CN201607039U - 多功能太阳能综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能供热和制冷系统，目的是提供一套闭式循环的能够在阳光个充分条件下长时间连续取暖和制冷的多功能太阳能综合利用系统，包括太阳能取暖系统和制冷系统，太阳能取暖系统包括太阳能集热器、高位储热水箱、低位储热水箱和室内装置，太阳能集热器的出水管通过第一管路与高位储热水箱的一端连通，低位储热水箱的上端通过第四管路与所述第二管路连通，制冷系统包括喷射发生器、冷凝器和储液罐，喷射发生器设在低位储热水箱内部，喷射发生器的进气管通过第七管路与第三管路连通，喷射发生器的出气管通过第八管路与第二管路连通。本实用新型降低以往太阳能综合利用系统的复杂性、可实现昼夜或几天连续不断的取暖工作，系统的利用效率提高，制造成本低。

Description

多功能太阳能综合利用系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能供热和制冷系统，尤其涉及一种多功能太阳能综合利用系统。

背景技术

随着传统能源的减少，作为新能源与可再生能源的太阳能越来越受到人们的关注，太阳能热的利用就是一个热点，目前太阳能热水器的利用在我国城乡已经被普遍接受。在太阳能取暖和制冷方面，国内外这方面的研究与报道虽接连不断，并有样机投放市场，但在实用化方面，由于系统效率低、不能在阳光不充分的条件下长时间连续工作，而且整个系统成本又较高，更未有小户型的太阳能综合利用系统投入使用，更没有被广大的农村接受，此外当阳光充足时，在聚光条件下，集热器中的水很容易达到沸腾，这样就需要有调温装置和备用的储水箱，一方面防止温度过高，对集热器造成危害，另一方面采用备用水箱存储热水，以备阳光不足时使用，这方面未有专利进行改进，另外吸收式制冷系统中需有压缩机或喷射系统，不仅增加了对外部电能的需求，更使整个系统变得繁琐臃肿，在保证制冷效率的同时，如何减少制冷系统的器件，也未有专利进行报道。同时一般的冷却系统需要外界的冷却水源源不断地供给，既浪费资源，又增加成本，而本专利可避免此方面的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统太阳能取暖与制冷系统效率低，不能在阳光不充分的条件下长时间连续工作及制冷系统中需有压缩机或喷射系统等缺点，进而提供一套闭式循环的能够在阳光不充分条件下长时间连续取暖和制冷的多功能太阳能综合利用系统。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，包括太阳能取暖系统和制冷系统，所述太阳能取暖系统包括太阳能集热器、高位储热水箱、低位储热水箱和室内装置，所述太阳能集热器的出水管通过第一管路与高位储热水箱的一端连通，高位储热水箱的另一端通过第二管路与室内装置的进水管连接，室内装置的出水管通过第三管路与太阳能集热器的进水管连通；所述低位储热水箱的上端通过第四管路与所述第二管路连通，低位储热水箱下端的一侧通过第五管路与第二管路连通，低位储热水箱下端的另一侧通过第六管路与第三管路连通，所述制冷系统包括喷射发生器、冷凝器和储液罐，所述喷射发生器设在低位储热水箱内部，喷射发生器的进气管通过第七管路与第三管路连通，喷射发生器的出气管通过第八管路与第二管路连通，所述冷凝器和储液罐串联在第八管路上，储液罐内装有氨水，在第八管路上且位于冷凝器的上游处设有止回阀，第八管路上且位于储液罐的下游处设有单向节流阀，所述第三管路上设有微型水泵，第四管路上设有第一阀门，第二管路上设有第二阀门和第三阀门，第八管路上设有第四阀门，第五管路上设有第五阀门，第六管路上设有第六阀门，第七管路上设有第七阀门和止回阀，第三管路上设有第八阀门，第六管路上设有备用管路，备用管路上装有第九阀门。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述太阳能集热器包括相互扣合在一起的上铝合金壳体和下铝合金壳体，其中，上铝合金壳体的两侧设有把手，上铝合金壳体的顶部装有钢化玻璃板，钢化玻璃板上分布有多个菲涅尔透镜，所述下铝合金壳体的内部设有隔热层，隔热层上设有盘旋集热管。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，上铝合金壳体的顶部呈弧状，菲涅尔透镜分若干行平行排列在钢化玻璃板上。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述的盘旋集热管可以为全玻璃真空管、热管真空管或涂有吸热材料的铝金属管。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，喷射发生器半浸入在低位储热水箱的热水中。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述喷射发生器包括喷射发生器外壳、上盖板和下盖板，所述喷射发生器外壳的内部设有活塞，活塞和下盖板之间设有若干个弹簧，所述上盖板和下盖板与喷射发生器外壳的连接处均设有密封凹槽，密封凹槽内装有耐腐蚀的橡皮圈。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述喷射发生器中的制冷剂为氨的水溶液。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述活塞由上下圆形钢板和夹持在上下圆形钢板中间的耐氨水腐蚀橡胶组成。

