CN203518263U - 一种集中采热分时供水太阳能热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集中采热分时供水太阳能热水系统，包括：太阳能集热器、第一水箱、第二水箱、控制器；其中，所述太阳能集热器将采集的太阳能热量传递至所述第一水箱内；所述第一水箱内的水通过与所述第二水箱通过连通管流入至所述第二水箱内，所述第一水箱的位置高于所述第二水箱的位置，且所述第二水箱的容积小于所述第一水箱的容积；所述控制器控制向所述第一水箱内上水，并控制所述太阳能集热器对所述第一水箱内的水循环加热；所述第二水箱连接出水管；进而优先利用太阳能加热方式，降低能源浪费。

Description

一种集中采热分时供水太阳能热水系统

技术领域

本实用新型涉及热能利用领域，特别涉及一种集中采热分时供水太阳能热水系统。 

背景技术

随着社会科学技术进步，太阳能热水系统自动控制程度日益提高。太阳能热水系统将太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水系统按结构形式分为真空管式太阳能热水系统和平板式太阳能热水系统，真空管式太阳能热水系统为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水系统是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管可以内置于水箱中，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。 

但是，由于现有太阳能热水系统得热量随日曝照量变化波动较大，存在不能优先使用太阳能或太阳能采热效率低，而过分依赖辅助能源(电辅助加热、辅助锅炉)的情况，如图1所示。该种情况产生的原因在于，无论任何地方，每年都有阴云雨雪天气以及冬季日照不足天气。在此气候下主要靠电加热制热水(也有一些产品是靠燃气锅炉加热)，每年平均有25％～50％以上 的热水需要完全靠电加热。也就是说，太阳能供水水箱内加装辅助加热机构，通过采用恒温控制启动辅助加热系统，虽然可以保证水箱内长时间保存一定水量热水，满足24小时供应热水，但供水水箱会经常长时间处于辅助能源加热状态，大大浪费常规能源，没有优先使用太阳能。 

如何提供一种能够优先使用太阳能加热方式，在降低能源的浪费的同时保证热水系统不受环境的影响成为亟待解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型提供一种集中采热分时供水太阳能热水系统，通过控制器第一水箱内的水能够循环加热，并且第一水箱内的水自上而下的流入到第二水箱内，优先的使用了太阳能对水的加热，避免能源浪费。 

本实用新型提供一种集中采热分时供水太阳能热水系统，包括：太阳能集热器、第一水箱、第二水箱、控制器；其中，所述太阳能集热器将采集的太阳能热量传递至所述第一水箱内；所述第一水箱内的水通过与所述第二水箱连接的连通管流入至所述第二水箱内，所述第一水箱的位置高于所述第二水箱的位置，且所述第二水箱的容积小于所述第一水箱的容积；所述控制器控制向所述第一水箱内上水，并控制所述太阳能集热器对所述第一水箱内的水循环加热；所述第二水箱连接出水管。 

优选地，包括循环水泵、第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述太阳能集热器的顶部，所述第二传感器设置于所述第一水 箱内；并将采集到的温度信号发送至所述控制器，所述控制器根据该温度信号控制所述循环水泵的启动与关闭。 

优选地，包括辅助加热器，设置于所述第二水箱内。 

优选地，包括第三温度传感器，设置于所述第二水箱内，所述控制器根据所述第三温度传感器监测的所述第二水箱内的温度，控制启动或关闭所述辅助加热器。 

优选地，所述连通管的管径大于或等于所述出水管的管径。 

优选地，所述第二水箱为承压密闭水箱。 

优选地，水位监测器和补水电磁阀，所述水位监测器设置于所述第一水箱；所述控制器根据水位监测信号控制所述补水电磁阀启动或关闭。 

优选地，所述第一水箱与所述第二水箱之间的高度差为大于或等于5米。 

本实用新型提供的一种集中采热分时供水的太阳能热水系统，通过设置的具有高度差第一与第二水箱，并通过控制器控制所述太阳能集热器对所述第一水箱循环加热，当温度达到预设的值后，控制器控制所述第一水箱内的水流入所述第二水箱内，进而实现优先利用采用太阳能加热的第一水箱，降低能源浪费，本装置结构简单，易于操作。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为现有太阳能热水系统的结构示意图； 

