CN205718000U - 一种太阳能热水器系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能热水器系统，属于热水器技术领域。该太阳能热水器系统通过采用储热模块，可以实现将储存的热量对水箱加热，保证了水箱的温度，解决了现有的太阳能热水器的水温难以保持的技术问题。

Description

一种太阳能热水器系统

技术领域

本实用新型涉及热水器技术领域，尤其是涉及一种太阳能热水器系统。

背景技术

太阳能，是指太阳的热辐射能，主要表现就是我们通常说的太阳光线。在现代社会中，一般用作发电或者为热水器提供能源。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能作为一种新兴的可再生能源，人们对太阳能的利用主要有光热转换和光电转换两种方式。其中，光热转换的基本原理是利用太阳能集热装置将太阳的辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能，以供人们使用。

目前，太阳能热水器即是通过光热转换作用利用太阳能的产品，已经广泛应用于人们的日常生活中。太阳能热水器是把太阳的光能转化为热能的装置，可以将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式可以分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，用平板型太阳能集热器组成的热水器即平板太阳能热水器，占我国的市场份额比较小。我国主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。

不论哪种形式的太阳能热水器，在水温较低时都不能正常使用，限制了热水器的应用。目前，现行的太阳能热水器主要采用的是太阳能集热器采集热量实现水温的加热，但是，这种太阳能热水器的水温难以保持，且受天气影响较大，例如在阴天时，水的温度很低，不能满足人们日常生活生产的热水供给。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种太阳能热水器系统，能够给水箱加热保证了水温，以解决现有技术中太阳能热水器的水温难以保持的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种太阳能热水器系统，包括水箱、太阳能集热模块和储热模块；其中，

所述储热模块一端通过管路与所述水箱相连，另一端通过管路与所述太阳能集热模块相连。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第一种可能的实施方式，其中，所述储热模块的数量为至少两组，所述储热模块平行放置且相互隔热。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第二种可能的实施方式，其中，所述储热模块包括储热管道和储热介质，所述储热管道位于所述储热模块内部，所述储热介质填充于所述储热模块与所述储热管道的间隙中。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第三种可能的实施方式，其中，所述储热介质为相变储热材料。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第四种可能的实施方式，其中，该太阳能热水器系统还包括支撑装置，所述太阳能集热模块固定在所述支撑装置上。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第五种可能的实施方式，其中，所述太阳能集热模块包括集热框、集热板、集热管和盖板；所述集热框正面具有凹槽，所述集热板通过凹槽固定在所述集热框中，所述集热管固定在所述集热板上，所述盖板覆盖在所述集热管上。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第六种可能的实施方式，其中，所述太阳能集热模块至少为两组，所述太阳能集热模块之间通过管路串联连接。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第七种可能的实施方式，其中，所述支撑装置为立体层叠式支架。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第八种可能的实施方式，其中，所述储热模块与所述水箱之间的管路上设有电磁阀，所述储热模块与所述太阳能集热模块之间的管路上设有控制阀。

本实用新型实施例提供了该太阳能热水器系统的第九种可能的实施方式，其中，所述水箱上具有控制系统、排气孔和溢流孔；所述控制系统包括单片机和控制面板，所述控制系统与所述电磁阀相连。

本实用新型实施例提供的太阳能热水器系统，通过采用储热模块，可以实现将储存的热量对水箱加热，保证了水箱的温度，解决了现有的太阳能热水器的水温难以保持的技术问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的的结构框架图；

图2示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的储热模块的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的太阳能集热模块的结构示意图。

