CN209386583U - 太阳能集热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种太阳能集热系统，包括：集热子系统；智能控制子系统；换热器；蓄热水箱；电加热装置；设置于所述集热子系统和所述蓄热水箱之间的第一水泵；其中，集热子系统的出口端和进口端分别与换热器的第一接口和第二接口连接；换热器的第三接口和第四接口分别与蓄热水箱的第一进口端和第一出口端连接；电加热装置与所述蓄热水箱连接；智能控制子系统与电加热装置连接，以控制电加热装置为所述蓄热水箱中的水加热；蓄热水箱还与外部用热设备连接，以为外部用热设备供热蓄热水箱还设置有出水管，以为用户提供热水。本申请可以在采暖季为建筑屋供暖，在非采暖季为用户提供生活热水和其余用热，满足了用户全年用热和用水的需求。

Description

太阳能集热系统

技术领域

本申请涉及集热技术领域，尤其涉及一种太阳能集热系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源，在各个领域的应用都非常广泛，与人们的生活也息息相关。日常生活中，太阳能在冬季取暖、生活热水以及其他用热等方面的应用非常普遍。其原理是，通过太阳能集热器吸收太阳辐射的热量，从而将太阳能转换成热能，并将热量传递给集热器中的水介质，水介质温度升高，进而为人们提供生活用热。而太阳能受天气影响比较严重，在冬季或者阴雨天气，太阳能集热器很难采集到足够热量来保证人们的冬季取暖和全年生活用热。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种太阳能集热系统。

本申请，提供一种太阳能集热系统，包括：

集热子系统；

智能控制子系统；

换热器；

蓄热水箱；

电加热装置；

设置于所述集热子系统和所述蓄热水箱之间的第一水泵；

其中，所述集热子系统的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；

所述换热器的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱的第一进口端和第一出口端连接；

所述电加热装置与所述蓄热水箱连接；

所述智能控制子系统与所述电加热装置连接，以控制所述电加热装置为所述蓄热水箱中的水加热；

所述蓄热水箱还与外部用热设备连接，以为外部用热设备供热

所述蓄热水箱还设置有出水管，以为用户提供热水。

可选的，该太阳能集热系统，还包括：

设置于所述蓄热水箱内的水位检测装置，用于检测蓄热水箱内的水位值；

设置于所述蓄热水箱的进水管上的电磁阀；

所述电磁阀和所述水位检测装置均与所述智能控制子系统连接；

所述智能控制子系统用于获取所述水位值，并在所述水位值小于预设水位值时控制所述电磁阀开启。

可选的，该太阳能集热系统，还包括：

设置于所述集热子系统上的第一温度传感器，用于检测所述集热子系统内的循环介质的第一温度值；

设置于所述蓄热水箱上的第二温度传感器，用于检测所述蓄热水箱内的水的第二温度值；

所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均与所述智能控制子系统连接，以向所述智能控制子系统发送所述第一温度值和所述第二温度值，以使所述智能控制子系统接收所述第一温度值和所述第二温度值，并根据所述第一温度值和所述第二温度值确定所述集热子系统和所述蓄热水箱需要热交换时生成第一控制信号。

