CN203824132U - 集热单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够实现循环泵的小型化的集热单元。配管部(61)具有通过集热器(11)的内部的集热器配管部、和通过热水储存箱(31)的内部的热水储存箱配管部(63)。热水储存箱配管部(63)形成为从热水储存箱(31)的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。

Description

集热单元

技术领域

本实用新型涉及集热单元。

背景技术

以往，公知有一种太阳能热集热系统，其利用太阳能热加热热介质，并通过来自加热后的热介质的热移动而对储存于热水储存箱的水进行加热(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－303876号公报

参照图6说明专利文献1所公开的太阳能热集热系统。如图6所示，专利文献1的太阳能热集热系统包括：集热器1，其收集太阳能热；热水储存箱3；水箱4；循环泵5；以及配管部6，其以通过所述各部的方式配置。

配管部6具有：集热器配管部(未图示)，其通过集热器1的内部；以及热水储存箱配管部7，其通过热水储存箱3的内部，并作为热交换器发挥作用。集热器1收集太阳能热，并利用所收集的热对在集热器配管部中通过的热介质进行加热。热水储存箱3是用于储存要加热的水、或者加热后的水(即，热水)的部件。储存在热水储存箱3中的水由于加热后的热介质在热水储存箱配管部7中通过而被加热。水箱4用于暂时储备热介质。循环泵5通过对热介质进行加压而使热介质通过配管部6并按照集热器1、热水储存箱3、水箱4的顺序循环。

根据具有以上说明的构成的专利文献1的太阳能热集热系统，能够利用太阳能热对水加热，并能够利用加热后的水。

在所述的现有的太阳能热集热系统中，通常，其整体上构成为一体而作为集热单元，并配置于屋顶上等。在此情况下，热水储存箱3如图6所示那样横置。即，热水储存箱3以其长边方向沿着载置面的方式配置。

在此情况下，混入的空气、蒸汽有可能积存于图6中以附图标记A表示的部位。即，在现有的集热单元中，由于热水储存箱配管部7形成为从热水储存箱3的长边方向上的一侧朝向另一侧延伸的螺旋状，所以空气有可能积存于热水储存箱配管部7中的位于铅垂上方侧的部分。

因此，在以往的太阳能热集热系统中，为了防止空气、蒸汽积存而需要将循环泵的扬程设定得较大，需要大型的循环泵。大型的循环泵不仅占用设置空间，而且电力消耗大，因此不是优选的。此外，大型的循环泵需要比较大的电源，因此也不是优选的。

发明内容

本实用新型是鉴于上述的情况而做成的，其目的在于提供一种能够实现循环泵的小型化的集热单元。

为了达成上述的目的，本实用新型的集热单元的特征为以下的点。

(1)集热单元包括：

集热器，其收集太阳能热；

横置型的热水储存箱，其与该集热器构成为一体；

配管部，其具有通过所述集热器的内部的集热器配管部、和通过所述热水储存箱的内部的热水储存箱配管部，并供热介质流动；以及

循环泵，其用于使所述热介质流动到该配管部，

其中，

所述热水储存箱配管部形成为从所述热水储存箱的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。

根据所述(1)的集热单元，由于空气、蒸汽难以积存于热水储存箱配管部，所以能够将循环泵的扬程设定得比较小。因此，能够实现循环泵的小型化。

根据本实用新型，能够提供能够实现循环泵的小型化的集热单元。

以上，简单地说明了本实用新型。进而，通过参照附图通读以下说明的用于实施实用新型的方式(以下，称为实施方式)，将进一步明确本实用新型的详细内容。

附图说明

图1是表示实施方式的集热单元的立体图，是将该集热单元的一部分透视而表示的图。

图2的(a)及图2的(b)是表示热水储存箱的外观的图，其中，图2的(a)是从图1中的箭头IIa侧观察的侧视图，图2的(b)是从图1中的箭头IIb侧观察的图。

图3的(a)及图3的(b)是表示热水储存箱的内部的热水储存箱配管部的排布状态的图，其中，图3的(a)是从图1中的箭头IIa侧观察的图，图3的(b)是从图1中的箭头IIb侧观察的图。

