CN207317293U - 太阳能热水器及供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能热水器及供热系统，涉及光热转换技术领域。太阳能热水器包括第一储水箱、设于第一储水箱的下部并与第一储水箱平行的第二储水箱以及连接第一储水箱和第二储水箱并且在使用状态下倾斜设置的多个平行的集热管，集热管包括两端分别与第一储水箱和第二储水箱连通的内管以及套设于内管外壁的外管，内管和外管之间形成真空层，并且，内管外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层，解决了现有技术中存在的太阳能热水器的蓄水量少，热水产能小的技术问题，由于增设了第二储水箱增大了太阳能热水器的蓄水量，通过集热管的内管分别连通第一储水箱和第二储水箱，利用第一储水箱和第二储水箱的循环加热提高了太阳能热水器的热水产能。

Description

太阳能热水器及供热系统

技术领域

本实用新型涉及光热转换技术领域，尤其是涉及一种太阳能热水器及供热系统。

背景技术

太阳能一般指太阳光的辐射能量，是一种可再生能源，广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、生物质能、潮汐能等等，太阳能的基本利用方式可分为光热利用、光电利用、光化学利用和光生物利用等四类，而其中光热转换的技术最成熟，产品也最多，成本相对较低，利用光热转换而制造的产品种类很多，如太阳能热水器、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等等，而其中应用范围最广、技术最成熟、经济性最好的是太阳能热水器的应用。

太阳能热水器是一种将太阳光能转换成热能的装置，利用太阳能将水从低温加热到高温，以满足人们在日常生产和生活中的热水使用需求，由于利用太阳能进行加热，环保无污染，不需要使用燃料，因此大大节约了燃料资源，避免了燃烧燃料产生的废气和环境污染。目前，太阳能热水器主要采用真空管式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器主要由集热管、设于集热管上方的储水箱及支架等组成，利用集热管中热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环从而达到加热目的，现有的太阳能热水器的储水箱通常只设有一个，导致热水器的蓄水量少，热水产能小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能热水器及供热系统，以解决现有技术中存在的太阳能热水器的蓄水量少，热水产能小的技术问题。

本实用新型提供的太阳能热水器包括第一储水箱、设于所述第一储水箱的下部并与所述第一储水箱平行的第二储水箱以及连接所述第一储水箱和所述第二储水箱并且在使用状态下倾斜设置的多个平行的集热管；

所述集热管包括两端分别与所述第一储水箱和所述第二储水箱连通的内管以及套设于所述内管外壁的外管；

所述内管和所述外管之间形成真空层，并且，所述内管外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层。

进一步的，还包括设于所述外管侧壁上的电加热器。

进一步的，所述第二储水箱连接有用于为所述太阳能热水器供水的补水泵，所述第一储水箱上设有用于监测水位变化的水位传感器、用于监测光照强度变化的光照传感器以及用于监测温度变化的温度传感器。