可选的，所述第一水泵还与所述智能控制子系统连接，以获取所述智能控制子系统控制生成的第一控制信号，并根据所述第一控制信号控制开启所述第一水泵。

可选的，该太阳能集热系统，还包括：

设置于所述蓄热水箱与所述用热设备之间的第二水泵；

所述第二水泵还与所述智能控制子系统连接，以通过所述智能控制子系统控制所述第二水泵开启。

可选的，该太阳能集热系统，还包括：

设置于所述蓄热水箱的出水管上的第三水泵；

所述第三水泵还与所述智能控制子系统连接，以通过所述智能控制子系统开启所述第三水泵。

可选的，该太阳能集热系统，所述集热子系统包括：至少一个真空管集热器。

可选的，所述用热设备包括以下项中的至少一项：

暖气、游泳池换热设备、地下换热设备和沼气池换热设备。

可选的，所述智能控制子系统包括：

单片机系统，或者，嵌入式系统。

可选的，所述集热子系统与所述换热器之间，所述换热器与所述蓄热水箱之间，以及，所述蓄热水箱与所述外部用热设备之间均通过水管连接；

所述水管外部缠绕有电伴热带。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过设置集热子系统、智能控制子系统、换热器、蓄热水箱以及电加热装置；且所述集热子系统的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；所述换热器的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱的第一进口端和第一出口端连接。集热子系统采集太阳能，并将太阳能转化成热能，使得集热子系统内的循环介质温度升高，然后通过设置于集热子系统和蓄热水箱之间的水泵控制集热子系统内的循环介质强制循环，将热量通过换热器传递给蓄热水箱，使得蓄热水箱中的水温升高，由于蓄热水箱还与外部用热设备连接，且蓄热水箱还设置有出水管，因此，实现了为外部用热设备供热，以及，为用户提供热水的功能。又因为电加热装置与所述蓄热水箱连接，智能控制子系统与所述电加热装置连接，因此，在外界天气条件差采集太阳能较少时，控制子系统可以开启并控制电加热装置为所述蓄热水箱中的水加热。所以，即便是在冬季或者阴雨天气，也能够保证用户充足的生活热水和用热。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能集热系统的结构示意图。

图2是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能集热系统的结构示意图。

附图标记：集热子系统-1；智能控制子系统-2；换热器-3；蓄热水箱-4；电加热装置-5；第一水泵-6；第二水泵-7；第三水泵-8；第一温度传感器-11；出水端-41；水位检测装置-42；电磁阀-43；第二温度传感器-44。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请相一致的系统的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种太阳能集热系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的太阳能集热系统包括：

集热子系统1；

智能控制子系统2；

换热器3；

蓄热水箱4；

电加热装置5；

设置于所述集热子系统1和所述蓄热水箱4之间的第一水泵6；

其中，所述集热子系统1的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；

所述换热器3的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱4的第一进口端和第一出口端连接；

所述电加热装置5与所述蓄热水箱4连接；

所述智能控制子系统2与所述电加热装置5连接，以控制所述电加热装置5为所述蓄热水箱4中的水加热；

所述蓄热水箱4还与外部用热设备连接，以为外部用热设备供热

所述蓄热水箱4还设置有出水端41，以为用户提供热水。

其中，集热子系统可以但不限于是一个或者多个真空管集热器，真空集热器中的循环介质可以是水，也可以是防冻液。电加热装置可以但不限于是电锅炉。

在具体实施时，集热子系统可以设置在建筑屋面上，以大面积息肉太阳辐射能量。

特别的，本实施例在太阳能系统中增加了智能控制子系统、蓄热水箱、换热器，以及电加热装置。且，换热器的第一接口和第二接口连接集热子系统的进口端和出口端，换热器3的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱4的第一进口端和第一出口端连接，蓄热水箱与电加热装置连接，智能控制子系统与电加热装置连接。如此，正常天气情况下，集热子系统采集太阳能，并将太阳能转换成热能，通过第一水泵控制集热子系统中的循环介质循环，将热量通过换热器传递到蓄热水箱，蓄热水箱中的水温度升高，从而能满足采暖，生活用热用水。当冬季或者阴雨天气时，智能控制子系统可以控制电加热装置开启，为蓄热水箱中的水加热，同样能很好的满足人们采暖，生活用热水。从而保证了人们全年用热、用水的需求。