图4的(a)及图4的(b)是用于说明整流板的形状及其作用的图，是从与图2的(a)及图3的(a)相同侧观察的图。图4的(a)是表示实施方式的情况的图，图4的(b)是表示比较例的情况的图。

图5是用于说明真空制动器的动作的说明图，是真空制动器的剖视图。

图6是表示现有的太阳能热集热系统的示意图。

附图标记说明

100：集热单元

11：集热器

31：热水储存箱

33：供水口

35：排水口

37：供热水管部

41：水箱

51：循环泵

61：配管部

63：热水储存箱配管部

65：去程配管

67：回程配管

71：太阳能电池

81：真空制动器

82：逸出阀

91：整流板

具体实施方式

以下，参照图1～图5说明本实用新型的实施方式的太阳能热集热系统。

＜集热单元100的概要＞

图1所示的集热单元100例如配置于房屋的屋顶上等而使用，构成太阳能热集热系统。

如图1所示，集热单元100的主要结构包括：集热器11，其收集太阳能热；热水储存箱31；水箱41；循环泵51；以及配管部61，其以通过所述各部的方式配置。所述各构件互相连接而构成为一体的单元。

配管部61具有：集热器配管部(未图示)，其通过集热器11的内部；以及热水储存箱配管部63，其通过热水储存箱31的内部，作为热交换器发挥作用。此外，配管部61还具有：去程配管65，其供热介质从水箱41朝向集热器11(即，集热器配管部)流动；以及回程配管67，其供热介质从集热器11朝向热水储存箱31(即，热水储存箱配管部63)流动。

集热器11收集太阳能热，并利用所收集的热对在集热器配管部中通过的热介质进行加热。作为热介质，例如既可以使用作为防冻液的丙二醇，也可以在不存在冻结的风险的情况下使用水。

热水储存箱31是用于储存要加热的水、或者加热后的水(即，热水)的圆筒状的部件。热水储存箱31是金属制的，例如是不锈钢制的。热水储存箱31是以图1所示的状态载置的横置型的热水储存箱。即，热水储存箱31以其长边方向沿着载置面的方式配置。此外，也如后述的图2的(a)～图3的(b)所示，热水储存箱31在集热器11侧的侧面具有供水口33和排水口35。该供水口33和排水口35与未图示的供水管和排水管连接，从这些供水口33和排水口35供水并排水。储存于热水储存箱31的水由于加热后的热介质在热水储存箱配管部63中通过而被加热。此外，热水储存箱31在其上部具有用于将加热后的热水排出的供热水管部37。

水箱41用于暂时储备热介质。水箱41的一部分(上部)向大气开放。由此，配管部61在水箱41中向大气开放。循环泵51通过对热介质进行加压而使热介质通过配管部61并按照集热器11、热水储存箱31、水箱41的顺序循环。热水储存于热水储存箱31的热水被从供热水管部37排出，并被供给到例如房屋内部的供热水水龙头。在供热水管部37设置有：真空制动器81，其用于防止负压作用于热水储存箱31；以及逸出阀82，其用于防止热水储存箱31的内压的异常上升。逸出阀82是用于当热水储存箱31的内压高于规定值时开阀而释放压力，使热水储存箱31的内压下降的部件。后文详述真空制动器81。

根据具有以上说明的构成的集热单元100，能够利用太阳能热对水加热，并能够利用加热后的水。

＜集热单元100的驱动方法＞

说明集热单元100的驱动方法。集热单元100进行自主性运转。更具体而言，用于使热介质循环的循环泵51由电力驱动，该电力由配置于热水储存箱31的上部的太阳能电池71产生。由于集热单元100这样被由太阳光生成的电力驱动，所以不需要例如从外部供给电源，能够实现小型化。此外，由于集热单元100仅被来自太阳能电池71的电力驱动，所以能够将装置构成为具有内部电源的1个单元。