进一步的，所述补水泵、所述水位传感器、所述光照传感器、所述温度传感器以及所述电加热器均与控制装置连接；

所述控制装置能够根据所述水位传感器产生的信号控制所述补水泵的开启或关闭，并且能够根据所述光照传感器或所述温度传感器产生的信号控制所述电加热器的开启或关闭。

进一步的，所述第一储水箱和所述第二储水箱均包括用于储水的内胆、用于包覆所述内胆的外壳以及设于所述内胆和所述外壳之间的保温层。

进一步的，还包括与所述第一储水箱和所述第二储水箱相连的用于固定和支撑所述太阳能热水器的支架。

进一步的，所述集热管由高硼硅玻璃材料制成，所述内胆、所述外壳以及所述支架均由不锈钢材料制成，所述保温层由聚氨酯材料制成。

本实用新型提供的供热系统，包括如上述技术方案中任一项所述的太阳能热水器。

进一步的，所述第一储水箱和所述第二储水箱之间通过管道连接有供水器和/或散热器。

进一步的，所述管道外壁设有用于保温的伴热带。

本实用新型提供的太阳能热水器包括第一储水箱、第二储水箱和集热管，第二储水箱设于第一储水箱的下部，且第二储水箱与第一储水箱相对平行设置，集热管位于第一储水箱和第二储水箱之间，并分别与第一储水箱和第二储水箱相连，在使用状态下集热管倾斜设置有多个，使第一储水箱和第二储水箱位于不同的竖直线上，且第一储水箱和第二储水箱相对于水平面所在的高度也不同，并且多个集热管相平行，集热管相对于水平面倾斜设置，以便增大集热管与太阳光的接触范围和时间，使集热管能够充分吸收太阳能，提高吸收率和太阳能热水器的效能，集热管采用真空集热管，集热管设有多个，能够提高太阳能热水器的加热效率，集热管包括内管和外管，内管的两端分别与第一储水箱和第二储水箱相连通，以使水体能够在第一储水箱、内管和第二储水箱之间流通，使水体循环加热，外管套设于内管的外壁，使外管和内管之间形成真空层，以达到隔热保温的作用，内管的外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层，热吸收层是实现太阳能的光热转换的主要结构，太阳光辐射透过集热管的外管后被内管上的热吸收层吸收，利用热吸收层将所吸收的太阳能转换为热能，并沿内管传递至内管中的低温水体，使低温水体被加热，由于热吸收层靠近阳光直射的一侧吸收热量较多，内管中沿阳光直射的一侧的低温水体吸收热量后温度升高形成高温水体，高温水体由于比重减少而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统，随着高温水体不断上升，进入第一储水箱中，并储存于第一储水箱的上部，同时第一储水箱下部温度较低的低温水体沿内管远离阳光直射的一侧向第二储水箱的方向流动，使水体在第一储水箱、内管和第二储水箱中形成一个水体加热循环，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水体产生微循环来进行加热，通过水体的不断循环作用，能够使第一储水箱和第二储水箱内的水温都升高至一定温度，从而实现了太阳能热水器的功能，由于增设了第二储水箱增大了太阳能热水器的蓄水量，通过集热管的内管分别连通第一储水箱和第二储水箱，利用第一储水箱和第二储水箱的循环加热大大提高了太阳能热水器的热水产能，能够满足人们在日常生产和生活中的热水使用需求，且由于利用太阳能进行加热，环保无污染，不需要使用燃料，因此大大节约了燃料资源，避免了燃烧燃料产生的废气和环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的太阳能热水器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的太阳能热水器的集热管的放大图I；

图3为本实用新型实施例提供的供热系统的第一种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的供热系统的第二种实施方式的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的供热系统的第三种实施方式的结构示意图。

图标：100-第一储水箱；200-第二储水箱；300-集热管；400-电加热器；500-补水泵；600-支架；700-供水器；800-散热器；310-内管；320-外管；330-热吸收层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所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。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对实施例1及实施例2进行详细描述：

图1为本实用新型实施例提供的太阳能热水器的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的太阳能热水器的集热管的放大图I；图3为本实用新型实施例提供的供热系统的第一种实施方式的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的供热系统的第二种实施方式的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的供热系统的第三种实施方式的结构示意图。

实施例1

请一并参照图1-2，本实施例提供了一种太阳能热水器，包括第一储水箱100、设于第一储水箱100的下部并与第一储水箱100平行的第二储水箱200以及连接第一储水箱100和第二储水箱200并且在使用状态下倾斜设置的多个平行的集热管300，具体而言：

集热管300包括两端分别与第一储水箱100和第二储水箱200连通的内管310以及套设于内管310外壁的外管320，内管310和外管320之间形成真空层，并且，内管310外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层330。

太阳能热水器包括第一储水箱100、第二储水箱200和集热管300，第二储水箱200设于第一储水箱100的下部，且第二储水箱200与第一储水箱100相对平行设置，集热管300位于第一储水箱100和第二储水箱200之间，并分别与第一储水箱100和第二储水箱200相连，在使用状态下集热管300倾斜设置有多个，使第一储水箱100和第二储水箱200位于不同的竖直线上，且第一储水箱100和第二储水箱200相对于水平面所在的高度也不同，并且多个集热管300相平行，集热管300相对于水平面倾斜设置，以便增大集热管300与太阳光的接触范围和时间，使集热管300能够充分吸收太阳能，提高吸收率和太阳能热水器的效能，集热管300采用真空集热管300，集热管300设有多个，能够提高太阳能热水器的加热效率，集热管300包括内管310和外管320，内管310的两端分别与第一储水箱100和第二储水箱200相连通，以使水体能够在第一储水箱100、内管310和第二储水箱200之间流通，使水体循环加热，外管320套设于内管310的外壁，使外管320和内管310之间形成真空层，以达到隔热保温的作用，内管310的外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层330，热吸收层330是实现太阳能的光热转换的主要结构，太阳光辐射透过集热管300的外管320后被内管310上的热吸收层330吸收，利用热吸收层330将所吸收的太阳能转换为热能，并沿内管310传递至内管310中的低温水体，使低温水体被加热，由于热吸收层330靠近阳光直射的一侧吸收热量较多，内管310中沿阳光直射的一侧的低温水体吸收热量后温度升高形成高温水体，高温水体由于比重减少而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统，随着高温水体不断上升，进入第一储水箱100中，并储存于第一储水箱100的上部，同时第一储水箱100下部温度较低的低温水体沿内管310远离阳光直射的一侧向第二储水箱200的方向流动，使水体在第一储水箱100、内管310和第二储水箱200中形成一个水体加热循环，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水体产生微循环来进行加热，通过水体的不断循环作用，能够使第一储水箱100和第二储水箱200内的水温都升高至一定温度，从而实现了太阳能热水器的功能，由于增设了第二储水箱200增大了太阳能热水器的蓄水量，通过集热管300的内管310分别连通第一储水箱100和第二储水箱200，利用第一储水箱100和第二储水箱200的循环加热大大提高了太阳能热水器的热水产能，能够满足人们在日常生产和生活中的热水使用需求，且由于利用太阳能进行加热，环保无污染，不需要使用燃料，因此大大节约了燃料资源，避免了燃烧燃料产生的废气和环境污染。

