CN206310588U

CN206310588U - 一种太阳能采暖系统

Info

Publication number: CN206310588U
Application number: CN201621380777.6U
Authority: CN
Inventors: 李成彬; 李玉贵; 骆俊杰; 徐全军
Original assignee: GUANGYUAN SOLAR ENERGY Co Ltd
Current assignee: GUANGYUAN SOLAR ENERGY Co Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-07-07
Anticipated expiration: 2026-12-15

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能采暖系统，包括集热模块、储热模块、采暖模块及依次连接集热模块、储热模块、采暖模块的循环回路；所述循环回路包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；所述第一通道连接集热模块的工质出口和储热模块的工质入口端；所述第二通道连接储热模块的工质出口和集热模块的工质入口端；所述第三通道为第二通道上一歧路，所述第三通道连接储热模块的工质出口和采暖模块的工质入口端，所述第三通道上设有一电控阀门；所述第四通道一端连接采暖模块的工质出口，另一端与第一通道汇合后连接储热模块的工质入口端。本实用新型的太阳能采暖系统具有高效、安全、可靠、便捷、低成本等优点，符合北方地区单户采暖的需求。

Description

一种太阳能采暖系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能采暖系统，属于太阳能技术领域。

背景技术

经过近30年的发展，以普通双层同轴全玻璃真空太阳能集热管集热器、平板太阳能集热器为主的低温太阳能热水系统得到了快速的普及，并成为继电热水器和燃气热水器之外的第三种生活热水系统，并在广大农村得到认可和广泛应用。随着太阳能低温热利用技术的成熟，中温太阳能热利用技术的发展，以及北方地区煤采暖改造的需求，采用太阳能热利用技术以满足北方市场采暖需求的期望越来越高。行业内诸多企业也在不遗余力的发展多种太阳能采暖技术，以满足日益增长的冬季采暖改造的迫切需要。

目前，实施太阳能光热技术实现采暖的技术主要包括：

利用建筑本身实现太阳能采暖的需求。典型的如特朗伯墙，或以特朗伯墙为基础延伸的多种建筑自采暖技术。一种利用太阳能的墙内壁蓄热采暖系统(201610114254.5)、太阳能集热采暖保温幕墙及屋面与太阳能空调系统(201610518576.6)、太阳能采暖窗系统(201620232558.7)等专利则是在特朗伯墙为基础的发展的各种利用建筑本身实现自采暖的技术。但受限于各种建筑的差异化，以及不同的地域特性，该种技术并没有实现批量化生产，实现显著的产业化。其主要原因主要包括：(1)建筑的复杂性导致该类型产品变化多端，无法实现标准化生产，造成成本过高，无法满足市场价格需要；(2)产品仅能依附于建筑本身，并充分利用建筑南立面实现采暖，但采暖面积过低，同时产品在低温条件下热损耗非常大，获得的热量无法满足实际采暖需要；(3)对于已存在的建筑，在已有建筑上实施改造，严重的影响了原有建筑的美观性，安全性和可靠性，从而导致市场难以接受。

利用现有太阳能热水器进行采暖。一种紧凑型太阳能采暖热水器(201620215245.0)、一种太阳能采暖装置(200820176576.3)、家用太阳能采暖壁挂炉(200920029166.0)等专利则是典型的利用现有太阳能热水器进行改造后实现太阳能采暖和热水的双重应用。目前，市场上还没有可以应用的这一类太阳能采暖系统，其主要原因在于：(1)普通太阳能热水系统最大配置为300升，集热管数量30～50支全玻璃真空集热管，如采用平板太阳能集热器，一般采用2～6㎡。在配置上仅能够满足家用热水需求。尤其在冬季，由于集热面积太小，且在冬季集热效果会更差，导致系统没有更多的热量用于采暖，在技术上根本无法满足用户需求；(2)由于在现有普通太阳能热水器基础上改造，致使现有的太阳能热水器成本大幅度增加，使其性价比严重下降而导致用户无法接受；(3)普通全玻璃真空太阳能集热管热水器因管内有水，容易造成冬季冻管，造成集热管破损，集热器漏水，严重时导致集热器自动上水，造成房顶大面积结冰，危害建筑和用户安全。而平板太阳能热水器则因为平板集热器在冬季寒冷季节保温性能差，热效率低而无法满足用户使用。这也导致绝大部分用户，尤其是西北、东北地区的用户，一般在冬季的时候基本不使用太阳能热水器，这也导致该类太阳能采暖系统无法满足市场需要。