本实用新型的多功能太阳能综合利用系统，所述室内装置包括进水管道、出水管道和铝翅片，所述进水管道、出水管道的管道的外部均装有多组铝翅片。

本实用新型多功能太阳能综合利用系统的有益效果为：1、该系统聚光时无需跟踪系统，即可简化系统，又能节约成本；2、在制冷子系统中无需压缩机，并且不需要外界冷却水，节约资源。3、该系统可实现取暖、制冷与家用热水三个作用，简易的系统真正实现了成本的低廉，可被广大的农村地区接受。农民可用一户一套系统的方式或多户联用的方式来充分的利用太阳能提高生活质量，并节约能源和生活费用，此外该系统更可作为低层和小高层城市居民集体利用；4、由于本发明采用的是聚焦加热热源，同时在集热器内部采用迂回的集热管道，可大大缩短加热时间，提高及热效率。针对强光下工质在短时间内达到沸腾后剩余时间热量浪费的问题，采用了低位备用储热水箱，通过加大容量来存储更多的热水，避免了天气情况不好时本系统不能持续长时间工作的问题；5、针对一般制冷系统需有单独的喷射器或者压缩机，采用了蒸发器和喷射器于一身的喷射发生器系统，既简化了系统，又降低了成本；6、降低以往太阳能综合利用系统的复杂性、降低成本、可实现几昼夜或更长时间连续不断的取暖或制冷或供应生活用热水，系统的利用效率提高。

附图说明

图1是本实用新型多功能太阳能综合利用系统的结构连接示意图；

图2是太阳能集热器上盖板俯视图；

图3是太阳能集热器内部结构俯视图；

图4是太阳能集热器剖面俯视图；

图5是喷射发生器的原理结构示意图；

图6是室内装置示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型多功能太阳能综合利用系统作进一步说明。

参见图1，本实用新型的一种多功能太阳能综合利用系统，包括太阳能取暖系统和制冷系统，太阳能取暖系统包括太阳能集热器1、高位储热水箱2、低位储热水箱5和室内装置9，太阳能集热器1的出水管25通过第一管路111与高位储热水箱2的一端连通，高位储热水箱2的另一端通过第二管路112与室内装置9的进水管35连接，室内装置9的出水管37通过第三管路113与太阳能集热器1的进水管24连通；低位储热水箱5的上端通过第四管路114与所述第二管路112连通，低位储热水箱5下端的一侧通过第五管路115与第二管路112连通，低位储热水箱5下端的另一侧通过第六管路116第三管路113连通，制冷系统包括喷射发生器11、冷凝器13和储液罐14，喷射发生11设在低位储热水箱5内部，喷射发生器11的进气管34通过第七管路117与第三管路113连通，喷射发生器11的出气管32通过第八管路118与第二管路112连通，冷凝器13和储液罐14串联在第八管路118上，储液罐14内装有氨水，在第八管路118上且位于冷凝器13的上游处设有止回阀12，第八管路118上且位于储液罐14的下游处设有单向节流阀15，第三管路113上设有微型水泵10，第四管路114上设有第一阀门3，第二管路112上设有第二阀门4和第三阀门6，第八管路118上设有第四阀门7，第五管路115上设有第五阀门8，第六管路116上设有第六阀门16，第七管路117上设有第七阀门17和止回阀12，第三管路113上设有第八阀门18，第六管路116上设有备用管路119，备用管路119上装有第九阀门19。