图4示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的支撑装置的结构示意图。

图5示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的水箱的结构示意图。

图6示出了本实用新型实施例所提供的一种太阳能热水器系统的具体实施结构图。

图示说明：

10-水箱，20-储热模块，30-太阳能集热模块，40-支撑装置

101-控制系统，102-排气孔，103-溢流孔，104-电磁阀，105-控制阀

111-控制面板

201-储热管道，202-储热介质，203-进孔管，204-出孔管，

205-集热材料，206-透明隔热材料

301-集热框，302-集热板，303-集热管，304-盖板

401-层叠架，402-支撑架，403-前腿，404-底架，405-后腿

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，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。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。太阳能作为一种可再生能源，太阳能利用的基本方式可分为光热利用、光电利用、光化学利用、光生物利用四类。在四类太阳能利用方式中，光热转换的技术最成熟，产品也最多，成本相对较低。如：太阳能热水器、开水器、干燥器、太阳灶、太阳能温室、太阳房、太阳能海水淡化装置以及太阳能采暖和制冷器等。太阳能光热发电比光伏发电的太阳能转化效率较高，但应用还不普遍。在光热转换中，当前应用范围最广、技术最成熟、经济性最好的是太阳能热水器的应用。太阳能热水器是将太阳光能转化为热能，实现将水从低温加热到高温的装置。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前的市场上主要以真空管式太阳能热水器为主。太阳能热水器系统的使用已经随处可见，如农村的普通家庭，小区，大学宿舍等。现行的太阳能热水器主要采用的是太阳能集热器采集热量实现水温的加热，但是，这种太阳能热水器的水温难以保持，且受天气影响较大，例如在阴天时，水的温度很低，不能满足人们日常生活生产的热水供给。基于此，本实用新型实施例提供的一种太阳能热水器系统，通过采用储热模块，可以实现将储存的热量对水箱加热，保证了水箱的温度，解决了现有的太阳能热水器的水温难以保持的技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种太阳能热水器系统进行详细介绍，

参照图1所示的太阳能热水器系统的结构框架图，该太阳能热水器系统包括：水箱10、储热模块20和太阳能集热模块30。其中：

储热模块20的一端通过管路与水箱10相连，储热模块20的另一端通过管路与太阳能集热模块30相连，需要说明的是，该太阳能热水器系统利用的管路采用的是耐温范围广的隔热材料。

参照图2所示的太阳能热水器系统的储热模块的结构示意图，该太阳能热水器系统的储热模块20，包括储热管道201和储热介质202；需要说明的是，该储热模块的形状可以是立方体也可以是圆柱体。其中，储热管道201设置在储热模块20的内部，储热管道201采用的是导热性能良好的材料，形状可以是蛇形或螺旋形，储热介质202均匀的填充在储热模块20和储热管道201的间隙中，储热模块20的外侧装有进孔管203和出孔管204，进孔管203和出孔管204的一端与储热管道201的两端分别连通，进孔管203和出孔管204的另一端分别与管路连通，进孔管203和出孔管204可以在储热模块20的同一侧，也可以在储热模块20的不同侧，可以在上部，也可以在下部。进孔管203和出孔管204采用耐温度范围广、隔热的材料，储热介质202外部包裹有集热材料205，集热材料205可以吸收热量，如太阳能等，储热模块20的外部覆盖有一层透明隔热材料206，一方面可以减少储热模块与外界环境的热量交换造成的损失，另一方面，可以减少平行放置的储热模块之间产生热量的交换而造成的损失。进一步的是，储热介质202为相变储热材料，具体的是，相变储热材料可以是固体的，比如金属，也可以是液体的，比如导热油、熔融盐，还可以是气体的，比如蒸汽，也可以是其中两者的混合。

储热模块可以放在室内，水经过管路由储热模块外侧的进孔管流入储热模块的储热管道中，可以与储热模块内部均匀分布的储热介质交换热量，然后经由储热模块的出孔管流出，最后进入管路，完成储热、放热实现热量交换的过程。

储热模块也可以放在室外，此时储热主要靠储热模块内的集热材料收集太阳能的热量，然后传递给储热介质完成储热，放热则是经过储热介质传递热量进入储热管道，对水完成加热，保证水温。

参照图3所示的太阳能热水器系统的太阳能集热模块的结构示意图，该太阳能热水器系统的太阳能集热模块30包括集热框301、集热板302、集热管303和盖板304；其中，集热框301正面具有凹槽，集热板302通过凹槽固定在集热框301内，集热管303固定在集热板302上，盖板304覆盖在集热管303上。需要说明的是，集热板302可以吸收太阳能的辐射能，将光能转化为热能，另外，集热板302也可以将热量传递给集热管303，对集热管303进行加热，集热管303可以以嵌入的形式嵌入集热板302中，集热管303可以横向放置，也可以纵向放置，通过集热板302和集热管303的共同作用，可以进一步提高集热效率，盖板304覆盖在集热管303的上面，一方面可以阻止空气流通，减少热量损失。另一方面可以起到保护集热管303和集热板302的作用，防止恶劣天气下，如雨水、冰雹的撞击损害以及灰尘等杂质的进入造成的影响。需要说明的是，盖板304是透明材料，优选的是，盖板304是透明玻璃板。