利用已有的常规联集管集热器或平板集热器热水系统实现采暖，通过将储热水箱中的热水输送到室内的暖气片或地暖管实现采暖，一般通过电辅助加热、空气源热泵或生物质锅炉实现辅助能源，系统一般采用承压或非承压运行。例如，一种利用太阳能进行智能化采暖与热水的技术方法及装置(200510044815.0)、太阳能、采暖炉联合供暖系统(200920104324.4)、生物质能与太阳能全自动互补采暖热水系统(201020185902.4)、太阳能采暖及供生活热水一体化系统(201120080311.5)、一泵控制三种循环方式的太阳能采暖系统(201210594384.5)、一种太阳能地采暖系统(201320357505.4)、一种太阳能-燃气壁挂炉复合采暖系统(201320570943.9)、一种新型空气热交换太阳能采暖系统(201320794521.X)、一种太阳能与多种能源互补采暖热水系统(201520193412.1)、利用太阳能的采暖系统与多热源采暖系统(201521119819.6)。其中在市场上出现的采暖系统，并得到应用的主要有两种方式：(1)平板集热器或U型管真空管集热器或金属热管集热器太阳能热水系统改装的采暖系统。上述系统集热器内可以采用防冻液，可有效防止集热器在冬季冻坏问题，但也存在如下问题，导致该类系统仅在部分试点中得到验证，主要包括：a)平板型集热器冬季热损过大，集热性能下降剧烈而无法获取相应的能量，无法满足采暖需求。b)采用承压系统，虽然解决了冬季防冻的问题，但致使系统造价大幅度增加，使实际市场应用难以接受。c)承压系统在非冬季节时系统严重过热，造成系统压力过大，虽然采用膨胀箱进行泄压，但尝试处于过压状态，造成系统频繁故障，安全性差。有人提出非采暖季节采用遮盖方式防止过热，但在实际应用中未见实际广泛应用，其主要原因是由此造成造作和维护更为复杂；d)非冬季节集热器温度过高，采用的铜管容易过快氧化，导致管路泄露，系统失效。(2)普通横置太阳能集热管联集器太阳能热水系统改装的采暖系统。该类在市场中应用的较为广泛，其主要原因是成本相对低廉。但其存在的故障也是最多的，主要表现在：a)集热管内走水，冬季连续雨、雪、阴天时，容易造成集热管内水结冰，冻裂太阳能集热管，导致管内的水流失，系统报废，严重时导致屋顶结冰，危害建筑安全；b)集热管和管路内走水，为防止系统冻坏，一般采用防冻循环措施，辅助方式为电加热器或电伴热带，系统采用过多或过大的运行泵，造成系统运行成本过高，造成节能产品变成耗能产品。c)集热管内始终存有大量的水，导致管内的水无法使用，其能量占系统的热量25％左右，造成系统能源浪费。部分技术采用管道排空技术，但该技术导致需要巨大的储水箱接受管内的水，同时极容易出现上水炸管问题。因此，该管内排空技术也没有为业内所接受。基于上述因素，利用已有的常规联集管集热器或平板集热器热水系统实现采暖应用，目前在市场上也出现了严重的困局，无法满足市场和技术发展的需要。

通过上述分析，目前出现的集中太阳能采暖技术无法满足市场上日益增长的需求，其关键原因可以总结为以下几个方面:

(1)仅仅期望采用常规太阳能热水器(系统)技术实现太阳能采暖，未能从系统和用户实际相结合，开发专用的太阳能集热部件、采暖系统，以实现有效的采暖应用；

(2)普通太阳能的系统在冬季或非采暖季节应用时存在着严重的安全隐患，或者为解决隐患而附加了诸多手段致使系统维护更为复杂；

(3)过高的成本，过高的维护成本及极低的安全性和性价比造成产品仅在部分样板中得到应用，未能有效被市场所接受。

因此，一个可以广泛推广应用的太阳能采暖系统应该从以下几个层面考虑：

(1)专业性。针对不同的用户需求和条件，应该提供不同的产品或系统，而不能采用一个产品或系统满足所有用户的不同需求。因此，基于目前采暖市场主要针对农村单独住户的采暖特征和需求，应开发切实满足其需求的，专业化的太阳能采暖系统；因此，无论是从系统的角度，还是从集热零部件、管道泵阀，控制系统等角度，都应该独立开发符合需求的专业化产品和系统。