参见图2、图3和图4，太阳能集热器1包括相互扣合在一起的上铝合金壳体20和下铝合金壳体20’，其中，上铝合金壳体20的两侧设有把手23，上铝合金壳体20的顶部装有钢化玻璃板21，钢化玻璃板21上分布有24个菲涅尔透镜22，下铝合金壳体20’的内部设有隔热层27，隔热层27上设有盘旋集热管26，上铝合金壳体20的顶部呈弧状，24个菲涅尔透镜22分4行6列平行排列在钢化玻璃板21上，盘旋集热管26为涂有吸热材料的铝金属管。钢化玻璃21可以保护集热器内部不受环境侵害，此外，菲涅尔透镜22的作用是聚集阳光，菲涅尔透镜22聚集的阳光在盘旋集热管26表面转化为热能，并加热盘旋集热管26中的水，低温水从进水管24中进入，加热后的水从出水管25中流出进入高位集热水箱，由菲涅尔透镜聚集的阳光照射到集热管26表面上，转化为热能后加热集热管26中的水，隔热层27可有效的防止因热传导造成的热损失。参见图5，喷射发生器11半浸入在低位储热水箱5的热水中，喷射发生器11可以用于喷射制冷，用于材料的合成、用于蒸汽喷射发电或带动其他装置工作，喷射发生器11包括喷射发生器外壳33、上盖板28和下盖板31，喷射发生器外壳33的内部设有活塞29，活塞29和下盖板31之间装有弹簧30，上盖板28和下盖板31与喷射发生器外壳33的连接处均设有密封凹槽，密封凹槽内装有耐腐蚀的橡皮圈，将整个喷射发生器11密封组装后，由于缸体内制冷剂的存在，在加热条件下制冷剂会蒸发，形成压力较大的气液混合物，到达一定压力后慢慢推动活塞29上移，当活塞到达出气口32时喷射发生器11内的气液混合物急速喷出，致使喷射发生器11内压力降低，活塞29在弹簧30的拉力下回落，同时喷射发生器11内压力下降，就会从进液口34中自动吸入制冷剂，无需外力推动。

参见图6，室内装置9包括进水管道35、出水管道37和铝翅片36，进水管道35、出水管道37的管道的外部均装有多组铝翅片36，由进水管35、出水管37和固定在管道上的铝合金翅片36组成。作为取暖装置使用时，热水流经管道，通过翅片36向室内释放热量，提高房间温度；作为制冷装置使用时，制冷剂流经管道，通过翅片36向室内吸收热量，降低房间温度。

具体工作时，本实用新型的实现分为三步进行：

夏天此系统作为制冷系统使用时，其实现步骤为：首先关闭第二阀门4、第五阀门8、第八阀门18，打开第一阀门3、第三阀门6、第四阀门7、第六阀门16、第七阀门17，太阳能集热器1通过放置于上盖板钢化玻璃21上的菲聂耳透镜22采集阳光实现聚焦，加热由进水口24进入集热管道26的低温水，低温水被加热后通过出水口25进入高位储热水箱2，高位水箱储满热水后，热水经管道进入低位储热水箱5，热水在低位储热水箱中加热喷射发生器11，一方面使喷射发生器11里面的制冷剂温度升高后蒸发，在喷射发生器11内弹簧30和活塞29的共同作用下，蒸发后的制冷剂成为高温高压的气液混合物，在一定的压力下推动活塞29向上运动，达到出气管32位置，高温高压的气液混合后经此气口喷出，通过止回阀12进入冷凝器13，冷凝后的气液混合物经管道在储液罐14中变为高压低温的液体，此液体通过单向节流阀15后进行节流降压，使其成为低温低压的饱和气液混合物，再经第三阀门6、第四阀门7进入室内装置9，在此装置中吸收周围环境的热量后沸腾成为气体，经管道通过开关阀17进入喷射发生器11中，形成一个闭式循环；另一方面，在第二阀门4和第五阀门8关闭，第一阀门3和第五阀门8开启的情况下，低位储热水箱5中的热水加热喷射发生器11中的制冷剂后温度降低，通过管道经开关阀被微型水泵10输入进入太阳能集热器1中进行加热，实现热水系统的闭式循环。

冬天此系统作为取暖系统使用时，其实现步骤为：太阳能集热器1通过放置于上盖板钢化玻璃21上的菲聂耳透镜22采集阳光实现聚焦，加热由进水口24进入盘旋集热管26的低温水，低温水被加热后通过出水口25进入高位储热水箱2，高位水箱储满热水后，如果天气十分寒冷，关闭第一阀门3，打开第二阀门4，高位储热水箱2中的中高温热水进入室内装置9，通过向周围环境散热，加热室内空气，达到取暖目的，散热后的水经管道被微型水泵10送入太阳能集热器1中，形成一个循环；如果天气并不十分寒冷，关闭阀门第二阀门4、第四阀门7、第六阀门16和第七阀门17，打开第一阀门3、第五阀门8和第八阀门18，高位水箱2中的热水经阀门3进入低位储热水箱5中，低位储热水箱5中的热水再经管道通过第五阀门8进入室内装置9中，通过向周围环境散热达到房间取暖的目的，散热后的低温水经管道被微型水泵10送入太阳能集热器1进行二次加热，形成闭式循环。

