CN113720023A - 储热型太阳能热水装置及控制系统 - Google Patents

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CN113720023A CN202111053754.XA CN202111053754A CN113720023A CN 113720023 A CN113720023 A CN 113720023A CN 202111053754 A CN202111053754 A CN 202111053754A CN 113720023 A CN113720023 A CN 113720023A
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张毅
李运德
张江峰
李继源
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Shandong Nayu Energy Technology Co ltd
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Shenzhen Dushushen Eye Technology Co ltd
Shandong Nayu Energy Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了储热型太阳能热水装置及控制系统，涉及新能源开发技术领域，解决了现有的太阳能热水器容易出现管道结冰的状况，在太阳偏斜时，太阳光的接收能力就会下降，影响热水效果的问题，包括支撑架体；太阳受热组件，太阳受热组件滑动连接在支撑架体的前部；水加热外壳体，水加热外壳体为筒状结构，水加热外壳体设置在室内。本发明有效避免了以往太阳能在使用中管道容易结冰的问题，同时可以通过电加热，保证热水供应，保证使用舒适性，同时可以对太阳能加热件的内外壁进行自动清理，同时将太阳能真空管设置为圆弧状排列保证太阳能真空管能够更好的接收阳光，尤其是太阳偏斜时可以更多的接受太阳的辐射，提高太阳能的利用率。

Description

储热型太阳能热水装置及控制系统
技术领域
本发明涉及新能源开发技术领域，具体为储热型太阳能热水装置及控制系统。
背景技术
太阳能作为一种清洁无污染的洁净能源，受到人们广泛喜爱，太阳能热水器是应用最为广泛的一种太阳能利用方式，现有的太阳能热水装置一般是储水式结构，利用真空管吸收太阳光力的辐射，将辐射转换为热量加热水。但是，现有的太阳能热水器在使用中需要通过管道对水进行输送，而且只有用水时管道内的水才会流动，在寒冷的冬天容易出现管道结冰的状况，同时现有的热水器为直线排列，在太阳偏斜时，太阳光的接收能力就会下降，影响热水效果；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了储热型太阳能热水装置及控制系统。
发明内容
本发明的目的在于提供储热型太阳能热水装置及控制系统，以解决上述背景技术中提出的现有的太阳能热水器在使用中需要通过管道对水进行输送，而且只有用水时管道内的水才会流动，在寒冷的冬天容易出现管道结冰的状况，同时现有的热水器为直线排列，在太阳偏斜时，太阳光的接收能力就会下降，影响热水效果的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：储热型太阳能热水装置及控制系统，包括支撑架体；
太阳受热组件，所述太阳受热组件滑动连接在支撑架体的前部；
水加热外壳体，所述水加热外壳体为筒状结构，水加热外壳体设置在室内；
清理驱动件，所述清理驱动件固定连接在水加热外壳体的左端面；
清洁件，所述清洁件组件共设置有素四对，四对清洁件设置在水加热外壳体的内部；
清洁驱动机构，所述清洁驱动机构设置在水加热外壳体的左侧内部，清理驱动件通过清洁驱动机构带动清洁件清理；
太阳能加热件，所述太阳能加热件设置在水加热外壳体的内部，太阳能加热件通过管道与太阳受热组件相连接。
优选的，所述支撑架体还包括有：
导向滑轨，导向滑轨设置在支撑架体的前端面，导向滑轨为弧形结构，太阳受热组件通过导向滑轨与滑动连接。
优选的，所述太阳受热组件还包括有：
低温仓，低温仓位于太阳受热组件的顶部内侧，低温仓通过管道与太阳能加热件的回液管连通；