(2)可靠性。对于用户而言，首要考虑的问题是系统是否可靠，起可靠性主要体现在运行可靠性和维护简单等方面。既要保证在运行过程中不能出现故障，也不允许出现各种隐患，防止因故障的出现造成用户的严重损失。尤其在冬季急需采暖时，系统故障会造成用户不可估量的损失。而系统的整体可靠性不但从系统考虑，也要从部件、组件、控制、系统、维护等多方面考虑。

(3)经济性。对于市场和用户，系统能否被接受，首要敏感性问题就是经济性。这就要求系统在保证专业性、可靠性的前提下，必须具有良好的经济性，主要表现在系统的总造价要能够为用户所接受，其运行成本和节能效益能够为用户带来切实的经济效益，同时不会为用户带来过多的维护成本和麻烦。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高效、安全、可靠、便捷、低成本、高性价的太阳能采暖系统。

为达上述目的，本实用新型提供一种太阳能采暖系统，其中，包括集热模块、储热模块、采暖模块及依次连接集热模块、储热模块、采暖模块的循环回路；

所述循环回路包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道；

所述第一通道连接集热模块的工质出口和储热模块的工质入口端；

所述第二通道连接储热模块的工质出口和集热模块的工质入口端；

所述第三通道为第二通道上一歧路，所述第三通道连接储热模块的工质出口和采暖模块的工质入口端，所述第三通道上设有一电控阀门；

所述第四通道一端连接采暖模块的工质出口，另一端与第一通道汇合后连接储热模块的工质入口端；

所述第四通道与第二通道交叉连通并形成一交叉点，其中第二通道在该交叉点之前设有一个电控阀门，在该交叉点之后设有一单向阀，用于控制工质由第二通道流入集热模块，第四通道在该交叉点之后设有一电控阀门；

所述集热模块最高的工质出口管道上设有一膨胀箱，所述膨胀箱处于常开状态，用于实现膨胀箱与系统管路处于常压状态；

所述集热模块还包括联箱及对插在联箱内胆排孔的双层同轴玻璃真空集热管，所述集热模块通过模块化支架支撑；

所述储热模块采用内置换热盘管的高保温水箱；

所述的工质为防冻工质。

优选的，所述第一通道在与第四通道的汇合点之后设有一个水泵、两个安全阀和一个单向阀。

优选的，所述储热模块包括水箱及水箱内与第一通道和第二通道连接的换热盘管。

优选的，所述集热模块最高的工质出口管道上设有一膨胀箱；

所述膨胀箱下方设有工质流出管道，该管道上设有一阀门且该管道末端与第一通道汇合；

所述膨胀箱还设有自动补液装置。

所述集热模块还包括联箱及对插在联箱内胆排孔的双层同轴玻璃真空集热管；

所述双层同轴玻璃真空集热管包括真空集热管内管和真空集热管外管；

所述真空集热管内管内置不锈钢盲管，所述不锈钢盲管单端开口，其开口端密封连接联箱内胆的排孔；

所述真空集热管内管与不锈钢盲管之间设置铝翅片，用于实现热传递。

优选的，所述联箱内胆设有至少两排相对的排孔。

优选的，所述储热模块的水箱还设有补水接口及生活用水出口。

优选的，辅助能源模块与所述储热模块连接，用于太阳能不足时给储热模块的水箱加热；

优选的，所述辅助能源模块为生物质锅炉、空气源热泵或电辅助加热装置。

优选的，所述的采暖模块为自动分水控温风盘盘管采暖模块、自动分水水暖模块或自动分水地暖模块。

优选的，所述集热模块、储热模块的工质出口处装有温度传感器。

相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

(1)高性能，内置不锈钢盲管中温太阳能集热管及其集热器非常适合在北方冬季使用，并能够获得优良的集热性能，储热系统提供了优良的储热性能，采暖模块则提供了优良的供热性能，辅助能源模块则使系统对辅助能源的选择更为广泛，循环控制模块则使系统安全可靠的实现从集热、储热、供热和辅助能源供给全方位的系统控制。高性能的、专门化的集热器组及相关模块使集热性能得到大幅度的提升。