此外，水箱41具有作为液面传感器的、漂浮在储存于内部的热介质的液面上的浮子开关43。在水箱41内储存有规定量以上的热介质的状态下，浮子开关43成为接通状态，循环泵51持续驱动。另一方面，若储存于水箱41内的热介质的液量达到规定量以下而液面下降而浮子开关43的接通/切断状态发生变化，则循环泵51停止。作为热介质的液量减少的主要原因，设想到例如白天的蒸发等。

＜热水储存箱31及热水储存箱配管部63的构造＞

说明热水储存箱31及热水储存箱配管部63的构造。图2的(a)及图2的(b)是表示热水储存箱的外观的图，其中，图2的(a)是从图1中的箭头IIa侧观察的侧视图，图2的(b)是从图1中的箭头IIb侧观察的图。图3的(a)及图3的(b)是表示热水储存箱的内部的热水储存箱配管部的排布状态的图，其中，图3的(a)是从图1中的箭头IIa侧观察的图，图3的(b)是从图1中的箭头IIb侧观察的图。

如图3的(a)及图3的(b)所示，热水储存箱配管部63形成为从热水储存箱31的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。更具体而言，作为与回程配管67连接的连接部分的延伸部64从热水储存箱31的上下方向的中间部的附近朝向底部延伸，延伸部64以外的其余部分形成为从底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。设置延伸部64而将热水储存箱配管部63设为从距热水储存箱31的底部极近的位置延伸的螺旋状，由此，能够极大减少不被热水储存箱配管部63加热的部分。热水储存箱配管部63在到达最上部后，从热水储存箱31导出并与水箱41连接。

在实施方式的集热单元100中，热水储存箱配管部63形成为从热水储存箱31的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。即，热水储存箱配管部63形成为从设置集热单元100时的铅垂下方侧朝向铅垂上方侧延伸的螺旋状。因此，即使空气混入到热水储存箱配管部63的内部，空气也由于密度小而自然地移动到上部侧，因此，空气难以积存于热水储存箱配管部63的内部。因此，能够将循环泵51的扬程设定得比较小。由此，能够实现循环泵51的小型化。即，根据集热单元100，能够使用能够仅由所搭载的作为内部电源的太阳能电池71的电力驱动的那种小型的循环泵51。

＜整流板91＞

在实施方式的集热单元100中，如图3的(a)及图3的(b)所示，在热水储存箱31的内部的与供水口33对应的部位配置有整流板91。图4的(a)及图4的(b)是用于说明整流板的形状及其作用的图，是从与图2的(a)及图3的(a)相同侧观察的图。图4的(a)是表示实施方式的情况的图，图4的(b)是表示比较例的情况的图。

整流板91是用于整理热水储存箱31的内部的水的流动的部件。在热水储存箱31内，已经加温后的水易于积存于上部，冷热水以从上方朝向底部而温度变低的层状储存。为了有效率地取出这样积存于上部的热水，供热水管部37设置于热水储存箱31的上部。关于这一点，在不具有整流板91的情况下，储存于热水储存箱31的内部的冷热水会被从供水口33供给的水的冲力搅拌，有可能不能有效率地将加温后的热水取出。与此相对地，为了抑制该搅拌而设置有整流板91，具有减弱从供水口33供给的水的冲力，并将水缓慢地导入到热水储存箱31的内部的作用。

此外，如图4的(b)中作为比较例所示的整流板91B那样，整流板通常形成为左右对称的形状。但是，如图3的(b)所示，有时供水口33并非形成于热水储存箱31正下方(即，载置后的状态下的热水储存箱31的铅垂下方侧)，而是形成于略微靠侧方的位置。在此情况下，若整流板是左右对称的形状，则如图4的(b)所示，将水均匀地朝向整流板91B的左右侧方引导，因此，热水储存箱31内会被略微搅拌。