采用热水时，其实现步骤为：打开第九阀门19，从低位储热水箱5中放出热水需要补充时通过第九阀门19注入凉水，此中高温的热水可以作为日常生活之用。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多功能太阳能综合利用系统，包括太阳能取暖系统和制冷系统，其特征在于：太阳能取暖系统包括太阳能集热器(1)、高位储热水箱(2)、低位储热水箱(5)和室内装置(9)，所述太阳能集热器(1)的出水管(25)通过第一管路(111)与高位储热水箱(2)的一端连通，高位储热水箱(2)的另一端通过第二管路(112)与室内装置(9)的进水管(35)连接，室内装置(9)的出水管(37)通过第三管路(113)与太阳能集热器(1)的进水管(24)连通；所述低位储热水箱(5)的上端通过第四管路(114)与所述第二管路(112)连通，低位储热水箱(5)下端的一侧通过第五管路(115)与第二管路(112)连通，低位储热水箱(5)下端的另一侧通过第六管路(116)与第三管路(113)连通，所述制冷系统包括喷射发生器(11)、冷凝器(13)和储液罐(14)，所述喷射发生器(11)设在低位储热水箱(5)内部，喷射发生器(11)的进气管(34)通过第七管路(117)与第三管路(113)连通，喷射发生器(11)的出气管(32)通过第八管路(118)与第二管路(112)连通，所述冷凝器(13)和储液罐(14)串联在第八管路(118)上，储液罐(14)内装有氨水，在第八管路(118)上且位于冷凝器(13)的上游处设有止回阀(12)，第八管路(118)上且位于储液罐(14)的下游处设有单向节流阀(15)，所述第三管路(113)上设有微型水泵(10)，第四管路(114)上设有第一阀门(3)，第二管路(112)上设有第二阀门(4)和第三阀门(6)，第八管路(118)上设有第四阀门(7)，第五管路(115)上设有第五阀门(8)，第六管路(116)上设有第六阀门(16)，第七管路(117)上设有第七阀门(17)和止回阀(12)，第三管路(113)上设有第八阀门(18)，第六管路(116)上设有备用管路(119)，备用管路(119)上装有第九阀门(19)。

2.根据权利要求1所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述太阳能集热器(1)包括相互扣合在一起的上铝合金壳体(20)和下铝合金壳体(20’)，其中，上铝合金壳体(20)的两侧设有把手(23)，上铝合金壳体(20)的顶部装有钢化玻璃板(21)，钢化玻璃板(21)上分布有多个菲涅尔透镜(22)，所述下铝合金壳体(20’)的内部设有隔热层(27)，隔热层(27)上设有盘旋集热管(26)。

3.根据权利要求2所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：上铝合金壳体(20)的顶部呈弧状，菲涅尔透镜(22)分若干行平行排列在钢化玻璃板(21)上。

4.根据权利要求3所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述的盘旋集热管(26)可以为全玻璃真空管、热管真空管或涂有吸热材料的铝金属管。

5.根据权利要求4所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：喷射发生器(11)半浸入在低位储热水箱(5)的热水中。

6.根据权利要求5所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述喷射发生器(11)包括喷射发生器外壳(33)、上盖板(28)和下盖板(31)，所述喷射发生器外壳(33)的内部设有活塞(29)，活塞(29)和下盖板(31)之间设有若干个弹簧(30)，所述上盖板(28)和下盖板(31)与喷射发生器外壳(33)的连接处均设有密封凹槽，密封凹槽内装有耐腐蚀的橡皮圈。

7.根据权利要求6所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述喷射发生器(11)中的制冷剂为氨的水溶液。

8.根据权利要求7所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述活塞(29)由上下圆形钢板和夹持在上下圆形钢板中间的耐氨水腐蚀橡胶组成。

9.根据权利要求8所述的多功能太阳能综合利用系统，其特征在于：所述室内装置(9)包括进水管道(35)、出水管道(37)和铝翅片(36)，所述进水管道(35)、出水管道(37)的管道的外部均装有多组铝翅片(36)。

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