(2)高效，便捷的模块化设计，全部系统仅有5个模块，在现场安装时，仅需要通过管道与相关模块接口实现快速连接即可，实现了系统的快速安装，降低了工人现场施工的劳动强度，大幅度缩短了安装、调试时间，为现场安装提供了极大的方便，也有利于系统的后期维护。

(3)合理而简单化的模块设计及模块的连接方式，确保了系统在安装、调试和运行过程中的安全性、可靠性得到显著提升，规避了以往太阳能采暖系统因现场部件过多造成的系统安装复杂、调试困难、故障率高等导致的系统可靠性差、成本高昂不下的问题。

(4)用户只需对室内采暖要求完成简单设定，系统运行完全依靠系统自带的控制器即可实现自动运行，用户操作简单。

(5)系统运行模式多种，但运行切换简单，管路中仅有一个循环泵和三个切换电控阀门，运动部件简约，确保系统运行安全可靠，极大的降低了系统运行的故障率，保证用户使用起来安全可靠。

(6)系统非承压运行、防冻运行、及自控膨胀箱方式，确保了系统运行的安全可靠及防过热功能，进一步保障了系统运行的安全性、可靠性和便捷性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型太阳能集热管结构示意图；

图3(a)为本实用新型支架的侧视图，图3(b)为本实用新型支架的主视图，图3(c)为本实用新型的支架的后视图；

附图标记说明：集热模块1，膨胀箱11，阀门12，联箱13，密封圈131，密封档环132，挡风圈133，双层同轴玻璃真空集热管14，真空集热管内管141，真空集热管外管142，不锈钢盲管143，铝翅片144，储热模块2，换热盘管21，水箱22，补水接口221，生活用水出口222，采暖模块3，辅助能源模块4，第一通道5，水泵51，安全阀52，单向阀53，第二通道6，电控阀门61，单向阀62，第三通道7，电控阀门71，第四通道8，电控阀门81。

具体实施方式

现结合实施例及图1、图2对本实用新型作进一步详细的说明，图1为本实用新型的整体结构示意图，图2为本实用新型太阳能集热管结构示意图，图中散热翅片的截面为一“C”型，图3(a)为本实用新型支架的侧视图，图3(b)为本实用新型支架的主视图，图3(c)为本实用新型的支架的后视图。应当理解，本实施例仅用于说明本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。

实施例1一种太阳能采暖系统

如图1所示，一种太阳能采暖系统，其中，包括集热模块1、储热模块2、采暖模块3及依次连接集热模块1、储热模块2、采暖模块3的循环回路；

所述循环回路包括第一通道5、第二通道6、第三通道7和第四通道8；

所述第一通道5连接集热模块1的工质出口和储热模块2的工质入口端；

所述第二通道6连接储热模块2的工质出口和集热模块1的工质入口端；

所述第三通道7为第二通道6上一歧路，所述第三通道7连接储热模块2的工质出口和采暖模块3的工质入口端，所述第三通道7上设有一电控阀门71；

所述第四通道8一端连接采暖模块3的工质出口，另一端与第一通道5汇合后连接储热模块2的工质入口端；

所述第四通道8与第二通道6交叉连通并形成一交叉点，其中第二通道6在该交叉点之前设有一个电控阀门61，在该交叉点之后设有一单向阀62，用于控制工质仅能由第二通道6流入集热模块1，第四通道8在该交叉点之后设有一电控阀门81；

所述集热模块1最高的工质出口管道上设有一膨胀箱11，所述膨胀箱11处于常开状态，用于实现膨胀箱11与系统管路处于常压状态；

所述集热模块1还包括联箱13及对插在联箱内胆排孔的双层同轴玻璃真空集热管14，所述集热模块1通过模块化支架支撑，如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示；