高温仓，高温仓位于太阳受热组件的上部内侧，且高温仓位于低温仓的正下方，高温仓通过管道与太阳能加热件的进液管相连通，且管道上设置有循环泵；
太阳能真空管，太阳能真空管均匀排布在太阳受热组件的前端面下部，太阳能真空管位于高温仓的正下方，太阳能真空管为双层结构，且太阳能真空管的底部的内外管之间为相互连通的，太阳能真空管内管的顶部与低温仓相连通，太阳能真空管外管的顶部与高温仓相连通，低温仓、高温仓、太阳能真空管、太阳能加热件内部流动有加热油。
优选的，所述太阳能真空管为呈圆弧状排列。
优选的，所述太阳能加热件为双螺旋结构。
优选的，所述清洁驱动机构还包括有：
驱动齿圈，驱动齿圈固定连接在水加热外壳体的左端面内侧；
旋转座，旋转座转动连接在水加热外壳体的左侧内部，旋转座为十字形结构，清理驱动件的转轴与旋转座同轴固定连接，每对清洁件分别转动连接在旋转座的一组悬臂上，两组清洁件分别与太阳能加热件的内壁和外壁相接触；
从动齿轮，从动齿轮同轴固定连接在内侧一组清洁件的端面，从动齿轮与驱动齿圈啮合共同构成齿轮传动机构。
优选的，所述清洁驱动机构还包括有：
同步带轮，同步带轮同轴固定连接在清洁件的左端面，每对清洁件的同步带轮之间通过传动皮带传动连接共同构成传动皮带传动机构。
优选的，储热型太阳能热水装置的控制系统包括有：加热控制系统、辅热控制系统、水位控制系统；
加热控制系统还包括有：
加热主控模块，加热主控模块位于控制组件内部；
液温感应件，液温感应件为温度传感器，液温感应件设置在高温仓内部，液温感应件与加热主控模块电性连接；
水温感应件，水温感应件为温度传感器，温度传感器设置在水加热外壳体的内部，水温感应件与加热主控模块电性连接；
循环泵，循环泵与加热主控模块电性连接。
优选的，所述辅热控制系统还包括有：
辅热控制模块，辅热控制模块设置在控制组件内部，辅热控制模块与加热主控模块电性连接；
电加热件，电加热件设置在水加热外壳体右侧内部，电加热件与辅热控制模块相连接。
优选的，所述水位控制系统还包括有：
水位控制模块，水位控制模块设置在控制组件内部；
水位感应件，水位感应件设置在水加热外壳体的内部，水位感应件与水位控制模块电性连接；
上水泵，上水泵位于水加热外壳体进水管上，上水泵与水位控制模块电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明使用时，液温感应件对高温仓内的液温进行感应，并将电信号传递到加热主控模块内部，水温感应件对水加热外壳体内的水温进行感应，并将电信号传递到加热主控模块内部，加热主控模块通过液温与水温之间的温差对循环泵的工作状态进行控制，当太阳能加热件的加热能力不足时，辅热控制模块控制电加热件对水加热外壳体内水进行辅助加热，保证热水供应；水位感应件对水加热外壳体内的水位进行检测并将电信号传递到水位控制模块，通过水位控制模块控制上水泵的工作，实现对水加热外壳体内水位的控制。
本发明使用时，太阳能真空管接收到阳光中的辐射，对太阳能真空管外管内的加热油进行加热，加热后的加热油汇集在高温仓内，在循环泵的作用下，高温加热油被输送到太阳能加热件内部，通过太阳能加热件对水加热外壳体内的水进行加热，太阳能加热件内的加热油回流到低温仓内，低温仓内的加热油通过太阳能真空管内管流动到太阳能真空管的外管中，形成循环，通过加热油作为加热介质将太阳能真空管吸收的辐射传递给水加热外壳体的水，对水进行加热。
本发明使用时，清理驱动件带动旋转座旋转，旋转座带动四对清洁件旋转，同时从动齿轮在驱动齿圈的外侧滚动，在从动齿轮与驱动齿圈啮合共同构成的齿轮传动机构带动内侧的一组清洁件旋转，内侧的一组清洁件通过由两组同步带轮之间共同构成的传动皮带传动机构带动清洁件旋转，通过两组清洁件的旋转对太阳能加热件的内外壁进行清洁，有效避免水垢堆积，提高换热效率。
本发明通过太阳能对加热油进行加热，然后通过加热油对水进行加热，水加热装置位于室内，有效避免了以往太阳能在使用中管道容易结冰的问题，同时可以通过电加热，保证热水供应，保证使用舒适性，同时可以对太阳能加热件的内外壁进行自动清理，有效避免水垢堆积，保证太阳能加热件的换热效率，同时将太阳能真空管设置为圆弧状排列保证太阳能真空管能够更好的接收阳光，尤其是太阳偏斜时可以更多的接受太阳的辐射，提高太阳能的利用率。
附图说明
图1为本发明的轴侧结构示意图；
