CN205137642U - 一种太阳能集热系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能集热系统，包括太阳能热管集热器、换热器、热水储水箱、储气箱、生活用水箱、采暖系统和水泵，太阳能热管集热器冷凝端与换热器进气口连接，换热器进水口与热水储水箱冷水出口连接，换热器出水口与热水储水箱热水进口连接，热水储水箱第一热水出口与生活用水箱进水口连接，热水储水箱第二热水出口与采暖系统进口连接，采暖系统出口与热水储水箱第一回水口连接；储气箱设置在热水储水箱外，储气箱出气口与采暖系统进口连接，储气箱回气口与采暖系统出口连接，水泵进水口与采暖系统出口连接，水泵出水口与太阳能热管集热器蒸发端连接。本实用新型提高了太阳能的集热效率，解决了太阳能在冬季使用时的防冻问题。

Description

一种太阳能集热系统
技术领域
本实用新型属于太阳能应用技术领域，具体涉及一种太阳能集热系统。
背景技术
目前，很多大型企业、居民社区等都需要大量热水供应，如宾馆、大型洗浴中心、酒厂等，但采用常规的化石类能源供应热水，其能耗非常大，费用也很高。随着经济和社会的不断发展，石油、天然气和煤炭等常规能源的短缺问题越来越明显，由此造成的环境污染问题也日益严重。太阳能作为一种具有代表性的新能源，被认为是21世纪以后人类最可期待的、最有希望的能源。因此，利用太阳能集热已成为大势所趋。现有的太阳能集热器会出现传热极限和携带极限现象，普遍存在传热效率低，冬季易结冰而夏季温度过热的问题，同时采暖效果普遍受到气候因素的制约，难以普遍推广。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种太阳能集热系统，其结构简单，设计合理，避免了气液体两相流相互干扰的阻力，有效防止了热管集热器的传热极限和携带极限现象的出现，提高了太阳能的集热效率；解决了太阳能在冬季使用时的防冻问题，能保证太阳能集热器不受气候因素的影响。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能集热系统，其特征在于：包括太阳能热管集热器、换热器、热水储水箱、储气箱、生活用水箱、采暖系统和水泵，所述太阳能热管集热器的冷凝端与换热器的进气口连接，所述换热器的进水口通过第一温度控制阀与热水储水箱的冷水出口连接，所述换热器的出水口通过第二温度控制阀与热水储水箱的热水进口连接，所述热水储水箱的冷水进口上连接有冷水进水管，所述热水储水箱的第一热水出口通过第三温度控制阀与生活用水箱的进水口连接，所述热水储水箱的第二热水出口依次通过第一阀门和第四温度控制阀与采暖系统的进口连接，所述采暖系统的出口通过第二阀门与热水储水箱的第一回水口连接；所述储气箱设置在热水储水箱外，所述储气箱与生活用水箱之间形成的腔体为储气室，所述储气箱的进气口连接有进气管，所述储气箱的出气口通过第五温度控制阀与采暖系统的进口连接，所述储气箱的回气口通过第三阀门与采暖系统的出口连接，所述水泵的进水口通过第四阀门与采暖系统的出口连接，所述水泵的出水口与太阳能热管集热器的蒸发端连接。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括辅助热源，所述辅助热源的进水口通过第六温度控制阀与热水储水箱的辅助加热出水口连接，所述辅助热源的出水口通过第七温度控制阀与热水储水箱的辅助加热进水口连接。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括蒸汽池，所述蒸汽池的进气口与太阳能热管集热器的冷凝端连接，所述蒸汽池的出气口与换热器的进气口连接。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括液体池，所述液体池的进液口通过第八温度控制阀与换热器的冷凝液出口连接，所述液体池的出液口与太阳能热管集热器连接。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：所述生活用水箱的回水口通过第九温度控制阀与热水储水箱的第二回水口连接。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：所述冷水进水管上设置有第五阀门。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：所述进气管上设置有第六阀门。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：所述辅助热源为锅炉或电加热器。