所述储热模块2采用内置换热盘管的水箱21；

所述的工质为防冻工质。

所述第一通道5在与第四通道8的汇合点之后设有一个水泵51、两个安全阀52和一个单向阀53。

所述储热模块2包括水箱22及水箱22内与第一通道5和第二通道6连接的换热盘管21。

所述集热模块1最高的工质出口管道上设有一膨胀箱11；

所述膨胀箱11下方设有工质流出管道，该管道上设有一阀门12且该管道末端与第一通道汇合；

所述膨胀箱11还设有自动补液装置。

如图2所示，所述集热模块1还包括联箱13及对插在联箱内胆排孔的双层同轴玻璃真空集热管14；

所述双层同轴玻璃真空集热管14包括真空集热管内管141和真空集热管外管142；

所述真空集热管内管141内置不锈钢盲管143，所述不锈钢盲管143单端开口，其开口端密封连接联箱13内胆的排孔；

所述真空集热管内管141与不锈钢盲管143之间设置铝翅片144，用于实现热传递。

优选的，所述联箱13内胆设有至少两排相对的排孔。

所述储热模块2的水箱22还设有补水接口221及生活用水出口222。

辅助能源模块4与所述储热模块2连接，用于太阳能不足时给储热模块2的水箱22加热；

所述辅助能源模块4为生物质锅炉、空气源热泵或电辅助加热装置。

所述的采暖模块3为自动分水控温风盘盘管采暖模块、自动分水水暖模块或自动分水地暖模块。

所述集热模块1、储热模块2的工质出口处装有温度传感器。

本实用新型的工作原理为：

当室内白天需要采暖时，打开电控阀门71，单向阀62，关闭电控阀门61、电控阀门81，此时，第一通道5、储热模块2、第三通道7、采暖模块3、第四通道8、第二通道6及集热模块1构成循环回路。系统内的工质流经储热模块2的换热盘管21，通过与水箱22换热，提高水箱22内水的热能，并将工质并输送到采暖模块3。通过采暖模块3流量或风量的控制及室内温度的检测，实现室内温度的控制。流经采暖模块3的工质经采暖模块3换热降温后，进入集热模块1，低温工质经过与集热模块1内的高温工质对流换热，并提取吸收太阳辐照的热能。太阳能集热管四周太阳辐照，将太阳能转化为热能，并通过集热管内的铝翅片传输给不锈钢盲管，并进一步传输给管内的工质。集热管内的高温工质与流入集热模块的低温工质经过对流、混合换热后，形成高温工质，从集热模块出口流出。

当因阴雨雪天气或太阳能不足时，打开电控阀门71，电控阀门81，关闭电控阀门61及单向阀62，此时，第一通道5、储热模块2、第三通道7、采暖模块3及第四通道8构成循环回路。系统内的工质流经第一通道5及储热模块2内换热盘管21，通过换热盘管21与水箱22内的水进行换热，提高储热模2块内水的热能，并将工质经第三通道7输送到采暖模块3。通过采暖模块3流量或风量的控制及室内温度的检测，实现室内温度的控制。流经采暖模块3的工质经采暖模块3换热降温后，工质由采暖模块3的出口经第四通道8直接流回储热模块2。

当采暖模块不需要采暖，储热模块2储热温度未达到设定温度，且太阳辐照满足集热要求时。打开电控阀门61、单向阀62，关闭电控阀门71、电控阀门81，此时，集热模块1、第一通道5、储热模块3、第二通道6构成循环回路。系统内的工质由集热模块1流出，工质流经第一通道5、储热模块2内换热盘管21，通过换热盘管21与水箱22内的水进行换热，提高储热模2块内水的热能，并将工质经第二通道6输送到集热模块。

当储热水箱2或采暖模块3温度低于设定温度时，辅助能源模块4自动启动，实现对储热模块2的自动供热，实现能源的自动补充，保证太阳能采暖系统采暖功能的正常实现。当储热模块2及采暖模块3达到设定温度时，辅助能源模块4自动停止工作。

当系统停止供暖，且储热水箱2温度达到设定温度时，系统自动停止。此时，当太阳能集热器组因吸收太阳能而升温时，系统内的工质膨胀，并将膨胀多余的部分流到膨胀箱11内，确保系统内处于低压状态。当系统内工质温度降下来时，在系统内负压和外部大气压作用下，膨胀箱11内的工质会自动流回系统，并自动充满系统。

当需要生活热水时，开启生活用水出口开关222，储热模块2的水箱22内的热水自动输出，满足生活热水需求。

为保证运行系统在冬季运行时，管道内工质不会被低温冻结，系统换热工质选用常规低温防冻液即可，从而实现了运行工质的常规化，可靠化。

实施例2一种太阳能采暖系统

将实施例1的太阳能采暖系统进行优化：

本发明主要包括以下几个部分：集热模块1、储热模块2、采暖模块3、辅助能源模块4。所有模块均采用标准模块化结构，在公司内部即完成标准化组装，现场施工时仅需要通过管路将上述模块快速连接起来即可。在人工成本居高的现实条件下，可以实现快速的组装，大幅度压缩厂外施工安装成本，降低系统总体成本。