与此相对地，如图4的(a)所示，实施方式的整流板91形成为左右非对称的形状。更具体而言，整流板91形成为从主体部92延伸的一个壁部93比另一个壁部95长的形状。即，一个壁部93在与主体部92交叉的方向(在图4的(a)中为正交的方向)上延伸的长度大于另一个壁部95在该方向上延伸的长度。而且，整流板91在热水储存箱31内以壁部93位于底部侧的方式配置。由此，如图4的(a)所示，由于朝向整流板91的底部侧(图4的(a)中的左方侧)引导较多的水，所以能够减少向已经加热了的上部侧供给的水的量，能够抑制热水储存箱31内被搅拌。即，整流板91形成为在水朝向主体部92流动的情况下，水易于在壁部93侧流动而难以在壁部95侧流动的形状。

＜真空制动器81＞

如上所述，真空制动器81是与供热水管部37连接的、用于防止负压作用于热水储存箱31的部件。首先，说明真空制动器81的作用。

在实施方式的集热单元100中，热水储存箱31为内部密闭的密闭型。这是因为，与热水储存箱31的内部开放的开放型相比，密闭型具有有利的点。例如，在集热单元100配置于屋顶上而使用的情况下，若是开放型，则为了将水供给到热水储存箱31而需要抽水泵等，设备成本增加。此外，在这样为开放型的情况下，供水压力是从地面到屋顶(即，设置位置)的自然下落而导致的，水压低。与此相对地，若是密闭型，则能够以水管压力(例如0.4kPa，实际上是利用减压阀减压后的压力)供水。而且，若是开放型，则也有可能储存于热水储存箱31的冷热水发生氧化而劣化。

然而，在使用密闭型的热水储存箱31的情况下，例如，若从供热水管部37排出的冷/热水的量多于从供水口33供给的水的量而负压作用于热水储存箱31，则由于热水储存箱31相对于负压而言比较脆弱，所以有可能热水储存箱31会收缩而破损。

真空制动器81是鉴于以上的情况而设置的，是用于防止负压作用于热水储存箱31的部件。图5是用于说明真空制动器的动作的说明图，是真空制动器的剖视图。

如图5所示，真空制动器81在其内部具有流路83，流路83的一个开口84与供热水管部37连接，另一个开口85向大气开放。此外，真空制动器81还具有：球状的浮子87，其以封堵位于流路83的中间部的开口86的方式配置；以及密封件88，其将开口86与浮子87之间水密地密封。

在通常时，即从供热水管部37正常排出冷热水的情况下，浮子87位于图5中以实线表示的位置而密封开口86，将热水储存箱31的内部保持为密闭状态。另一方面，在产生负压时，浮子87移动到图5中以虚线表示的位置，从而开放开口86，使热水储存箱31的内部处于开放状态。由此，防止负压作用于热水储存箱31。

以下，简单地总结实施方式的集热单元100。

(1)集热单元100包括：集热器11，其收集太阳能热；横置型的热水储存箱31，其与该集热器11构成为一体；配管部61，其供热介质流动；以及循环泵51，其用于使所述热介质流动到该配管部61。配管部61具有：集热器配管部，其通过所述集热器11的内部；以及热水储存箱配管部63，其通过所述热水储存箱31的内部。所述热水储存箱配管部63形成为从所述热水储存箱31的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。

此外，本实用新型的保护范围不限定于上述的实施方式。上述的实施方式能够在本实用新型的保护范围内伴随各种变形、改进等。

Claims (1)

1.一种集热单元，其包括：

集热器，其收集太阳能热；

横置型的热水储存箱，其与该集热器构成为一体；

配管部，其具有通过所述集热器的内部的集热器配管部、和通过所述热水储存箱的内部的热水储存箱配管部，并供热介质流动；以及

循环泵，用于使所述热介质流动到该配管部，

所述集热单元的特征在于，

所述热水储存箱配管部形成为从所述热水储存箱的底部侧朝向上部侧延伸的螺旋状。