CN204063629U - 一种新型模块化真空管太阳能开水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型模块化真空管太阳能开水系统，包括：真空管集热器组件、蓄热保温水箱、热交换器、集热循环管、温度传感器、补水管、阀门、软水器、净水器、电开水器、煤气开水器、燃气开水器、用于支撑固定蓄热保温水箱的水箱支架、用于支撑固定真空管集热器组件的集热器支架、连接蓄热保温水箱的连接管道。本实用新型的优点是大幅提高了系统的安全稳定性能和保温性能，提高了系统整体的使用寿命，适合在太阳能集中热水、开水供应系统的相关领域推广应用，本实用新型能够节能60％以上，本实用新型实现了工程产品的家用化、规范化的同时也实现了家用产品、商用产品的大型化、多用化。

Description

一种新型模块化真空管太阳能开水系统

技术领域

本实用新型涉及一种新型模块化真空管太阳能开水系统,属于太阳能热利用控制技术领域。

背景技术

目前，传统的太阳能开水器主要有以下三种形式：

(1)家用暖水瓶聚光型太阳能开水器；其主要采用家用暖水瓶胆，胆内镀有选择性涂层，胆外设有两片反光镜，采集太阳能将暖水瓶中的2公斤水烧开；这种太阳能开水器，其主要适用家庭，具有使用方便、结构简单、造价低、技术要求难度小等特点，该太阳能开水器在日照强度较高时采用效果较好，受天气好坏的影响大，日照强度不够时水温不易达到100℃，使用时间不确定，突出效果较差，难以满足用户的实际需求。

(2)采用热管真空管集热器设计的太阳能开水器；是在集热器上集管出口安装温控阀，自来水直接进入集热器，当阳光照射在集热器上，热管将太阳能的热能传输到集管中的水里使其水温升高，当水温达到100℃时温控阀打开，系统流出开水；这种太阳能开水器，其结构简单，主要采用温控阀直流式开水控制，开水流量受日照强度影响产水量不稳定，温控阀流出的开水量无法控制，少了不够，多了就放凉了，第2天凉开水将浪费掉，即浪费掉1个蓄水箱的水。

(3)将全玻璃真空集热管的內管加入U型管形成集热开水器，真空管采集的太阳能将U型管中的水加热的100℃时，直接产生开水；这种太阳能开水器，其现场设备安装技术较复杂并且水的流道较小容易结垢，不适应产品开发及推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的新型模块化真空管太阳能开水系统，本实用新型采用高效真空管元件组成真空管集热器组件，搜集阳光将光能转化成热能，尤其是针对真空管太阳能开水器系统的设计创造性地采用了模块化、规范化、产业化生产，简化了系统现场安装的工作量并提高了安装质量和节能效果，能够全面满足家庭及工程供给开水的要求。

本实用新型包括：真空管集热器组件、蓄热保温水箱、热交换器、集热循环管、温度传感器、补水管、阀门、软水器、净水器、电开水器、煤气开水器、燃气开水器、用于支撑固定蓄热保温水箱的水箱支架、用于支撑固定真空管集热器组件的集热器支架、连接蓄热保温水箱的连接管道。

所述蓄热保温水箱为卧式保温水箱，所述卧式保温水箱为横放的圆柱形水箱。

所述蓄热保温水箱设置有安装孔、排气溢流孔、排污孔，温度传感器；其中，所述安装孔设置在所述蓄热保温水箱的侧部和底部，所述排气溢流孔、排污孔设置在所述蓄热保温水箱的底部，提高了保温效果，减少了热量损失，进一步加强了保温性能。

所述蓄热保温水箱内设有热交换器，所述热交换器为不锈钢波纹盘管式热交换器，其作用是有利于实现承压运行的效果又利于减少水垢增加水质清洁度，进而使系统运行更加稳定，避免跑水事故发生。

所述蓄热保温水箱侧端盖上方设置有温度传感器，其作用是能够利于调控水温水位从而实现全自动智能运行。

所述真空管集热器组件包括相互连接的集热元件和集联箱；所述集热元件为真空管，所述真空管的数量为一个或一个以上，所述真空管的两端分别与所述集联箱和所述集热器支架相连接，所述真空管与所述集热器支架平面间的夹角范围为2度至3度，利于节约集热时间、增大集热量；所述集联箱的数量为两个或两个以上，所述集联箱之间为串联连接，所述集联箱之间的串联连接为纵向连接或者横向连接；所述集联箱的两侧各设置用来插装真空管的安装孔，所述安装孔的孔口设置有硅胶密封圈，所述安装孔的数量与所述集热元件的数量相同；所述集联箱的两端设置有上下双开孔，所述双开孔用于连接集热循环管。