(1)集热模块1

该模块由内插套管减容高性能中温太阳能集热管a、高保温模块化联箱b、快装支架c、膨胀箱d等部件组成。集热模块1由多组集热器组成，其中单组集热器由双排孔联箱及对插双列内置不锈钢盲管的中温太阳能集热管、尾架和尾座组成，并模块化安装在组合支架上。集热器采用5818集热管，单列共计30支。单组模块双列为50支，采用四组集热器，共计200支，最高提供制热功率20KW，全天平均制热功率10KW。根据需要设计双排双列或双排三列集热器组合模式，每排集热器串联使用，排与排之间的集热器组并联使用，实现标准模块化集热器组，可以覆盖建筑面积100㎡农户的采暖供热需求，热负荷为50W/㎡。

a:内插套管减容高性能中温太阳能集热管

该集热管具有如下特征：a)采用双层同轴全玻璃真空太阳能集热管结构，通过超高温高真空排气技术、中温吸气利用技术、超高吸收超低发射镀膜技术等多项先进技术的应用，实现集热管吸收比达到0.95，发射比达到0.05以下，集热管真空度到5x10^-3pa,并保证在400℃高温条件下，吸气剂极限消失率不大于30％，由此确保集热管在北方极低温度条件下具有优良的集热性能和较长的使用寿命，实验表明，在标准辐照条件下，集热管管内最高温度可以达到300℃。b)通过采用自动退火技术和采用高性能C级以上高硼硅玻璃，确保中温太阳能集热管具有优良的抗机械冲击和冷热冲击性能，确保集热管具有优良的安全性和可靠性。c)集热管内置直径为20±2mm的单端开口的活动不锈钢盲管，不锈钢盲管与集热管内管之间设置铝翅片，并通过铝翅片实现两者之间的换热。因采用5818规格集热管，集热管内管直径为47mm，使该结构可以将管内换热工质减少84％，与普通全玻璃真空太阳能集热管管内走水结构比较，得热量可显著增加21％。同时系统不会因为意外造成集热管破损后不锈钢盲管内的工质泄露，影响系统运行。实验表明，选用20mm直径左右的不锈钢盲管解决了耐腐蚀问题的同时，也保证了管内工质的有效对流换热，选用大于20±2mm直径的不锈钢盲管将大幅度降低系统的热量，而换热能力没有显著增加，当减小不锈钢管直径时，则随着直径的减小，对流换热能力急剧下降并严重影响集热管换热性能。采用不锈钢盲管+铝翅片结构，由于铝翅片换热功率的限制，当非采暖季节用热量不足导致集热模块热量严重过剩时，高温热量可通过集热管的热辐射散失掉，而不会导致整个系统严重过热，对集热模块起到一定的防过热保护功能。

b:高保温快装集热管联箱

a)采用聚氨酯保温材料和先进的带压发泡技术，并合理设计保温层厚度达到50mm以上，实现集热器热损系数仅为国标热损系数(16W/m³k)的60％，使其在低温条件下具有优良的集热和换热性能。b)集热管内不锈钢盲管与联箱内胆的排孔的连接采用快装自锁结构，集热管尾部则采用快装尾座尾架，以适合于集热管的快速组装和维修。并通过采用耐高温密封圈，实现不锈钢盲管和联箱内胆排空之间的可靠密封，防止因压力泄露和高温老化泄露。c)集热管、联箱、尾座、尾架之间采用快装结构，并采用单联箱双列集热管结构，实现了集热器的快速组装和模块化，大幅度提高了安装效率，降低了安装时间和成本。也使后期维护更为简单化。大幅度降低了集热器的故障率。

c:快装模块化支架

依据北方民居屋面特征，设计了两种支架快装模块集热器支架，分别为用于坡屋面的平铺支架和平屋面固定角度支架。由此形成了两种标准规格的支架结构，并使铝型材或钢构材料在厂内完成加工，在施工现场通过快装结构实现快速组装。

d：膨胀箱

膨胀箱容积为50L，可满足系统膨胀要求。a)在高于集热器最高点位置设计防倒流非承压膨胀箱。当系统过热时，管内工质可膨胀流入到膨胀箱内。当系统温度下降时，因系统内外气压作用，又可将工质压缩回集热模块内。b膨胀箱与管路连接设置一个以上U型连接管，杜绝了膨胀箱与集热模块内工质的对流。c)膨胀箱设置自动补液装置，当因部分低沸点工质蒸发致使液面下降时，系统自动补充低沸点工质至设定液位。由此实现了对集热模块的过热保护。