图2为本发明的太阳受热组件剖视结构示意图；
图3为本发明的太阳能真空管轴侧结构示意图；
图4为本发明的水加热外壳体剖视结构示意图；
图5为本发明的水加热外壳体内部轴侧结构示意图；
图6为本发明的清洁件安装轴侧结构示意图；
图7为本发明的清洁件传动轴侧结构示意图；
图8为本发明的控制系统结构示意图；
图中：1、支撑架体；101、导向滑轨；2、太阳受热组件；201、低温仓；202、高温仓；203、太阳能真空管；3、水加热外壳体；301、驱动齿圈；302、电加热件；4、太阳能加热件；5、清理驱动件；6、旋转座；7、清洁件；701、从动齿轮；702、同步带轮。
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。
请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：储热型太阳能热水装置及控制系统，包括支撑架体1；
太阳受热组件2，太阳受热组件2滑动连接在支撑架体1的前部；进一步，太阳受热组件2还包括有：低温仓201，低温仓201位于太阳受热组件2的顶部内侧，低温仓201通过管道与太阳能加热件4的回液管连通；高温仓202，高温仓202位于太阳受热组件2的上部内侧，且高温仓202位于低温仓201的正下方，高温仓202通过管道与太阳能加热件4的进液管相连通，且管道上设置有循环泵；太阳能真空管203，太阳能真空管203均匀排布在太阳受热组件2的前端面下部，太阳能真空管203位于高温仓202的正下方，太阳能真空管203为双层结构，且太阳能真空管203的底部的内外管之间为相互连通的，太阳能真空管203内管的顶部与低温仓201相连通，太阳能真空管203外管的顶部与高温仓202相连通，低温仓201、高温仓202、太阳能真空管203、太阳能加热件4内部流动有加热油，在使用中，太阳能真空管203接收到阳光中的辐射，对太阳能真空管203外管内的加热油进行加热，加热后的加热油汇集在高温仓202内，在循环泵的作用下，高温加热油被输送到太阳能加热件4内部，通过太阳能加热件4对水加热外壳体3内的水进行加热，太阳能加热件4内的加热油回流到低温仓201内，低温仓201内的加热油通过太阳能真空管203内管流动到太阳能真空管203的外管中，形成循环，通过加热油作为加热介质将太阳能真空管203吸收的辐射传递给水加热外壳体3的水，对水进行加热；太阳能真空管203为呈圆弧状排列，在使用中，通过太阳能真空管203的圆弧状排列保证太阳能真空管203能够更好的接收阳光，尤其是太阳偏斜时可以更多的接受太阳的辐射。
水加热外壳体3，水加热外壳体3为筒状结构，水加热外壳体3设置在室内；
清理驱动件5，清理驱动件5固定连接在水加热外壳体3的左端面；
清洁件7，清洁件7组件共设置有素四对，四对清洁件7设置在水加热外壳体3的内部；
清洁驱动机构，清洁驱动机构设置在水加热外壳体3的左侧内部，清理驱动件5通过清洁驱动机构带动清洁件7清理；进一步，清洁驱动机构还包括有：驱动齿圈301，驱动齿圈301固定连接在水加热外壳体3的左端面内侧；旋转座6，旋转座6转动连接在水加热外壳体3的左侧内部，旋转座6为十字形结构，清理驱动件5的转轴与旋转座6同轴固定连接，每对清洁件7分别转动连接在旋转座6的一组悬臂上，两组清洁件7分别与太阳能加热件4的内壁和外壁相接触；从动齿轮701，从动齿轮701同轴固定连接在内侧一组清洁件7的端面，从动齿轮701与驱动齿圈301啮合共同构成齿轮传动机构，在使用中，清理驱动件5带动旋转座6旋转，旋转座6带动四对清洁件7旋转，同时从动齿轮701在驱动齿圈301的外侧滚动，在从动齿轮701与驱动齿圈301啮合共同构成的齿轮传动机构带动内侧的一组清洁件7旋转；同步带轮702，同步带轮702同轴固定连接在清洁件7的左端面，每对清洁件7的同步带轮702之间通过传动皮带传动连接共同构成传动皮带传动机构，在使用中，当内侧的一组清洁件7旋转，内侧的一组清洁件7通过由两组同步带轮702之间共同构成的传动皮带传动机构带动清洁件7旋转，通过两组清洁件7的旋转对太阳能加热件4的内外壁进行清洁，有效避免水垢堆积，提高换热效率。
太阳能加热件4，太阳能加热件4设置在水加热外壳体3的内部，太阳能加热件4通过管道与太阳受热组件2相连接。
进一步，支撑架体1还包括有：