该太阳能热水器系统还包括支撑装置，太阳能集热模块30固定在支撑装置上。

参照图4所示的太阳能热水器系统的支撑装置的结构示意图，该太阳能热水器系统的支撑装置为立体层叠式支架，包括层叠架401，支撑架402，前腿403，底架404，后腿405。其中，层叠架401可以分多层，对应于太阳能集热模块30的数量；支撑架402用于支撑整体，前腿403、底架404和后腿405组成“防风腿”，用于抵抗大风侵袭。进一步的是，支撑装置由不锈钢材质组成。

参照图5所示的太阳能热水器系统的水箱的结构示意图，该太阳能热水器系统的水箱10上具有控制系统101、排气孔102和溢流孔103；控制系统101包括内部的单片机(图中未示出)和控制面板111，单片机具有液体流量计和温度测量控制模块，可以实现自动补水功能、集热功能。自动补水功能是通过液位参数来控制阀以保证集热水箱液位达到设定值。集热功能是当水箱满水或者水箱温度低于集热器内水温时，温度测量控制模块启动：当温差大于设定上限时，采集热水；反之，控制水箱的水位，并且在水箱内水温低于设定时，对水箱内部的水进行加热，以满足用户对热水的需求。控制面板111用于实现人机交互，方便用户操作。控制系统101与电磁阀相连。排气孔102可以是上排气口，下排气口或侧排气口，以保证储水箱与大气相通，防止出现负压或者正压而造成水箱10的吸瘪或胀裂。溢流孔103一方面可以起到当水箱水满时排水的作用，另一方面可以与大气相通，起到排气的作用。需要说明的是，溢流孔103的高度应该和排气孔102的中心距等高。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

如图6所示，本实用新型实施例提供的太阳能热水器系统，该太阳能热水器系统包括水箱10、储热模块20和太阳能集热模块30；其中，

储热模块20一端通过管路与水箱10相连，另一端通过管路与太阳能集热模块30相连。

进一步的是，储热模块20与水箱10之间的管路上设有电磁阀104，储热模块20与太阳能集热模块30之间的管路上设有控制阀105。电磁阀104用于控制储热模块20完成储热和放热过程，以实现对水温的加热，保证水温，控制阀105用以控制管路中水的流量。

优选的是，储热模块20是立方体结构，储热模块20包括储热管道201和储热介质202，其中，本实施例中采用的储热管道201是蛇形结构，并采用导热性良好的材料，储热管道201设置在储热模块20的内部，储热介质202均匀的填充在储热模块20和储热管道201的间隙中，储热模块20的外侧装有进孔管203和出孔管204，进孔管203和出孔管204与储热管道201的两端分别连通，本实施例中的进孔管203和出孔管204在储热模块20的同一侧，进孔管203和出孔管204采用耐温度范围大、隔热的材料，储热介质202外部包裹有集热材料205，集热材料205可以吸收热量，如太阳能等，并将其传递给储热介质202，储热模块20的外部覆盖有一层透明隔热材料206，一方面可以减少储热模块与外界环境的热量交换造成的损失，另一方面，可以减少平行放置的储热模块之间产生热量的交换而造成的损失。

进一步的是，储热介质202为相变储热材料，优选的是，相变储热材料是固体状态的金属。

进一步的是，储热模块20的数量为至少两组，储热模块20平行放置且相互隔热。相邻储热模块之间的进孔管203和出孔管204按顺序串联连接。储热模块20可以沿纵向或横向平行堆叠，可以根据储热模块20的的形状和实际安装需要确定；当储热模块20为立方体时，优选的是，纵向平行堆叠，当储热模块20的形状为圆柱体时，优选的是，横向平行堆叠。本实施例的储热模块20为立方体，所以图中采用纵向平行堆叠的方式放置在室内。

进一步的是，该太阳能热水器系统的太阳能集热模块30包括集热框301、集热板302、集热管303和盖板304；其中，集热框301正面具有凹槽，集热板302通过凹槽固定在集热框301内，集热管303固定在集热板302上，盖板304覆盖在集热管303上。需要说明的是，集热板302可以吸收太阳能的辐射能，将光能转化为热能，同时，集热板302也可以将热量传递给集热管303，对集热管303进行加热，集热管303为横向放置，集热板302和集热管303的共同作用，可以进一步提高集热效率，盖板304覆盖在集热管303的上面，一方面可以阻止空气流通，减少热量损失。另一方面可以起到保护集热管303和集热板302的作用，防止恶劣天气下，如雨水、冰雹的撞击损害以及灰尘等杂质的进入造成的影响。需要说明的是，盖板304是透明材料，优选的是，盖板304是透明玻璃板。