(2)储热模块2

系统配置500L承压储热水箱，可满足系统储热需求。

A:采用聚氨酯保温材料和先进的带压发泡技术，并合理设计保温层厚度达到50mm以上，实现集热器热损系数仅为国标热损系数(16W/m³k)的60％，使其在低温条件下具有优良的储热性能。

B:换热盘管内置高效波纹管换热器，实现换热工质和水箱内水的换热。

C:内置测温和自动补水装置，实现自动补水功能，并通过温度控制实现储热、供热和辅助能源补充。

D:相关接口采用快装接口，确保了安装快速，便捷和可靠性。

(3)采暖模块3

A：选用自动分水控温风机盘管采暖模块。并通过变频流量控制和变频风机速度控制，辅助室内温度传感器控制风量，以实现控制室内温度的目标。当采用水暖模块和地暖模块时，则通过变频流量调节实现温度控制。

B：模块设计采用标准分水器和标准快装接口，实现系统模块化快速安装。

(4)辅助能源模块4

结合农村现有采暖和用热特性，本实施例优选具有生活用热功能的生物质锅炉作为辅助能源。所采用的高效节能采暖炉具有如下优点：该产品不受地域限制，高原、平原、山区、牧区等地区均可使用。主要适用于城郊、农村及偏远山区用户炊事采暖用，代替液化气、煤气或燃煤，解决了广大农村烧大灶、能耗大、热利用低、污染环境的问题。经检测，分别燃烧型煤、优质低硫煤、生物质时外排废气二氧化硫排放浓度、颗粒物排浓度、氮氧化物浓度均符合《锅炉大气污染物排放标准》。由此，确保太阳能不足时实现辅助能源有效补充。

本实施例设计的太阳能采暖系统具有如下优点：

(1)模块化生产、安装、调试和运行，使包括系统硬件成本和安装成本在内的系统总体造价与其他各种普通太阳能采暖系统比较有了明显的下降，以邢台地区保证100平方米单户建筑采暖需求配置比较，成本下降50％，运行成本降低30％以上。

(2)系统生产、安装、调试时间大幅度下降，单套系统安装调试时间由普通太阳能采暖系统的2～4天下降到1天的时间，大幅度降低了安装调试成本。

(3)系统运行期间无明显故障，用户操作简单，方便，适应性强。后期无明显维护。

(4)由于采用高性能的太阳能集热器组及相关模块化设计，使系统的吸收的热量比普通太阳能采暖系统高出30％以上，高效节能。

本实用新型的实施例内容揭露如上，然而实施例并非用以限定本实用新型实施的范围，依据本实用新型的权利要求书及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种太阳能采暖系统，其特征在于，包括集热模块、储热模块、采暖模块及依次连接集热模块、储热模块、采暖模块的循环回路；

所述储热模块采用内置换热盘管的高保温水箱；

所述的工质为防冻工质。

2.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第一通道在与第四通道的汇合点之后设有一个水泵、两个安全阀和一个单向阀。

3.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述储热模块包括水箱及水箱内与第一通道和第二通道连接的换热盘管。

4.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述集热模块最高的工质出口管道上设有一膨胀箱，所述膨胀箱下方设有工质流出管道，该管道上设有一阀门且该管道末端与第一通道汇合；

所述膨胀箱还设有自动补液装置。

5.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于：

6.如权利要求5所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述联箱内胆设有至少两排相对的排孔。

7.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述储热模块的水箱还设有补水接口及生活用水出口。

8.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，辅助能源模块与所述储热模块连接，用于太阳能不足时给储热模块的水箱加热；

所述辅助能源模块为生物质锅炉、空气源热泵或电辅助加热装置。

9.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述的采暖模块为自动分水控温风盘盘管采暖模块、自动分水水暖模块或自动分水地暖模块。

10.如权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述集热模块、储热模块的工质出口处装有温度传感器。