上述的太阳能集热系统，其特征在于：所述采暖系统为地辐热采暖系统。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作方便。
2、本实用新型采用热管气体通道和液体通道相分离的设计结构，避免了气液体两相流相互干扰的阻力，有效防止了热管集热器的传热极限和携带极限现象的出现，有效提高了太阳能的集热效率。
3、本实用新型通过在热水储水箱外设置储气箱，利用空气的高热阻有效提高了储水箱的保温性能，在冬季能起到有效的保温作用，避免水箱结冰而影响稳定运行，有效解决了太阳能在冬季使用时的防冻问题，能够保证太阳能集热器不受气候因素的影响，具有集热效率高、绿色节能的优势。
4、本实用新型通过设置辅助热源，在供水温度较低的情况下开启辅助电加热系统，以满足热水和室内供暖需求。
5、本实用新型工作可靠性高，使用寿命长，使用效果好，保证冬季较低温度时满足热水温度需求，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—太阳能热管集热器；2—蒸汽池；3—液体池；
4—换热器；5—热水储水箱；5-1—冷水进水管；
6—储气箱；6-1—进气管；7—辅助热源；
8—生活用水箱；9—采暖系统；10—第四温度控制阀；
11—第九温度控制阀；12—第六温度控制阀；13—水泵；
14—第一温度控制阀；15—第一阀门；16—第五温度控制阀；
17—第三阀门；18—第二阀门；19—第四阀门；
20—第二温度控制阀；21—第三温度控制阀；22—第七温度控制阀；
23—第八温度控制阀；24—第五阀门；25—第六阀门。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括太阳能热管集热器1、换热器4、热水储水箱5、储气箱6、生活用水箱8、采暖系统9和水泵13，所述太阳能热管集热器1的冷凝端与换热器4的进气口连接，所述换热器4的进水口通过第一温度控制阀14与热水储水箱5的冷水出口连接，所述换热器4的出水口通过第二温度控制阀20与热水储水箱5的热水进口连接，所述热水储水箱5的冷水进口上连接有冷水进水管5-1，所述热水储水箱5的第一热水出口通过第三温度控制阀21与生活用水箱8的进水口连接，所述热水储水箱5的第二热水出口依次通过第一阀门15和第四温度控制阀10与采暖系统9的进口连接，所述采暖系统9的出口通过第二阀门18与热水储水箱5的第一回水口连接；所述储气箱6设置在热水储水箱5外，所述储气箱6与生活用水箱8之间形成的腔体为储气室，所述储气箱6的进气口连接有进气管6-1，所述储气箱6的出气口通过第五温度控制阀16与采暖系统9的进口连接，所述储气箱6的回气口通过第三阀门17与采暖系统9的出口连接，所述水泵13的进水口通过第四阀门19与采暖系统9的出口连接，所述水泵13的出水口与太阳能热管集热器1的蒸发端连接。
如图1所示，本实用新型还包括辅助热源7，所述辅助热源7的进水口通过第六温度控制阀12与热水储水箱5的辅助加热出水口连接，所述辅助热源7的出水口通过第七温度控制阀22与热水储水箱5的辅助加热进水口连接。当热水储水箱5内水的温度不能满足需要时，可启动辅助热源7加热。
如图1所示，本实用新型还包括蒸汽池2，所述蒸汽池2的进气口与太阳能热管集热器1的冷凝端连接，所述蒸汽池2的出气口与换热器4的进气口连接；太阳能热管集热器1中产生的热蒸汽，可暂存在蒸汽池2内。
如图1所示，本实用新型还包括液体池3，所述液体池3的进液口通过第八温度控制阀23与换热器4的冷凝液出口连接，所述液体池3的出液口与太阳能热管集热器1连接；换热器4内形成的冷凝水，可储存在液体池3内后进入太阳能热管集热器1。
如图1所示，所述生活用水箱8的回水口通过第九温度控制阀11与热水储水箱5的第二回水口连接。
如图1所示，所述冷水进水管5-1上设置有第五阀门24。
如图1所示，所述进气管6-1上设置有第六阀门25。
本实施例中，所述辅助热源7为锅炉或电加热器。
本实施例中，所述采暖系统9为地辐热采暖系统。