本实施例中，通过设置集热子系统、智能控制子系统、换热器、蓄热水箱以及电加热装置；且所述集热子系统的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；所述换热器的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱的第一进口端和第一出口端连接。集热子系统采集太阳能，并将太阳能转化成热能，使得集热子系统内的循环介质温度升高，然后通过设置于集热子系统和蓄热水箱之间的水泵控制集热子系统内的循环介质强制循环，将热量通过换热器传递给蓄热水箱，使得蓄热水箱中的水温升高，由于蓄热水箱还与外部用热设备连接，且蓄热水箱还设置有出水管，因此，实现了为外部用热设备供热，以及，为用户提供热水的功能。又因为电加热装置与所述蓄热水箱连接，智能控制子系统与所述电加热装置连接，因此，在外界天气条件差采集太阳能较少时，控制子系统可以开启并控制电加热装置为所述蓄热水箱中的水加热。所以，即便是在冬季或者阴雨天气，也能够保证用户充足的生活热水和用热。

图2是根据另一示例性实施例示出的一种太阳能集热系统的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的集热子系统包括：

集热子系统1；

智能控制子系统2；

换热器3；

蓄热水箱4；

电加热装置5；

设置于所述集热子系统1和所述蓄热水箱4之间的第一水泵6；

其中，所述集热子系统1的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；

所述换热器3的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱4的第一进口端和第一出口端连接；

所述电加热装置5与所述蓄热水箱4连接；

所述智能控制子系统2与所述电加热装置5连接，以控制所述电加热装置5为所述蓄热水箱4中的水加热；

所述蓄热水箱4还与外部用热设备连接，以为外部用热设备供热

所述蓄热水箱4还设置有出水端41，以为用户提供热水。

进一步的，本实施例还包括：

设置于所述蓄热水箱4内的水位检测装置42，用于检测蓄热水箱内的水位值；

设置于所述蓄热水箱4的进水管上的电磁阀43；

所述电磁阀43和所述水位检测装置42均与所述智能控制子系统2连接；

所述智能控制子系统用于获取所述水位值，并在所述水位值小于预设水位值时控制所述电磁阀开启。

其中，水位检测装置可以但不限于包括：液位传感器，或者，水位探针。

进一步的，本实施例还包括：

设置于所述集热子系统1上的第一温度传感器11，用于检测所述集热子系统内的循环介质的第一温度值；

设置于所述蓄热水箱4上的第二温度传感器44，用于检测所述蓄热水箱内的水的第二温度值；

所述第一温度传感器11和所述第二温度传感器44均与所述智能控制子系统2连接，以向所述智能控制子系统发送所述第一温度值和所述第二温度值，以使所述智能控制子系统接收所述第一温度值和所述第二温度值，并根据所述第一温度值和所述第二温度值确定所述集热子系统和所述蓄热水箱需要热交换时生成第一控制信号。

进一步的，所述第一水泵6还与所述智能控制子系统2连接，以获取所述智能控制子系统控制生成的第一控制信号，并根据所述第一控制信号控制开启所述第一水泵。

进一步的，本实施例还包括：

设置于所述蓄热水箱4与所述用热设备之间的第二水泵7；

所述第二水泵7还与所述智能控制子系统2连接，以通过所述智能控制子系统控制所述第二水泵开启。

进一步的，本实施例还包括：

设置于所述蓄热水箱4的出水端上的第三水泵8；

所述第三水泵8还与所述智能控制子系统2连接，以通过所述智能控制子系统开启所述第三水泵。

在蓄热水箱的出水端设置第三水泵，可以实现出水增压，当用户需要用水时，启动第三水泵，达到出水增加的目的。

进一步的，所述集热子系统1包括：至少一个真空管集热器。

进一步的，所述用热设备包括以下项中的至少一项：

暖气、游泳池换热设备、地下换热设备和沼气池换热设备。

在采暖季，蓄热水箱可以连接暖气，为建筑屋供暖；在非采暖季，该集热系统不仅能充足的满足生活热水，还会剩余大量热量，因此，可以将蓄热水箱通过游泳池换热设备为游泳池供热，也可以连接地下换热设备进行地下蓄热，也可以通过沼气池换热设备为沼气池加热。

