CN201522033U - 一种低温循环热能收集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温循环热能收集系统，包括保温循环水箱、热能收集器、以及用于进水和出水供给用户使用的工作水箱，保温循环水箱依次通过第一电磁阀、循环泵、第二单向阀、第二电磁阀与热能收集器连接，热能收集器再通过第一电磁阀连接回至保温循环水箱形成循环管道，热能收集器通过控制箱、水源热泵与工作水箱、保温循环水箱连接；本实用新型可以有效收集的热量，水源热泵在较高的水温的温度下可以获得5倍以上的效率，大大减少了热量的传导和辐射损失，同时在低温循环采热过程中，采用不结水垢的介质，不会在循环系统中形成水垢，形成水垢的唯一地方是工作热水箱中，工作热水箱体积大，清理起来极其方便。

Description

一种低温循环热能收集系统

技术领域

本实用新型涉及热能的收集系统，特别是一种属于对太阳能和其它余热能的低温循环热能收集系统。

技术背景

许多的太阳能热水系统，通常是保温水箱的水通过热轻冷重(或者循环泵)输出，在太阳能集热器(如真空管、平版集热器等)加热，到一定温度时循环回保温水箱，如此循环加热，在若干次循环加热后，保温水箱的水达到指定温度(如60℃度)，停止运行(或者循环泵停止工作，卸压阀工作)。

这种系统存在以下的问题：

1、被加热的水是从自然温度加热到通常使用温度(如60℃左右)，虽然各循环管路都有保温系统，但是热的三种方式：对流、传导、辐射，尤其以传导和辐射损失最大，当循环水温度不断升高，与外界的温度差就越大，热能传导损失随温度升高增大；其次是辐射，一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多；热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线。由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。

2、通过井水、自来水直接进入循环系统进行加热，由于井水、自来水具有一定的硬度，长期运行，会在循环系统的管道内壁，形成一层很难清除的水垢，影响系统的效率，甚至由于部分水垢不规则脱落而堵塞循环管道，导致不能使用。

根据普通太阳能热水循环系统具有热损失大，系统管道易结水垢，不易清除的特点，设计一种低温循环、且循环不结垢的系统是很有实际意义的。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种低温循环热能收集系统，可以有效收集热量，减少热量的传导和辐射损失，同时不会在循环系统中形成水垢，形成水垢的工作热水箱中，清理起来极其方便。

本实用新型的技术方案如下：

一种低温循环热能收集系统，其特征在于：包括保温循环水箱、热能收集器、以及用于进水和出水供给用户使用的工作水箱，保温循环水箱依次通过第一电磁阀、循环泵、第二单向阀、第二电磁阀与热能收集器连接，热能收集器再通过第一单向阀连接回至保温循环水箱形成循环管道，热能收集器通过控制箱、水源热泵与工作水箱、保温循环水箱连接。

所述工作水箱下端连接有用于控制进水的进水电磁阀和进水单向阀，以及用于用户使用的出水电磁阀和补偿加热装置。

所述工作水箱上端还设置有水位传感器和第一温度传感器。

所述保温循环水箱通过第三电磁阀和第四电磁阀同时连接至散热器。

所述保温循环水箱上端还设置有第二温度传感器。

所述热能收集器和控制箱之间还设置有第三温度传感器。

所述控制箱与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、水源热泵、循环泵均通过信号连接方式连接，由控制箱根据各个传感器的信号来判断控制各个电磁阀、水源热泵、循环泵的工作。

在太阳能加热利系统中，采用低温循环(如低于45℃)，且循环的介质采用不结垢的物质(如纯水或者防冻液)，循环泵将加热后的循环介质送到一个保温循环箱，在保温循环箱内设一水源热泵的蒸发器，循环泵的散热器置于工作热水箱中，通过水源热泵提升从太阳能集热装置上收集到保温循环箱内的热量，而水源热泵在较高的水温的温度下可以很高的效率。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型可以有效收集的热量，水源热泵在较高的水温的温度下可以获得5倍以上的效率，大大减少了热量的传导和辐射损失，同时在低温循环采热过程中，采用不结水垢的介质，不会在循环系统中形成水垢，形成水垢的唯一地方是工作热水箱中，工作热水箱体积大，清理起来极其方便。

附图说明

图1是本实用新型的原理图

附图标记为：1补偿加热装置，2进水单向阀，3进水电磁阀，4工作水箱，5水位传感器，6第一温度传感器，7水源热泵，8控制箱，9第三温度传感器，10热能收集器，11第一单向阀，12第二电磁阀，13第二单向阀，14循环泵，15第一电磁阀，16第三电磁阀，17散热器，18第四电磁阀，19保温循环水箱，20第二温度传感器，21出水单向阀。

具体实施方式

如图1所示，一种低温循环热能收集系统，包括保温循环水箱19、热能收集器10、以及用于进水和出水供给用户使用的工作水箱4，保温循环水箱19依次通过第一电磁阀15、循环泵14、第二单向阀13、第二电磁阀12与热能收集器10连接，热能收集器10再通过第一单向阀11连接回至保温循环水箱19形成循环管道，热能收集器10通过控制箱8、水源热泵7与工作水箱4、保温循环水箱19连接。