本实用新型的工作原理为：太阳能热管集热器1吸收太阳能，太阳能热管集热器1产生的热蒸汽进入换热器4，热水储水箱5内的冷水进入换热器4经换热器4进行热交换后，达到一定温度的水进入热水储水箱5，经多次交换后，当热水储水箱5内的水温达到生活用水温度后，进入生活用水箱8供生活使用。当热水储水箱5内的水温达到采暖用温度时，打开第一阀门15、第四温度控制阀10和第四阀门19，关闭第五温度控制阀16、第三阀门17和第二阀门18，进入采暖系统9供暖。在热交换过程中，储气箱6内的气体被加热，当热水储水箱5内的水温过高时，可将储气箱6内的气体进入采暖系统9供暖。采用气体供暖时，需要先将采暖系统9中的水排掉，即需关闭第一阀门15、第四温度控制阀10和第三阀门17，打开第五温度控制阀16和第二阀门18，当采暖系统9中的水排掉后，关闭第二阀门18，打开第三阀门17，供暖的气体循环回流至储气箱6。如果热水储水箱5的热水温度不足以保证供暖用热水温度时，辅助热源7开始工作。如果外界温度较低时，为防止管道内的水冻结，应使空气系统进入工作状态，水系统停止工作。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种太阳能集热系统，其特征在于：包括太阳能热管集热器(1)、换热器(4)、热水储水箱(5)、储气箱(6)、生活用水箱(8)、采暖系统(9)和水泵(13)，所述太阳能热管集热器(1)的冷凝端与换热器(4)的进气口连接，所述换热器(4)的进水口通过第一温度控制阀(14)与热水储水箱(5)的冷水出口连接，所述换热器(4)的出水口通过第二温度控制阀(20)与热水储水箱(5)的热水进口连接，所述热水储水箱(5)的冷水进口上连接有冷水进水管(5-1)，所述热水储水箱(5)的第一热水出口通过第三温度控制阀(21)与生活用水箱(8)的进水口连接，所述热水储水箱(5)的第二热水出口依次通过第一阀门(15)和第四温度控制阀(10)与采暖系统(9)的进口连接，所述采暖系统(9)的出口通过第二阀门(18)与热水储水箱(5)的第一回水口连接；所述储气箱(6)设置在热水储水箱(5)外，所述储气箱(6)与生活用水箱(8)之间形成的腔体为储气室，所述储气箱(6)的进气口连接有进气管(6-1)，所述储气箱(6)的出气口通过第五温度控制阀(16)与采暖系统(9)的进口连接，所述储气箱(6)的回气口通过第三阀门(17)与采暖系统(9)的出口连接，所述水泵(13)的进水口通过第四阀门(19)与采暖系统(9)的出口连接，所述水泵(13)的出水口与太阳能热管集热器(1)的蒸发端连接。
2.按照权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括辅助热源(7)，所述辅助热源(7)的进水口通过第六温度控制阀(12)与热水储水箱(5)的辅助加热出水口连接，所述辅助热源(7)的出水口通过第七温度控制阀(22)与热水储水箱(5)的辅助加热进水口连接。
3.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括蒸汽池(2)，所述蒸汽池(2)的进气口与太阳能热管集热器(1)的冷凝端连接，所述蒸汽池(2)的出气口与换热器(4)的进气口连接。
4.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：还包括液体池(3)，所述液体池(3)的进液口通过第八温度控制阀(23)与换热器(4)的冷凝液出口连接，所述液体池(3)的出液口与太阳能热管集热器(1)连接。
5.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：所述生活用水箱(8)的回水口通过第九温度控制阀(11)与热水储水箱(5)的第二回水口连接。
6.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：所述冷水进水管(5-1)上设置有第五阀门(24)。
7.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：所述进气管(6-1)上设置有第六阀门(25)。
8.按照权利要求2所述的太阳能集热系统，其特征在于：所述辅助热源(7)为锅炉或电加热器。
9.按照权利要求1或2所述的太阳能集热系统，其特征在于：所述采暖系统(9)为地辐热采暖系统。
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