进一步的，所述智能控制子系统2包括：

单片机系统，或者，嵌入式系统。

其中，单片机系统的主控芯片可以但不限于是STC89C51单片机；嵌入式系统的主控芯片可以但不限于是ARM/StrongARM系列。

进一步的，所述集热子系统1与所述换热器3之间，所述换热器3与所述蓄热水箱4之间，以及，所述蓄热水箱4与所述外部用热设备之间均通过水管连接；

所述水管外部缠绕有电伴热带。

在水管外部缠绕电伴热带可防止冬季管路冻堵。

其中，第一水泵、第二水泵和第三水泵与智能控制子系统均是通过电缆连接；第一温度传感器和第二温度传感器

在具体实施时，蓄热水箱中的水位检测装置实施检测蓄热水箱内的水位值，并将所述水位值发动给智能控制子系统，智能控制子系统接收到水位值并将该水位值与预设水位值进行比较，当水位值低于预设水位值时，智能控制子系统便生成第一控制信号发送给电磁阀，电磁阀接收到第一控制信号后启动，为蓄热水箱补水，当蓄热水箱内的水位达到预设水位值时，智能控制子系统发出第二控制信号，控制电磁阀关闭，停止补水。其中，预设水位值可由用户根据情况设定。比如，当水箱水位低于2水位时，电磁阀启动，自动补水达到2水位时停止补水；或者，当水箱水位低于4水位时，电磁阀启动，自动补水达到4水位时停止补水。

本实施例通过设置上述部件可以实现集热温差循环，具体的，第一温度传感器实施采集集热子系统中循环介质的第一温度值，第二温度传感器实施采集蓄热水箱内的水的第二温度值，智能控制子系统获取到第一温度值和第二温度值，并对其进行处理，当第一温度值大于第二温度值，且温差超过第一预设温度阈值(比如10摄氏度)时，智能控制子系统生成第三控制信号并发送给第一水泵，第一水泵根据第三控制信号开启，使得集热子系统内循环介质不断循环，集热子系统内循环介质的热量通过换热器传递到蓄热水箱中的水，当第一温度值与第二温度值的温差小于第二预设温度值(比如2摄氏度)时，智能控制子系统生成第四控制信号，第一水泵接收到第四控制信号后停止工作。

本实施例可以实现集热管路防冻功能。具体的，智能控制子系统获取到第一温度值后，将第一温度值与第三预设温度阈值进行比较，当第一温度值低于第三预设温度值(比如3摄氏度)时，智能控制子系统生成第四控制信号，并发送给第一水泵，第一水泵接收到第四控制信号后开启，以使蓄热水箱中的热量通过换热器传递到集热子系统，当第一温度值大于或等于第四预设温度阈值(比如8摄氏度)时，智能控制子系统生成第五控制信号，第一水泵根据第五控制信号停止工作。从而防止集热子系统与换热器之间的管路冻堵。

本实施例可以实现高温断续循环功能(防止空晒炸管)，具体的，当集热器中循环介质的温度大于第五预设温度阈值(比如，95摄氏度)，且第一温度值高于第二温度值，且温差在2摄氏度到10摄氏度之间时，智能控制子系统每隔一段时间(20分钟)便控制第一水泵工作一段时间(比如10分钟)。

本实施例可以实现采暖循环，具体的，蓄热水箱与暖气之间的采暖回水管路上设置有第三温度传感器，且，第三温度传感器与智能控制子系统连接。第三温度传感器采集采暖回水管的第三温度值，智能控制子系统获取第三温度值，当第三温度值小于第六预设温度阈值(别45摄氏度)时，智能控制子系统生成第六控制信号，并发送给第二水泵，第二水泵根据第六控制信号开启动，使得蓄热水箱与暖气中的水开始循环，当第三温度值大于第七预设温度阈值(比如50摄氏度)时，智能控制子系统便发送第七控制信号控制第二水泵停止工作。进一步的，智能控制子系统记录第二水泵工作时间，当第二水泵工作1小时后，若第三温度值还小于第七预设温度阈值，则智能控制子系统控制第二水泵停止工作，30分钟后，在进行循环，即30分钟后智能控制子系统在控制第二水泵开启。

