分解为若干小型水箱，并与集热管集成为一体，直接并入建筑物整体设计中，并采用主动驱动热传导的工作方式可有效提高集热效率，使得太阳能热水器不需要很大面积的情况下还能够产生很大的集热效率。
为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：本发明所述一种集成式太阳能热水器包括外框及设置于外框内部的传热装置和水箱组件；所述外框的前侧设置有透明挡板，后侧可拆卸的固定连接有密封板；所述水箱组件包括若干自上而下横向固定排列的水箱，冷水通过管路分别接入除顶部水箱外的其他水箱，热水自水箱另一侧流出汇集后流入顶部水箱，并由顶部水箱另一侧的热水出口流出；所述传热装置包括顶部设置的换热管，换热管下方竖向平行固定有若干金属传热管，金属传热管顶部伸入换热管内腔；换热管外侧套接有集热管固定架，集热管固定架下方竖向一排固定有若干集热玻璃管，金属传热管伸入集热玻璃管内；所述换热管侧方设置有导热介质入口，换热管另一侧通过介质循环管道分别穿过每个水箱后与循环水泵的入口端连通，循环水泵的出口端与导热介质入口连通。
所述水箱的两侧分别为纵向设置的冷水端汇流管和热水端汇流管，冷水端汇流管分别通过若干冷水支管将除最顶端水箱外的其它水箱并联，热水端汇流管分别通过若干热水支管将所有水箱并联，最顶部水箱的侧方固定连接有与最顶部水箱连通的热水出口；所述冷水入口与冷水端汇流管连通。
所述外框与建筑物的实体框架固定连接。
所述传热装置的管路内充满导热介质，集热玻璃管收集热量后通过金属传热管将热量传递至换热管内腔，并加热导热介质；所述循环水泵串联于介质循环管道上，用于迫使导热介质流动将热量传递至每个水箱内，加热水箱内部的水。
所述水箱的热水出口的管路上设置T2温度检测传感器，传热装置的导热介质出口上设置有T1温度检测传感器，所述循环水泵上设置控制器，控制器通过接收T1温度检测传感器及T2温度检测传感器的反馈信号来控制循环水泵工作。
所述控制器计算T1温度检测传感器与T2温度检测传感器采集温度信号的差值△T，将差值△T与控制器内设定的预设温度信号值T3作比较，当△T大于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵工作，循环水泵开始工作后将迫使介质循环管道内充满的导热介质流动，将热量传递至水箱内，当△T小于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵停止工作，换热过程结束。
所述循环水泵出口的介质循环管道上并联有膨胀罐，当室外空气变化引起介质循环管道内导热介质体积发生变化时，用于缓冲体积变化对介质循环管道的影响。
本发明的积极效果：本发明所述一种集成式太阳能热水器通过将热水器的框架与建筑物阳台集成为一体，框架内集成传热装置和水箱组件，将传统壁挂式水箱分解为若干个小水箱内置于封装框架内，节省了阳台的空间，提高了建筑物整体美感；在封装框架内侧可拆卸的固定连接有透明玻璃或挡板，当遇到需要维修或更换零部件时，可从阳台内部进行维修，提高了维修的安全系数；通过循环水泵串联接入导热介质传热系统，采用同程同压的方式主动驱动导热介质流动，提高整个集热集成单元内部的热传导效率，使得集热时间大大缩短。在实际运用过程中，本系统不仅可以装配于阳台，同时也可以集成安装在阳光照射到的各种墙体或者屋顶，与房屋完美的结合为一体，降低房屋成本的同时还能实现美观的体现。同时，采用集热玻璃管内置金属传热管的方式传递热量，集热玻璃管内部不需要放置任何介质，还能够大大降低集热管冬季使用时由于集热管内部介质上冻而引起的设备故障率，有效的提高了整个设备的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的水路结构示意图；
图4是内部管路的结构示意图；
图5是管路分解的结构示意图；
图6是导热装置的结构示意图。
图中， 1外框、2 集热管固定架、3顶部热水支管、4导热介质入口、5导热介质出口、6热水端汇流管、7热水支管、8水箱、9集热玻璃管、10冷水支管、11冷水端汇流管、12冷水入口、13热水出口、14介质循环管道、15换热管、16金属传热管。
具体实施方式
如图1至图6所示，本发明所述一种集成式太阳能热水器包括外框及设置于外框内部的传热装置和水箱组件；所述外框的前侧设置有透明挡板，后侧可拆卸的固定连接有密封板；所述水箱组件包括若干自上而下横向固定排列的水箱，冷水通过管路分别接入除顶部水箱外的其他水箱，热水自水箱另一侧流出汇集后流入顶部水箱，并由顶部水箱另一侧的热水出口流出；所述传热装置包括顶部设置的换热管，换热管下方竖向平行固定有若干金属传热管，金属传热管顶部伸入换热管内腔；换热管外侧套接有集热管固定架，集热管固定架下方竖向一排固定有若干集热玻璃管，金属传热管伸入集热玻璃管内；所述换热管侧方设置有导热介质入口，换热管另一侧通过介质循环管道分别穿过每个水箱后与循环水泵的入口端连通，循环水泵的出口端与导热介质入口连通。
所述水箱的两侧分别为纵向设置的冷水端汇流管和热水端汇流管，冷水端汇流管分别通过若干冷水支管将除最顶端水箱外的其它水箱并联，热水端汇流管分别通过若干热水支管将所有水箱并联，最顶部水箱的侧方固定连接有与最顶部水箱连通的热水出口；所述冷水入口与冷水端汇流管连通。
所述外框与建筑物的实体框架固定连接。
所述传热装置的管路内充满导热介质，集热玻璃管收集热量后通过金属传热管将热量传递至换热管内腔，并加热导热介质；所述循环水泵串联于介质循环管道上，用于迫使导热介质流动将热量传递至每个水箱内，加热水箱内部的水。
所述水箱的热水出口的管路上设置T2温度检测传感器，传热装置的导热介质出口上设置有T1温度检测传感器，所述循环水泵上设置控制器，控制器通过接收T1温度检测传感器及T2温度检测传感器的反馈信号来控制循环水泵工作。