导向滑轨101，导向滑轨101设置在支撑架体1的前端面，导向滑轨101为弧形结构，太阳受热组件2通过导向滑轨101与滑动连接，在使用中，通过导向滑轨101为太阳受热组件2导向，同时通过太阳受热组件2的滑动调节受热面的朝向。
进一步，太阳能加热件4为双螺旋结构，在使用中通过太阳能加热件4的双螺旋结构增加人交换面积，提高加热效率。
储热型太阳能热水装置的控制系统包括有：加热控制系统、辅热控制系统、水位控制系统；加热控制系统还包括有：加热主控模块，加热主控模块位于控制组件内部；液温感应件，液温感应件为温度传感器，液温感应件设置在高温仓202内部，液温感应件与加热主控模块电性连接；水温感应件，水温感应件为温度传感器，温度传感器设置在水加热外壳体3的内部，水温感应件与加热主控模块电性连接；循环泵，循环泵与加热主控模块电性连接，在使用中，液温感应件对高温仓202内的液温进行感应，并将电信号传递到加热主控模块内部，水温感应件对水加热外壳体3内的水温进行感应，并电信号传递到加热主控模块内部，加热主控模块通过液温与水温之间的温差对循环泵的工作状态进行控制；辅热控制系统还包括有：辅热控制模块，辅热控制模块设置在控制组件内部，辅热控制模块与加热主控模块电性连接；电加热件302，电加热件302设置在水加热外壳体3右侧内部，电加热件302与辅热控制模块相连接，在使用中，当太阳能加热件4的加热能力不足时，辅热控制模块控制电加热件302对水加热外壳体3内水进行辅助加热，保证热水供应；进一步，水位控制系统还包括有：水位控制模块，水位控制模块设置在控制组件内部；水位感应件，水位感应件设置在水加热外壳体3的内部，水位感应件与水位控制模块电性连接；上水泵，上水泵位于水加热外壳体3进水管上，上水泵与水位控制模块电性连接，在使用中，水位感应件对水加热外壳体3内的水位进行检测并将电信号传递到水位控制模块，通过水位控制模块控制上水泵的工作，实现对水加热外壳体3内水位的控制。
工作原理：使用时，液温感应件对高温仓202内的液温进行感应，并将电信号传递到加热主控模块内部，水温感应件对水加热外壳体3内的水温进行感应，并电信号传递到加热主控模块内部，加热主控模块通过液温与水温之间的温差对循环泵的工作状态进行控制，当太阳能加热件4的加热能力不足时，辅热控制模块控制电加热件302对水加热外壳体3内水进行辅助加热，保证热水供应；水位感应件对水加热外壳体3内的水位进行检测并将电信号传递到水位控制模块，通过水位控制模块控制上水泵的工作，实现对水加热外壳体3内水位的控制。
太阳能真空管203接收到阳光中的辐射，对太阳能真空管203外管内的加热油进行加热，加热后的加热油汇集在高温仓202内，在循环泵的作用下，高温加热油被输送到太阳能加热件4内部，通过太阳能加热件4对水加热外壳体3内的水进行加热，太阳能加热件4内的加热油回流到低温仓201内，低温仓201内的加热油通过太阳能真空管203内管流动到太阳能真空管203的外管中，形成循环，通过加热油作为加热介质将太阳能真空管203吸收的辐射传递给水加热外壳体3的水，对水进行加热。
清理驱动件5带动旋转座6旋转，旋转座6带动四对清洁件7旋转，同时从动齿轮701在驱动齿圈301的外侧滚动，在从动齿轮701与驱动齿圈301啮合共同构成的齿轮传动机构带动内侧的一组清洁件7旋转，内侧的一组清洁件7通过由两组同步带轮702之间共同构成的传动皮带传动机构带动清洁件7旋转，通过两组清洁件7的旋转对太阳能加热件4的内外壁进行清洁，有效避免水垢堆积，提高换热效率。
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。

Claims (10)

1.储热型太阳能热水装置及控制系统，其特征在于：太阳能热水装置包括支撑架体(1)；
太阳受热组件(2)，所述太阳受热组件(2)滑动连接在所述支撑架体(1)的前部；
水加热外壳体(3)，所述水加热外壳体(3)为筒状结构，所述水加热外壳体(3)设置在室内；
清理驱动件(5)，所述清理驱动件(5)固定连接在所述水加热外壳体(3)的左端面；
清洁件(7)，所述清洁件(7)组件共设置有素四对，四对所述清洁件(7)设置在水加热外壳体(3)的内部；
清洁驱动机构，所述清洁驱动机构设置在水加热外壳体(3)的左侧内部，所述清理驱动件(5)通过清洁驱动机构带动清洁件(7)清理；