图2为本实用新型提供的集中采热分时供水太阳能热水系统的结构示意图； 

图3为本实用新型提供的集中采热分时供水太阳能热水系统的电路结构示意图。 

图号说明 

太阳能集热器1，第一水箱2，第二水箱3，控制器4，连通管5，出水管6，第一温度传感器7，第二温度传感器8，循环水泵9，辅助加热器10，第三温度传感器11，水位监测器12，补水电磁阀13。 

具体实施方式

本实用新型提供的一种集中采热分时供水太阳能热水系统，包括：太阳能集热器1、第一水箱2、第二水箱3、控制器4；其中，所述太阳能集热器1将采集的太阳能热量传递至所述第一水箱2内；所述第一水箱2内的水通过与所述第二水箱3通过连通管5流入至所述第二水箱3内，所述第一水箱2的位置高于所述第二水箱3的位置，且所述第二水箱3的容积小于所述第一水箱2的容积；所述控制器4控制向所述第一水箱2内上水，并控制所述太阳能集热器1对所述第一水箱2内的水循环加热；所述第二水箱3连接出水管6。 

本实用新型通过设置的具有高度差第一与第二水箱3，并通过控制器4控制所述太阳能集热器1对所述第一水箱2循环加热，当温度达到预设的值后，控制器4控制所述第一水箱2内的水流入所述第二水箱3内，进而实现优先利用采用太阳能加热的第一水箱2。 

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。 

请参考图2和图3所示，图2是本实用新型提供的集中采热分时供水太阳能热水系统的结构示意图；图3是本实用新型提供的集中采热分时供水太阳能热水系统的电路结构示意图。 

本实用新型中第一水箱2的位置高于所述第二水箱3的位置，第二水箱3的容器也小于所述第一水箱2的容积，通过设置在所述太阳能集热器1顶部的第一温度传感器7和设置在所述第一水箱2内的第二温度传感器8，控制太阳能集热器1对第一水箱2的循环加热；具体实现方式可以是，当所述第一温度传感器7监测的温度大于所述第二温度传感器8监测的温度时，所述控制器4启动循环水泵9，抽取水箱底部低温水，低温水经水循环水泵加压后进入太阳能集热器1，将太阳能集热器1内高温水顶出，高温水进入第一水箱2实现换热。随着低温水不断进入太阳能集热器1，太阳能集热器1内水温逐步降低。 所述第一温度传感器7监测的温度等于所述第二温度传感器8监测的温度时，所述控制器4关闭所述循环水泵9。 

上述是将第一水箱2与太阳能集热器1之间采用温差控制启动循环水泵9的形式实现换热，即：在太阳能集热器1最高点设置第一温度传感器7，在第一水箱2内设置第二温度传感器8，当第一温度传感器7监测的温度大于第二温度传感器8监测的温度5摄氏度时，启动循环水泵9，随着换热时间延长温差逐渐减小，当第一温度传感器7监测的温度等于第二温度传感器8监测的温度时，停止循环水泵9，终止换热循环。 

上述集中采热分时供水的太阳能热水系统的工作原理如下： 

太阳能集热器1温度高于第一水箱2的温度达到设定值(建议5℃)时，系统循环水泵9启动，抽取水箱底部低温水，低温水经循环水泵9加压后进入太阳能集热器1，将太阳能集热器1内高温水顶出，高温水进入第一水箱2实现换热。随着低温水不断进入太阳能集热器1，太阳能集热器1内水温逐步降低。所述第一温度传感器7监测的温度等于所述第二温度传感器8监测的温度时，所述控制器4关闭所述循环水泵。等待下一次，太阳能集热器1温度高于第一水箱2温度。如此往复加热不断提升水箱温度。由于第一水箱不断的循环加热，水箱温度不断升高此时再向第一水箱内部注入适当水量的冷水，使水温下降等待下一次温差循环的进行，不断的将太阳能水箱水量增加，直到满水位为止。另外，第一水箱水位低于设定最低水位时，控制器可以控制供水电磁阀打开，给第一水箱中补水，达到最高水位停止。 

