CN111351230A - 一种模块式建筑一体化太阳能 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于太阳能热水器技术领域，具体为一种模块式建筑一体化太阳能，包括水箱、集热器和控制箱，所述水箱、集热器分别设置在室内和室外，所述集热器安装在室外屋顶、墙壁或者阳台上，所述水箱和集热器之间分体设计，所述集热器设定不少于一个，所述集热器之间通过连接管连通，所述集热器之间组成集热单元，所述集热单元上连接出液管和进液管，通过水箱、集热器之间分体设置，有效利用空间，且外部设备减少，维修方便，采用热交换流体作为水加热物体，避免水从集热器内流动造成的水体污染情况；通过电加热设备的配合使用，光能加热和电能电热相结合，能够保证热水的正常供应；通过集热器与建筑物结合，整体性较好。

Description

一种模块式建筑一体化太阳能
技术领域
本发明涉及太阳能热水器技术领域，具体为一种模块式建筑一体化太阳能。
背景技术
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。
原有的太阳能热水器通常直接安装在室外，且水箱和集热器连在一体，这样占用空间大，对建筑造成破坏，且不能够组合，整体性不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块式建筑一体化太阳能，以解决上述背景技术中提出的原有的太阳能热水器通常直接安装在室外，且水箱和集热器连在一体，这样占用空间大，对建筑造成破坏，且不能够组合，整体性不佳的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块式建筑一体化太阳能，包括水箱、集热器和控制箱，所述水箱、集热器分别设置在室内和室外，所述集热器安装在室外屋顶、墙壁或者阳台上，所述水箱和集热器之间分体设计，所述集热器设定不少于一个，所述集热器之间通过连接管连通，所述集热器之间组成集热单元，所述集热单元上连接出液管和进液管，所述水箱的内部设置有换热器，所述集热器、出液管、换热器和进液管内填充热交换流体，所述换热器的两端分别与出液管、进液管连通，所述出液管的管路上设置有泄压阀、压力表和排气阀，所述进液管的管路上设置有循环泵和膨胀罐，所述水箱的侧壁上连接有电加热设备，所述电加热设备延伸至水箱的内部，所述水箱的上下端分别连接有热水输出管、冷水输入管，所述控制箱的输出控制端与电加热设备、循环泵电性连接，所述控制箱控制电加热设备对水箱内部的水加热，所述控制箱控制循环泵对集热器、出液管、换热器和进液管内的热交换流体驱动流动。
优选的，所述连接管为波纹状可调角度的连接管。
优选的，所述集热器包括外箱体，所述外箱体的前部呈开口状，所述外箱体的前部开口处嵌入有透明面板，所述外箱体的内部设置有集热管，所述外箱体的上端和右侧壁上分别连接有出水接头和进水接头，所述外箱体的后侧壁上下端均设置有预埋板。
优选的，所述集热管呈回旋状。
优选的，所述外箱体的内部后侧和边缘处均嵌入有保温层，所述保温层为橡胶保温层，所述集热管位于保温层的前侧。
优选的，所述出液管和进液管均为双层保温管道。
优选的，所述换热器呈螺旋状的管状，所述换热器、加热设备与水箱侧壁的连接处均设置有密封圈。
优选的，还包括温度检测传感器，所述温度检测传感器安装在水箱的内部，所述温度检测传感器的输出端与控制箱电性连接。
优选的，所述水箱的侧壁上安装有分散装置，所述分散装置位于电加热设备的上侧，所述分散装置包括驱动电机和安装在驱动电机输出轴上的分散叶轮，所述控制箱与驱动电机电性连接，所述驱动电机通过电机支架安装在水箱的侧壁上，所述分散叶轮位于水箱的内腔。
优选的，所述电加热设备的加热端为螺旋状或者弯折状。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过水箱、集热器之间分体设置，有效利用空间，且外部设备减少，维修方便，采用热交换流体作为水加热物体，避免水从集热器内流动造成的水体污染情况；
2)通过电加热设备的配合使用，光能加热和电能电热相结合，能够保证热水的正常供应；
3)通过集热器与建筑物结合，整体性较好。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明集热器的结构示意图；
图3为本发明集热器的右视结构示意图；
图4为本发明分散装置的结构示意图；
图5为本发明电加热设备螺旋状加热端的结构示意图；
图6为本发明电加热设备弯折状加热端的结构示意图。