太阳能加热件(4)，所述太阳能加热件(4)设置在所述水加热外壳体(3)的内部，太阳能加热件(4)通过管道与太阳受热组件(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述支撑架体(1)还包括有：
导向滑轨(101)，导向滑轨(101)设置在支撑架体(1)的前端面，导向滑轨(101)为弧形结构，太阳受热组件(2)通过导向滑轨(101)与滑动连接。
3.根据权利要求1所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述太阳受热组件(2)还包括有：
低温仓(201)，低温仓(201)位于太阳受热组件(2)的顶部内侧，低温仓(201)通过管道与太阳能加热件(4)的回液管连通；
高温仓(202)，高温仓(202)位于太阳受热组件(2)的上部内侧，且高温仓(202)位于低温仓(201)的正下方，高温仓(202)通过管道与太阳能加热件(4)的进液管相连通，且管道上设置有循环泵；
太阳能真空管(203)，太阳能真空管(203)均匀排布在太阳受热组件(2)的前端面下部，太阳能真空管(203)位于高温仓(202)的正下方，太阳能真空管(203)为双层结构，且太阳能真空管(203)的底部的内外管之间为相互连通的，太阳能真空管(203)内管的顶部与低温仓(201)相连通，太阳能真空管(203)外管的顶部与高温仓(202)相连通，低温仓(201)、高温仓(202)、太阳能真空管(203)、太阳能加热件(4)内部流动有加热油。
4.根据权利要求3所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述太阳能真空管(203)为呈圆弧状排列。
5.根据权利要求1所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述太阳能加热件(4)为双螺旋结构。
6.根据权利要求1所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述清洁驱动机构还包括有：
驱动齿圈(301)，驱动齿圈(301)固定连接在水加热外壳体(3)的左端面内侧；
旋转座(6)，旋转座(6)转动连接在水加热外壳体(3)的左侧内部，旋转座(6)为十字形结构，清理驱动件(5)的转轴与旋转座(6)同轴固定连接，每对清洁件(7)分别转动连接在旋转座(6)的一组悬臂上，两组清洁件(7)分别与太阳能加热件(4)的内壁和外壁相接触；
从动齿轮(701)，从动齿轮(701)同轴固定连接在内侧一组清洁件(7)的端面，从动齿轮(701)与驱动齿圈(301)啮合共同构成齿轮传动机构。
7.根据权利要求6所述的储热型太阳能热水装置，其特征在于：所述清洁驱动机构还包括有：
同步带轮(702)，同步带轮(702)同轴固定连接在清洁件(7)的左端面，每对清洁件(7)的同步带轮(702)之间通过传动皮带传动连接共同构成传动皮带传动机构。
8.根据权利要求1所述的储热型太阳能热水装置的控制系统，其特征在于：包括有：加热控制系统、辅热控制系统、水位控制系统；
加热控制系统还包括有：
加热主控模块，加热主控模块位于控制组件内部；
液温感应件，液温感应件为温度传感器，液温感应件设置在高温仓(202)内部，液温感应件与加热主控模块电性连接；
水温感应件，水温感应件为温度传感器，温度传感器设置在水加热外壳体(3)的内部，水温感应件与加热主控模块电性连接；
循环泵，循环泵与加热主控模块电性连接。
9.根据权利要求8所述的储热型太阳能热水装置的控制系统，其特征在于：所述辅热控制系统还包括有：
辅热控制模块，辅热控制模块设置在控制组件内部，辅热控制模块与加热主控模块电性连接；
电加热件(302)，电加热件(302)设置在水加热外壳体(3)右侧内部，电加热件(302)与辅热控制模块相连接。
10.根据权利要求8所述的储热型太阳能热水装置的控制系统，其特征在于：所述水位控制系统还包括有：
水位控制模块，水位控制模块设置在控制组件内部；
水位感应件，水位感应件设置在水加热外壳体(3)的内部，水位感应件与水位控制模块电性连接；
上水泵，上水泵位于水加热外壳体(3)进水管上，上水泵与水位控制模块电性连接。
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