由于第一水箱2的位置高于第二水箱3的位置，高度差可以设置为大于或等于5米。二者通过之间设置的连通管5使第一水箱2内的水能够流入至第二水箱3内，第二水箱3内的水通过出水管6流出，第二水箱3可以采用承压密闭式水箱，且所述第一水箱2的容器为第二水箱3容积的5倍；由于所述连通管5的管径大于或等于所述出水管6的管径，所以能够保证所述第二水箱3内始终处于满水的状态。 

当然，也可以通过设置在所述第一水箱2的水位监测器12，实现对水箱内水位的监测，当第一水箱2水位低于预设的水位值时，控制器4控制设置在所述第一水箱进水管路上的补水磁控阀13开启，向所述第一水箱内注水，当水位监测器12监测到水位达到预设的水位值时，控制器控制补水磁控阀13关闭，从而保证第一水箱处于满水状态，避免太阳能热水系统的损坏，使得使用可靠、安全。 

当所述日照环境不好时，可以通过设置在所述第二水箱3内辅助加热器10，提高水温，所述辅助加热器10可以是电加热或燃气加热等方式。辅助加热器10可以采用恒温控制启动。具体地，可以在第二水箱3内设置第三温度传感器11，当第三温度传感器11监测到第二水箱3内的水温温度低于预设的温度(该预设温度值可以是一般洗浴温度，如45摄氏度)时，控制器4启动辅助加热器10，当温度达到预设的温度时，则关闭辅助加热器10。 

上述的太阳能集热器1可以设置于所述采光比较充足的屋顶等位置。 

本实用新型提供的集中采热分时供水的太阳能热水系统。由于第一水箱2内无辅助加热系统，且水箱容积加大。温度提升过程全部由太阳能系统提供。实现优先并最大限度使用太阳能。 

太阳能集热器1采光面积与第一水箱2容积经计算配此。使得第一水箱2，在夏季最大温升时，仍可保证处于较低状态。第一水箱2内水温较低，可降低管道及水箱热损，提高太阳能集热器采热效率，且可以有效降低水碱产生保护设备。 

本实用新型还通过减小第二水箱3的容积，避免在曝照量较低的天气，仍需使用辅助加热系统加热过多的水量，以达到节能目的。 

以上对本实用新型所提供一种集中采热分时供水太阳能热水系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。 

Claims (8)

1.一种集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，包括：太阳能集热器、第一水箱、第二水箱、控制器；其中，所述太阳能集热器将采集的太阳能热量传递至所述第一水箱内；所述第一水箱内的水通过与所述第二水箱连接的连通管流入至所述第二水箱内，所述第一水箱的位置高于所述第二水箱的位置，且所述第二水箱的容积小于所述第一水箱的容积；所述控制器控制向所述第一水箱内上水，以及所述太阳能集热器对所述第一水箱内的水循环加热；所述第二水箱连接出水管。 

2.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，包括循环水泵、第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置于所述太阳能集热器的顶部，所述第二传感器设置于所述第一水箱内；并将采集到的温度信号发送至所述控制器，所述控制器根据该温度信号控制所述循环水泵的启动与关闭。 

3.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，包括辅助加热器，设置于所述第二水箱内。 

4.根据权利要求3所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，包括第三温度传感器，设置于所述第二水箱内，所述控制器根据所述第三温度传感器监测的所述第二水箱内的温度，控制启动或关闭所述辅助加热器。 

5.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，所述连通管的管径大于或等于所述出水管的管径。 

6.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，所述第二水箱为承压密闭水箱。 

7.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于，包括：水位监测器和补水电磁阀，所述水位监测器设置于所述第一水箱上；所述补水电磁阀设置于进水管路上；所述控制器根据水位监测信号控制所述补水电磁阀启动或关闭。 

8.根据权利要求1所述的集中采热分时供水太阳能热水系统，其特征在于， 所述第一水箱与所述第二水箱之间的高度差为大于或等于5米。 

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