图中：1水箱、2连接管、3集热器、31外箱体、32集热管、33出水接头、34进水接头、35预埋板、4控制箱、5出液管、6排气阀、7换热器、8泄压阀、9压力表、10进液管、11循环泵、12膨胀罐、13冷水输入管、14热水输出管、15电加热设备、16分散装置、161驱动电机、162分散叶轮。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种模块式建筑一体化太阳能，包括水箱1、集热器3和控制箱4，水箱1、集热器3分别设置在室内和室外，集热器3安装在室外屋顶、墙壁或者阳台上；
根据使用的需求，将集热器3安装在室外屋顶、墙壁或者阳台上，安装在屋顶上，要做好防漏措施，安装在墙壁或者阳台上，要做好防掉落的措施，集热器3包括预埋在建筑上的组件，方便后续的安装；
水箱1和集热器3之间分体设计，集热器3设定不少于一个，集热器3之间通过连接管2连通；
集热器3之间通过连接管2串联，使得多个集热器3之间能够串联同时使用，根据使用的需求，串联越多的集热器3，则能够接收更多的阳光，从而保证了热水的正常供应和使用；
集热器3之间组成集热单元，集热单元上连接出液管5和进液管10；
出液管5和进液管10用于热交换流体循环流动使用，出液管5和进液管10分别用于将热交换流体输出和回流作用；
水箱1的内部设置有换热器7，集热器3、出液管5、换热器7和进液管10内填充热交换流体，热交换流体采用经过化学处理的软化水，换热器7的两端分别与出液管5、进液管10连通，出液管5的管路上设置有泄压阀8、压力表9和排气阀6，为了提高换热器7的换热效果，采用换热器7的外壁上均匀设置热交换翅片，通过热交换翅片的设置，换热器7与水的间接接触面积增大，换热器7内部热交换流体的热量能够通过热交换翅片快速的传输到水箱1的内部冷水中；
泄压阀8用于对出液管5的管路泄压，压力表9用于对出液管5的管路内部压力检测，排气阀6用于对出液管5的管路排出空气；
进液管10的管路上设置有循环泵11和膨胀罐12；
循环泵11通电后，通过进液管10、出液管5对集热器3、换热器7内的热交换流体循环流动；
水箱1的侧壁上连接有电加热设备15，电加热设备15延伸至水箱1的内部；
电加热设备15通电后将电能转换为热能(现有技术，如电阻加热的方式，此处不做赘述)，热能对水箱1内的水加热，当外部的集热器3集热效果达不到使用的需求时，电加热设备15能够起到辅助加热的作用；
水箱1的上下端分别连接有热水输出管14、冷水输入管13；
冷水输入管13用于对水箱1供水，进入水箱1内的冷水受到换热器7的加热或者换热器7和电加热设备15的加热，使得进入水箱1内的冷水受热为热水，且由于热胀冷缩的缘故，热水在水箱1内上浮并通过热水输出管14输出到使用的位置；
控制箱4的输出控制端与电加热设备15、循环泵11电性连接，控制箱4控制电加热设备15对水箱1内部的水加热，控制箱4控制循环泵11对集热器3、出液管5、换热器7和进液管10内的热交换流体驱动流动。
进一步地，连接管2为波纹状可调角度的连接管，通过波纹状的设计方式，使得连接管2的弯曲角度可以调节，方便连接使用。
进一步地，集热器3包括外箱体31，外箱体31的前部呈开口状，外箱体31的前部开口处嵌入有透明面板，外箱体31的内部设置有集热管32，外箱体31的上端和右侧壁上分别连接有出水接头33和进水接头34，外箱体31的后侧壁上下端均设置有预埋板35。
出水接头33和进水接头34用于集热器3之间的串联连接使用，或者用于与出液管5和进液管10连接，集热管32透过透明面板接收光能，将光照的热能吸收到热交换流体内，热量随着热交换流体流动；
进一步地，集热管32呈回旋状，提高集热管32的分布密度，从而提高热交换效果。
进一步地，外箱体31的内部后侧和边缘处均嵌入有保温层，保温层为橡胶保温层，集热管32位于保温层的前侧，减少热量在外箱体31内部散失。
进一步地，出液管5和进液管10均为双层保温管道，减少热量在传输过程中的散失量。
进一步地，换热器7呈螺旋状的管状，换热器7、加热设备15与水箱1侧壁的连接处均设置有密封圈，避免出现漏水的情况。
进一步地，还包括温度检测传感器，温度检测传感器安装在水箱1的内部，温度检测传感器的输出端与控制箱4电性连接，通过温度检测传感器的设置，作为加热调控的依据。
进一步地，水箱1的侧壁上安装有分散装置16，所述分散装置16位于电加热设备15的上侧，所述分散装置16包括驱动电机161和安装在驱动电机161输出轴上的分散叶轮162，所述控制箱4与驱动电机161电性连接，所述驱动电机161通过电机支架安装在水箱1的侧壁上，所述分散叶轮162位于水箱1的内腔。
进一步地，电加热设备15的加热端为螺旋状或者弯折状。
工作原理：将集热器3铺设在屋顶、墙壁或者阳台上，预埋板35预埋在屋顶、墙壁或者阳台内，预埋板35上预设螺钉，之后，通过螺钉与外箱体31连接，从而将集热器3固定在屋顶、墙壁或者阳台上，将水箱1固定安装在室内；