所述蓄热保温水箱和与其相邻的集联箱之间通过集热循环管串联连接。

所述集热循环管连接集联箱的双开孔与蓄热保温水箱的侧端盖下方的安装孔；所述集热循环管包括上循环管和下循环管，所述下循环管比上循环管长100至200cm，所述上循环管与下循环管相邻管口的高位差为50mm至100mm，这样利于形成热上冷下的自然循环，大幅提高集热效率，同时，利于提升系统的防冻性能。

所述连接管道通过软水器和净化器，所述连接管道一端连接在水箱中的热交换器进水口上而另一端连接在水箱底部，用于水箱补水。所述热交换器的出水口连接到电开水器或煤气开水器、燃气开水器。

所述集热器支架与水平面之间的夹角为10度至25度以利于太阳光能量的收集及循环。

本实用新型还包括自动控制系统，所述自动控制系统为全自动智能控制器，用来控制本实用新型的补水、电加热、防冻、用水(增压)循环等功能，并能显示蓄热保温水箱内的水量和水温，能够全面按照用户设定好的的需求自动运行。

所述蓄热保温水箱和真空管集热器组件之间的集热循环管的固定连接以及集联箱之间的串联连接固定通过辅助配件进行。

所述蓄热保温水箱采用不锈钢材焊接而成，保温性能高；所述水箱支架采用型材铝合金材料制造而成；所述集热器支架采用型材铝合金材料制造而成。

本实用新型的优点是：设计结构新颖且具有创新性，达到模块化、标准化，产业化，实现了智能全自动控制，大幅提高了系统的安全稳定性能和保温性能，使系统运行更加稳定，充分避免了跑水、漏水等事故发生，并有效减少人为因素影响，简化了安装及配置流程，使安装及维修方便快捷，节约了大量人力及时间，具有能够24小时提供热水的性能，是一种技术集成一体两用的太阳能热水、开水供水系统，本实用新型大大提高了系统整体的使用寿命，可达到大规模工业化生产，适合在太阳能集中热水、开水供应系统的相关领域推广应用，本实用新型能够节能60％以上。本实用新型实现了工程产品的家用化、规范化的同时也实现了家用产品、商用产品的大型化、多用化。

附图说明

图1为本实用新型所述新型模块化真空管太阳能开水系统的结构示意图。

图1中所示：1-真空管集热器组件，2-集热循环管，3-蓄热保温水箱，4-温度传感器，5-热交换器，6-电开水器，7-煤气开水器，8-燃气开水器，9-补水管，10-净水器，11-软水器、12-阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括：真空管集热器组件1、集热循环管2、蓄热保温水箱3、温度传感器4、用于支撑固定蓄热保温水箱的水箱支架(图中未示)、用于支撑固定真空管集热器组件的集热器支架(图中未示出)、进水管(图中未示出)、进水管连接的阀门12、软水器11、净水器10、热交换器5、电开水器6、煤气开水器7，燃气开水器8、补水管9组成供水系统。

所述蓄热保温水箱3为横放的圆柱形水箱，设置有排污孔、排气溢流孔(图中未示出)、其中，排污孔和排气溢流孔设置在底部；蓄热保温水箱3内的底部设置补水口，蓄热保温水箱3的侧端盖上方设置有温度传感器4。

所述真空管集热器组件1包括相互连接的60根真空管和2个串联连接的集联箱；所述集联箱的两侧各设置30个用来插装真空管的安装孔，所述安装孔的孔口设置有硅胶密封圈；所述集联箱的一端设置有上下双开孔(图中未示出)，所述集联箱的双开孔用于连接集热循环管2；所述真空管的两端分别与集联箱和集热器支架相连接，所述真空管与集热器支架平面间的夹角为2.5度。

所述蓄热保温水箱3和与其相邻的集联箱之间通过集热循环管2串联连接。

所述集热器支架(图中未示出)与水平面之间的夹角为20度。

所述集热循环管2连接集联箱的双开孔与蓄热保温水箱3的侧端盖下方的安装孔；所述集热循环管2的下循环管比上循环管长110cm，上循环管与下循环管相邻管口的高位差为80mm。