本实施例的可选方案中，太阳能热水器还包括电加热器400，电加热器400与电源装置相连，并设于集热管300的外管320侧壁上，用于使太阳能热水器内的水体还可采用电加热的方式进行加热，采用电加热器400加热水体的工作原理与太阳能加热的原理相同，均是利用热水上浮冷水下沉的原理，使水体产生微循环从而达到加热目的，电加热为太阳能热水器的辅助加热方式，由于加热能源采用电能使得太阳能热水器在阴天或是无法利用太阳能进行加热时可以转而采用电加热器400进行加热，使太阳能热水器对环境的依赖性降低，提高了使用范围，采用以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式使太阳能热水器能够全年全天候正常运行，提高了太阳能热水器的适应性，方便了人们的生活。

太阳能热水器主要为人们的正常生产和生活提供热水使用需求，为保证正常的供水需要，实现供水与补水的循环，使太阳能热水器能够持续的为人们提供热水，太阳能热水器上应设有用于为热水器提供冷却水水源的入水口以及用于使冷却水被加热后形成热水排出的出水口，以供人们使用，为使补水便利，在补水过程中不影响第一储水箱100内的热水温度，使太阳能热水器在补水过程中还能够使用，为人们提供热水，入水口设于第二储水箱200的端部，相比现有技术中采用单独的储水箱使得在补水时冷却水与储水箱中的热水融合，降低了储水箱内的水位，使人们无法使用到热水，极大地增加了太阳能热水器的便利性，方便了人们的生活，且入水口连接有补水泵500，以便利用补水泵500将冷却水注入第二储水箱200中，第二储水箱200的水注满后水体会由集热管300进入第一储水箱100，从而实现太阳能热水器的补水作业，采用补水泵500能够加快补水作业的进程，提高作业效率。为监测水位变化，避免补水过量或是热水器内水位过低影响正常供水，第一储水箱100上设有用于监测水位变化的水位传感器，在热水器内水位低于设定值或高于设定值时，水位传感器会产生报警信号，以提供人们采取相应措施。第一储水箱100上还设有用于监测光照强度变化的光照传感器以及用于监测温度变化的温度传感器，通过设置光照传感器和温度传感器使得人们能够合理安排用水，对太阳能热水器的工作状态进行了解。为提高太阳能热水器的智能性，补水泵500、水位传感器、光照传感器、温度传感器以及电加热器400均连接有与控制装置连接，当水位传感器监测到热水器内的水位低于或高于设定值时，会向控制装置传递信号，由控制装置控制补水泵500的开启或关闭，以使热水器内水位处于正常状态，保证太阳能热水器的正常工作，当光照传感器监测到光照强度过低时，会向控制装置传递信号，由控制装置控制电加热器400开启来对热水器内的水体进行加热，保证热水器能够持续稳定地向人们提供热水，当温度传感器监测到热水器内水温过低时，也会向控制装置传递信号，由控制装置控制电加热器400开启来对热水器内的水体进行加热，保证热水器内的水温能够满足人们正常的生产和生活需求。

第一储水箱100和第二储水箱200用于储存热水，应具有较好的保温性能一种具体的实施方式中，第一储水箱100和第二储水箱200均包括用于储水的内胆、设于内胆外部用于包覆内胆的外壳以及设于内胆和外壳之间的保温层，由于设有保温层使第一储水箱100和第二储水箱200具备良好的保温性能，保温层可采用聚氨酯材料整体发泡制成，使保温性能更好，储水箱还应具备较好的防腐性能，内胆和外壳可采用不锈钢材料制成，或者，内胆可采用搪瓷材质，外壳可采用彩钢板或镀铝锌板制成，使第一储水箱100和第二储水箱200具备良好的防腐性能。

由于第一储水箱100设于第二储水箱200的斜上方，集热管300倾斜设置，太阳能热水器还包括与第一储水箱100和第二储水箱200相连的用于固定支撑热水器的支架600，支架600与第一储水箱100和第二储水箱200采用可拆卸连接，以使热水器安装拆卸及维修便利，为提高支架600的使用性能，支架600可采用不锈钢材料制成，使得支架600结构稳固，不易生锈，耐用性强。