循环泵11的抽吸作用，使得集热器3、出液管5、换热器7、进液管10内的热交换流体循环流动，集热器3在室外接收阳光，受到阳光照射热交换流体将热量吸收，受热的热交换流体随着流动进入换热器7内并将换热器7内冷的热交换流体挤出，受热的热交换流体于水箱1内的冷水热交换，对水箱1内的冷水加热且热交换流体冷却并回流至集热器3内，如此往复；
温度检测传感器对水箱1内的温度实时监测，对控制箱4设定温度值域，当温度检测传感器监测的温度值达不到设定的温度值域时，控制箱4控制电加热设备15开启加热，使得水箱1内的冷水受热，从而达到使用的需求。
驱动电机161驱动分散叶轮162转动，转动的分散叶轮162对水箱1内的水搅动，使得内部的水受热均匀；
螺旋状或者弯折状电加热设备15的加热端加热面积较大，能够快速加热。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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 (10)

1.一种模块式建筑一体化太阳能，包括水箱(1)、集热器(3)和控制箱(4)，其特征在于：所述水箱(1)、集热器(3)分别设置在室内和室外，所述集热器(3)安装在室外屋顶、墙壁或者阳台上，所述水箱(1)和集热器(3)之间分体设计，所述集热器(3)设定不少于一个，所述集热器(3)之间通过连接管(2)连通，所述集热器(3)之间组成集热单元，所述集热单元上连接出液管(5)和进液管(10)，所述水箱(1)的内部设置有换热器(7)，所述集热器(3)、出液管(5)、换热器(7)和进液管(10)内填充热交换流体，所述换热器(7)的两端分别与出液管(5)、进液管(10)连通，所述出液管(5)的管路上设置有泄压阀(8)、压力表(9)和排气阀(6)，所述进液管(10)的管路上设置有循环泵(11)和膨胀罐(12)，所述水箱(1)的侧壁上连接有电加热设备(15)，所述电加热设备(15)延伸至水箱(1)的内部，所述水箱(1)的上下端分别连接有热水输出管(14)、冷水输入管(13)，所述控制箱(4)的输出控制端与电加热设备(15)、循环泵(11)电性连接，所述控制箱(4)控制电加热设备(15)对水箱(1)内部的水加热，所述控制箱(4)控制循环泵(11)对集热器(3)、出液管(5)、换热器(7)和进液管(10)内的热交换流体驱动流动。
2.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述连接管(2)为波纹状可调角度的连接管。
3.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述集热器(3)包括外箱体(31)，所述外箱体(31)的前部呈开口状，所述外箱体(31)的前部开口处嵌入有透明面板，所述外箱体(31)的内部设置有集热管(32)，所述外箱体(31)的上端和右侧壁上分别连接有出水接头(33)和进水接头(34)，所述外箱体(31)的后侧壁上下端均设置有预埋板(35)。
4.根据权利要求3所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述集热管(32)呈回旋状。
5.根据权利要求3所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述外箱体(31)的内部后侧和边缘处均嵌入有保温层，所述保温层为橡胶保温层，所述集热管(32)位于保温层的前侧。
6.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述出液管(5)和进液管(10)均为双层保温管道。
7.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述换热器(7)呈螺旋状的管状，所述换热器(7)、加热设备(15)与水箱(1)侧壁的连接处均设置有密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：还包括温度检测传感器，所述温度检测传感器安装在水箱(1)的内部，所述温度检测传感器的输出端与控制箱(4)电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述水箱(1)的侧壁上安装有分散装置(16)，所述分散装置(16)位于电加热设备(15)的上侧，所述分散装置(16)包括驱动电机(161)和安装在驱动电机(161)输出轴上的分散叶轮(162)，所述控制箱(4)与驱动电机(161)电性连接，所述驱动电机(161)通过电机支架安装在水箱(1)的侧壁上，所述分散叶轮(162)位于水箱(1)的内腔。
10.根据权利要求1所述的一种模块式建筑一体化太阳能，其特征在于：所述电加热设备(15)的加热端为螺旋状或者弯折状。
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