所述蓄热保温水箱3和真空管集热器组件1之间的集热循环管2的固定连接以及集联箱之间的串联连接固定通过辅配件进行。

本实用新型还包括自动控制系统，所述自动控制系统为全自动智能控制器，用来控制系统的补水、电加热、防冻、用水(增压)循环等功能，并能显示蓄热保温水箱内的水量和水温，实现温控补水定时上水,定时加热.自动恒水位,自动恒温三种模式的一键智能处理以及水箱杀菌保护,防电热带起火、自动防溢流、防空晒、低水压保护、停电记忆、定时增压等性能，能够全面按照用户设定好的需求自动运行；所述自动控制系统还设置了太阳能热水系统智能仪表，以充分保障系统安全运行。

所述蓄热保温水箱3采用SUS3042B不锈钢材焊接而成，保温性能高于传统立式圆柱形水箱1.5倍以上，属于良好的储热耐寒无压容器；所述水箱支架采用型材铝合金材料制造而成；所述集热器支架采用型材铝合金材料制造而成。

本实用新型运行时，真空管集热器组件1采集太阳光的热能使真空管集热器组件1内的水温升高，高温水不断流向蓄热保温水箱3内，蓄热保温水箱3内的低温水不断流入真空管集热器组件1内，形成自然加热循环，最终使整个蓄热保温水箱3内的水达到加热70-80℃(即设定的温度)，打开自来水的阀门12，冷水通过软水器11和净水器10进入热交换器5预热，预热后的热水70℃流入电开水器6加热成100℃开水。本实用新型将20℃的自来水加热到70℃(提升50℃)，然后，电开水器6将70℃的自来水加热到100℃(提升30℃)，能够节电60-70％，因此，本实用新型是一种较理想的全天候太阳能开水系统。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的范围内，能够轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，包括：真空管集热器组件、蓄热保温水箱、热交换器、集热循环管、温度传感器、补水管、阀门、软水器、净水器、电开水器、煤气开水器、燃气开水器、用于支撑固定蓄热保温水箱的水箱支架、用于支撑固定真空管集热器组件的集热器支架、连接蓄热保温水箱的连接管道；

所述蓄热保温水箱设置有安装孔、排气溢流孔、排污孔，温度传感器；其中，所述安装孔设置在所述蓄热保温水箱的侧部和底部，所述排气溢流孔、排污孔设置在所述蓄热保温水箱的底部；所述蓄热保温水箱内设有热交换器；

所述真空管集热器组件包括相互连接的集热元件和集联箱；所述集热元件为真空管，所述真空管的两端分别与所述集联箱和所述集热器支架相连接，所述集联箱之间为串联连接，所述集联箱之间的串联连接为纵向连接或者横向连接；所述集联箱的两侧各设置用来插装真空管的安装孔，所述安装孔的孔口设置有硅胶密封圈，所述安装孔的数量与所述集热元件的数量相同；所述集联箱的两端设置有上下双开孔，所述双开孔用于连接集热循环管；

所述蓄热保温水箱和与其相邻的集联箱之间通过集热循环管串联连接；

所述集热循环管连接集联箱的双开孔与蓄热保温水箱的侧端盖下方的安装孔；所述集热循环管包括上循环管和下循环管；

所述连接管道通过软水器和净化器，所述连接管道一端连接在水箱中的热交换器进水口上而另一端连接在水箱底部；所述热交换器的出水口连接到电开水器或煤气开水器、燃气开水器。

2.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述蓄热保温水箱为卧式保温水箱，所述卧式保温水箱为横放的圆柱形水箱。

3.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述蓄热保温水箱采用不锈钢材焊接而成；所述水箱支架采用型材铝合金材料制造而成；所述集热器支架采用型材铝合金材料制造而成。

4.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述集热器支架与水平面之间的夹角为10度至25度。

5.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述下循环管比上循环管长100至200cm，所述上循环管与下循环管相邻管口的高位差为50mm至100mm。

6.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述热交换器为不锈钢波纹盘管式热交换器。

7.根据权利要求1所述的一种新型模块化真空管太阳能开水系统，其特征在于，所述真空管与所述集热器支架平面间的夹角范围为2度至3度。