所述控制器计算T1温度检测传感器与T2温度检测传感器采集温度信号的差值△T，将差值△T与控制器内设定的预设温度信号值T3作比较，当△T大于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵工作，循环水泵开始工作后将迫使介质循环管道内充满的导热介质流动，将热量传递至水箱内，当△T小于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵停止工作，换热过程结束。
所述循环水泵出口的介质循环管道上并联有膨胀罐，当室外空气变化引起介质循环管道内导热介质体积发生变化时，用于缓冲体积变化对介质循环管道的影响。
上面所述的只是用图解说明本发明相关的一种集成式太阳能热水器的一些功能结构原理，由于对相同技术领域的技术人员来说很容易在此基础上进行若干的修改，因此本说明书并非要将本发明所述的一种集成式太阳能热水器局限在所示或者所述的具体机构及适用范围内，故凡是可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明专利的保护范围。
Claims (8)
1.一种集成式太阳能热水器，其特征在于：包括外框及设置于外框内部的传热装置和水箱组件；所述水箱组件包括若干自上而下横向固定排列的水箱，冷水通过管路分别接入除顶部水箱外的其他水箱，热水自水箱另一侧流出汇集后流入顶部水箱，并由顶部水箱另一侧的热水出口流出；所述传热装置包括顶部设置的换热管，换热管下方竖向平行固定有若干金属传热管，金属传热管顶部伸入换热管内腔；换热管外侧套接有集热管固定架，集热管固定架下方竖向一排固定有若干集热玻璃管，金属传热管伸入集热玻璃管内；所述换热管侧方设置有导热介质入口，换热管另一侧通过介质循环管道分别穿过每个水箱后与循环水泵的入口端连通，循环水泵的出口端与导热介质入口连通。
2.根据权利要求1所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述水箱的两侧分别为纵向设置的冷水端汇流管和热水端汇流管，冷水端汇流管分别通过若干冷水支管将除最顶端水箱外的其它水箱并联，热水端汇流管分别通过若干热水支管将所有水箱并联，最顶部水箱的侧方固定连接有与最顶部水箱连通的热水出口；所述冷水入口与冷水端汇流管连通。
3.根据权利要求1所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述传热装置的管路内充满导热介质，集热玻璃管收集热量后通过金属传热管将热量传递至换热管内腔，并加热导热介质；所述循环水泵串联于介质循环管道上，用于迫使导热介质流动将热量传递至每个水箱内，加热水箱内部的水。
4.根据权利要求1所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述水箱的热水出口的管路上设置T2温度检测传感器，传热装置的导热介质出口上设置有T1温度检测传感器，所述循环水泵上设置控制器，控制器通过接收T1温度检测传感器及T2温度检测传感器的反馈信号来控制循环水泵工作。
5.根据权利要求4所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述控制器计算T1温度检测传感器与T2温度检测传感器采集温度信号的差值△T，将差值△T与控制器内设定的预设温度信号值T3作比较，当△T大于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵工作，循环水泵开始工作后将迫使介质循环管道内充满的导热介质流动，将热量传递至水箱内，当△T小于预设温度信号值T3时，控制器控制循环水泵停止工作，换热过程结束。
6.根据权利要求1或4所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述循环水泵出口的介质循环管道上并联有膨胀罐，当室外空气变化引起介质循环管道内导热介质体积发生变化时，用于缓冲体积变化对介质循环管道的影响。
7.根据权利要求1所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述外框与建筑物的实体框架固定连接。
8.根据权利要求1所述的集成式太阳能热水器，其特征在于：所述外框的前侧设置有透明挡板，后侧可拆卸的固定连接有密封板。
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| CN201910638356.0A CN111121306A (zh) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | 一种集成式热太阳能热水器 |
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| CN (1) | CN111121306A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112710020A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-27 | 真木农业设备（安徽）有限公司 | 一种新型太阳能采暖系统 |
-
2019
- 2019-07-16 CN CN201910638356.0A patent/CN111121306A/zh active Pending
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