优选的是，太阳能集热模块30至少为两组，太阳能集热模块30之间通过管路串联连接。太阳能集热模块彼此之间通过管路实现互联，可以纵向互联，同时还可以横向互联。本实施例中得三组太阳能集热模块为纵向互联。

进一步的是，该太阳能热水器系统还包括支撑装置40，太阳能集热模块30固定在支撑装置40上。

优选的是，支撑装置40为立体层叠式支架，包括层叠架401，支撑架402，前腿403，底架404，后腿405。其中，层叠架401可以分多层，对应于太阳能集热模块30的数量；支撑架402与层叠架401可以移动，通过对两者的调节达到最佳角度，通过对立体层叠式支架合理的调节，让串联的每组太阳能集热模块彼此互不遮挡，以保证太阳能集热模块最大限度的利用太阳能。前腿403、底架404和后腿405组成“防风腿”，用于抵抗大风侵袭。进一步的是，支撑装置40由不锈钢材质组成。

进一步的是，该太阳能热水器系统的水箱10具有控制系统101、排气孔102和溢流孔103；控制系统101包括内部的单片机(图中未示出)和控制面板111，因为单片机中具有液体流量计和温度测试控制模块，可以实现对水温和水位的实时测量。控制系统101与电磁阀104相连，控制系统101可以控制电磁阀104的开闭。本实施例中采用的排气孔102是侧排气口，以保证储水箱与大气相通，防止出现负压或者正压而造成水箱10的吸瘪或胀裂。溢流孔103与排气孔102等高度排列，且两者之间有一定间距。

该太阳能热水器系统使用前，可以预先根据房屋结构安装好并调整好支撑装置40的位置和角度。

使用时，太阳能集热模块30通过太阳能集热板302和集热管303，吸收太阳的辐射能，将光能转化为热能。由于多组串联连接的太阳能集热模块，在高温空晒状态，集热效率将快速上升。

控制阀105开启，集热管303的水被加热进入管路，流经储热模块20，储热模块20通过储热介质202与水产生一定的热交换，并将热量存储起来，然后热水流经过管路进入水箱10。

当热水温度下降，水箱10上的控制系统101控制电磁阀104开启，储热模块20将存储的热量进入管路，对水进行加热，提升水温。当水温达到要求时，控制系统101控制电磁阀104关闭，实现自动控制。

本实用新型实施例提供的一种太阳能热水器系统，通过采用储热模块，可以实现将储存的热量对水箱加热，保证了水箱的温度，解决了现有的太阳能热水器的水温难以保持的技术问题。

需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“上部”、“下部”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能热水器系统，其特征在于，包括水箱、太阳能集热模块和储热模块；其中，

所述储热模块一端通过管路与所述水箱相连，另一端通过管路与所述太阳能集热模块相连。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述储热模块的数量为至少两组，所述储热模块平行放置且相互隔热。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述储热模块包括储热管道和储热介质，所述储热管道位于所述储热模块内部，所述储热介质填充于所述储热模块与所述储热管道的间隙中。

4.根据权利要求3所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述储热介质为相变储热材料。

5.根据权利要求1所述的太阳能热水器系统，其特征在于，还包括支撑装置，所述太阳能集热模块固定在所述支撑装置上。

6.根据权利要求5所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述太阳能集热模块包括集热框、集热板、集热管和盖板；其中，

所述集热框正面具有凹槽，所述集热板通过凹槽固定在所述集热框中，所述集热管固定在所述集热板上，所述盖板覆盖在所述集热管上。

7.根据权利要求6所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述太阳能集热模块至少为两组，所述太阳能集热模块之间通过管路串联连接。

8.根据权利要求5所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述支撑装置为立体层叠式支架。

9.根据权利要求1所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述储热模块与所述水箱之间的管路上设有电磁阀，所述储热模块与所述太阳能集热模块之间的管路上设有控制阀。

10.根据权利要求9所述的太阳能热水器系统，其特征在于，所述水箱上具有控制系统、排气孔和溢流孔；其中，

所述控制系统包括单片机和控制面板，所述控制系统与所述电磁阀相连。