实施例2

本实施例提供了一种供热系统，包括实施例1中的太阳能热水器。利用太阳能热水器作为供热系统的热源，方便了人们的生活，由于蓄水量大、热水产能高，能够满足人们在日常生产和生活中的热水使用需求，且采用太阳能加热节能环保无污染，不需要使用燃料，因此大大节约了燃料资源，避免了燃烧燃料产生的废气和环境污染，利用太阳能热水器的供热系统可有多种实施方式，使得太阳能热水器的功能多样，实用性强，利用率高，如图3所示，第一储水箱100和第二储水箱200之间通过管道连接有供水器700，供水器700可为淋浴器或水龙头等，使得人们在日常生活中可以随时使用到热水，方便了人们的生活，由于增加了第二储水箱200，增大了太阳能热水器的蓄水量，能够满足人们的日常生活。如图4所示，第一储水箱100和第二储水箱200之间通过管道连接有散热器800，通过太阳能热水器连接散热器800为室内供暖，相比现有技术中采用燃烧煤炭或天然气供暖，利用太阳能进行供暖，环保无污染，不需要使用燃料，因此大大节约了燃料资源，实现了利用太阳能进行家庭取暖供热。如图5所示，第一储水箱100和第二储水箱200之间通过管道连接有供水器700和散热器800，对太阳能热水器进行了充分的利用，使得太阳能热水器的功能多样，实用性强，提高了太阳能热水器的效能，实现了太阳能热水器的循环供热。供水器700或散热器800与第一储水箱100和第二储水箱200相连，使供热系统形成一个完整的循环系统，高温水体经散热器800散热后形成低温水体，或是经供水器700及管道的散热作用后形成低温水体，通过管道流入第二储水箱200中继续进行循环加热，从而使得太阳能热水器能够持续稳定地运行，保障人们的正常生活，为保证供水器700和散热器800的正常工作，供水器700或散热器800与第一储水箱100之间还可连接有循环泵，利用循环泵使热水器中的热水流入供水器700或散热器800，使供水器700或散热器800内的水体保持一定的流速，实现供热系统的循环作业，保证供热系统的正常功能。由于太阳能热水器内的水温较高，为防止管道材料老化，影响正常使用，管道的材质可采用优质的铝塑管，提高管道的使用寿命，同时为避免在冬天或是气温较低时，管道热损失严重，在管道外铺设有伴热带，以减少热水器流通管道的热损失，保证人们的正常生活需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种太阳能热水器，其特征在于，包括第一储水箱(100)、设于所述第一储水箱(100)的下部并与所述第一储水箱(100)平行的第二储水箱(200)以及连接所述第一储水箱(100)和所述第二储水箱(200)并且在使用状态下倾斜设置的多个平行的集热管(300)；

所述集热管(300)包括两端分别与所述第一储水箱(100)和所述第二储水箱(200)连通的内管(310)以及套设于所述内管(310)外壁的外管(320)；

所述内管(310)和所述外管(320)之间形成真空层，并且，所述内管(310)外壁涂覆有用于吸收太阳能的热吸收层(330)。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，还包括设于所述外管(320)侧壁上的电加热器(400)。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于，所述第二储水箱(200)连接有用于为所述太阳能热水器供水的补水泵(500)，所述第一储水箱(100)上设有用于监测水位变化的水位传感器、用于监测光照强度变化的光照传感器以及用于监测温度变化的温度传感器。

4.根据权利要求3所述的太阳能热水器，其特征在于，所述补水泵(500)、所述水位传感器、所述光照传感器、所述温度传感器以及所述电加热器(400)均与控制装置连接；

所述控制装置能够根据所述水位传感器产生的信号控制所述补水泵(500)的开启或关闭，并且能够根据所述光照传感器或所述温度传感器产生的信号控制所述电加热器(400)的开启或关闭。

5.根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征在于，所述第一储水箱(100)和所述第二储水箱(200)均包括用于储水的内胆、用于包覆所述内胆的外壳以及设于所述内胆和所述外壳之间的保温层。

6.根据权利要求5所述的太阳能热水器，其特征在于，还包括与所述第一储水箱(100)和所述第二储水箱(200)相连的用于固定和支撑所述太阳能热水器的支架(600)。

7.根据权利要求6所述的太阳能热水器，其特征在于，所述集热管(300)由高硼硅玻璃材料制成，所述内胆、所述外壳以及所述支架(600)均由不锈钢材料制成，所述保温层由聚氨酯材料制成。

8.一种供热系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的太阳能热水器。

9.根据权利要求8所述的供热系统，其特征在于，所述第一储水箱(100)和所述第二储水箱(200)之间通过管道连接有供水器(700)和/或散热器(800)。

10.根据权利要求9所述的供热系统，其特征在于，所述管道外壁设有用于保温的伴热带。