所述工作水箱4的下端设置有用于控制进水的进水电磁阀3和进水单向阀2，以及用于用户使用的出水电磁阀21和补偿加热装置1。

所述工作水箱4的上端还设置有水位传感器5和第一温度传感器6。

所述保温循环水箱19通过第三电磁阀16和第四电磁阀18同时连接至散热器17。

所述保温循环水箱19上端还设置有第二温度传感器20。

所述热能收集器10和控制箱8之间还设置有第三温度传感器9。

所述控制箱8与第一电磁阀15、第二电磁阀12、第三电磁阀16、第四电磁阀18、水源热泵7、循环泵14均通过信号连接方式连接，由控制箱8根据各个传感器的信号来判断控制各个电磁阀、水源热泵、循环泵的工作。

本装置的工作原理如下：

保温循环水箱19的水沿出水方向通过第一电磁阀15、循环泵14、第二单向阀13和第二电磁阀12到热能收集器10，温度传感器9在热能收集器10上，集热装置10的管道出通过第一单向阀11后回到保温循环箱19。

水源热泵7将保温循环箱19和工作水箱4连接在一起，水源热泵7的蒸发器置于保温循环箱19内，散热器17置于工作水箱4内。工作水箱4设置第一温度传感器6和水位传感器5，自来水或者井水通过进水单向阀2和进水电磁阀3进入到工作水箱4中，工作水箱4中的热水通过出水单向阀21和辅助加热装置1到用户。

所述的电磁阀、热泵、循环泵由控制箱8控制。

所述的循环泵14也可以是温差循环泵，更节能。

工作过程：热能收集器10中的介质被加热，当温度差达到一定时(如5～8℃)，第三温度传感器9将信号传到控制箱8，控制箱8给电源启动循环泵14，介质实现循环，当保温循环箱达到一定温度时(如35℃)第二温度传感器20将信号传到控制箱8，控制箱8启动水源热泵7，水源热泵7开始工作，当保温循环箱19低于一定温度时(如25℃)温度传感器20信号传到控制箱8，控制箱8停止水源热泵7。水源热泵7启动温度、停止温度可在控制箱8内设置，设置保存好以后，由控制箱8完成控制，如春秋季节设在30℃启动，15℃停止；夏天在在45℃启动，25℃停止；在冬天系统在25℃启动，10℃停止。在夏季由于大气温度较高，容易获得较多热能，当工作水箱水箱4和温度都达到要求时，这时控制箱8控制水源热泵7停止工作，当保温循环箱19达到一定的高于一定温度时(如50℃)，控制箱8打开电磁阀18和电磁阀16，保温循环箱19的介质导入散热器17进行散热，确保系统的安全性。天气不好时，可由辅助加热器1(如电加热)来达到热水的使用效果。

本装置的优点如下：

1、在热能收集系统中采用在一定区间的(如25℃～45℃)低温循环，减少了热损失；

2、在热能收集系统中采用水源热泵，在保温循环箱内设一水源热泵的蒸发器，水源热泵的散热器置于热水箱中，提升了低温热能的品质，且水源热泵在较高水温下容易获得高的效率；

3、循环介质采用不结垢介质，使循环系统使用过程中始终不结垢；

4、在控制箱内设置水源热泵四季启动、停止温度，设置保存好以后，由控制箱完成控制；

5、保温循环箱外配置散热器，防止温度过高，影响系统的安全和寿命。

本系统同时也可以用于工业、生产等的废热收集利用系统，对我国倡导节能环保有重要意义。

Claims (7)

1.一种低温循环热能收集系统，其特征在于：包括保温循环水箱(19)、热能收集器(10)、以及用于进水和出水供给用户使用的工作水箱(4)，保温循环水箱(19)依次通过第一电磁阀(15)、循环泵(14)、第二单向阀(13)、第二电磁阀(12)与热能收集器(10)连接，热能收集器(10)再通过第一单向阀(11)连接回至保温循环水箱(19)形成循环管道，热能收集器(10)通过控制箱(8)、水源热泵(7)与工作水箱(4)、保温循环水箱(19)连接。

2.根据权利要求1所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述工作水箱(4)的下端分别连接有用于控制进水的进水电磁阀(3)和进水单向阀(2)，以及用于用户使用的出水电磁阀(21)和补偿加热装置(1)。

3.根据权利要求2所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述工作水箱(4)上端还设置有水位传感器(5)和第一温度传感器(6)。

4.根据权利要求3所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述保温循环水箱(19)通过第三电磁阀(16)和第四电磁阀(18)同时连接至散热器(17)。

5.根据权利要求1或4所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述保温循环水箱(19)上端还设置有第二温度传感器(20)。

6.根据权利要求1或4所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述热能收集器(10)和控制箱(8)之间还设置有第三温度传感器(9)。

7.根据权利要求4所述的一种低温循环热能收集系统，其特征在于：所述控制箱(8)与第一电磁阀(15)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(16)、第四电磁阀(18)、水源热泵(7)、循环泵(13)均通过信号连接方式连接。

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