智能控制子系统根据获取到的蓄热水箱中水的第二温度值进行判断，当水箱温度，即第二温度值小于第八预设温度阈值(比如48摄氏度)时，智能控制子系统便向电加热装置发送第八控制信号，以控制电加热装置开启，为蓄热水箱中的水加热，当第二温度值大于或等于第九预设温度阈值(比如55摄氏度)时，智能控制子系统控制电加热装置停止工作。

可以理解的是，上述各个预设阈值均可以根据实际情况自行设定。

本实施例中，不仅可以实现在采暖季为建筑屋供暖，在非采暖季为用户提供生活热水和其他用热，满足用户全年用热需求。更进一步的，通过设置其他部件以及连接关系，更加优化了该太阳能集热器的功能。

可以理解的是，虽然上述对各部件的功能进行了简要说明，但各部件的功能不限于上述说明，未做详细说明的功能可以参见相关技术。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种太阳能集热系统，其特征在于，包括：

集热子系统(1)；

智能控制子系统(2)；

换热器(3)；

蓄热水箱(4)；

电加热装置(5)；

设置于所述集热子系统(1)和所述蓄热水箱(4)之间的第一水泵(6)；

其中，所述集热子系统(1)的出口端和进口端分别与所述换热器的第一接口和第二接口连接；

所述换热器(3)的第三接口和第四接口分别与所述蓄热水箱(4)的第一进口端和第一出口端连接；

所述电加热装置(5)与所述蓄热水箱(4)连接；

所述智能控制子系统(2)与所述电加热装置(5)连接，以控制所述电加热装置(5)为所述蓄热水箱(4)中的水加热；

所述蓄热水箱(4)还与外部用热设备连接，以为外部用热设备供热

所述蓄热水箱(4)还设置有出水端(41)，以为用户提供热水。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，还包括：

设置于所述蓄热水箱(4)内的水位检测装置(42)，用于检测蓄热水箱内的水位值；

设置于所述蓄热水箱(4)的进水管上的电磁阀(43)；

所述电磁阀(43)和所述水位检测装置(42)均与所述智能控制子系统(2)连接；

所述智能控制子系统用于获取所述水位值，并在所述水位值小于预设水位值时控制所述电磁阀开启。

3.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，还包括：

设置于所述集热子系统(1)上的第一温度传感器(11)，用于检测所述集热子系统内的循环介质的第一温度值；

设置于所述蓄热水箱(4)上的第二温度传感器(44)，用于检测所述蓄热水箱内的水的第二温度值；

所述第一温度传感器(11)和所述第二温度传感器(44)均与所述智能控制子系统(2)连接，以向所述智能控制子系统发送所述第一温度值和所述第二温度值，以使所述智能控制子系统接收所述第一温度值和所述第二温度值，并根据所述第一温度值和所述第二温度值确定所述集热子系统和所述蓄热水箱需要热交换时生成第一控制信号。

4.根据权利要求3所述的太阳能集热系统，其特征在于，

所述第一水泵(6)还与所述智能控制子系统(2)连接，以获取所述智能控制子系统控制生成的第一控制信号，并根据所述第一控制信号控制开启所述第一水泵。

5.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，还包括：

设置于所述蓄热水箱(4)与所述用热设备之间的第二水泵(7)；

所述第二水泵(7)还与所述智能控制子系统(2)连接，以通过所述智能控制子系统控制所述第二水泵开启。

6.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，还包括：

设置于所述蓄热水箱(4)的出水端上的第三水泵(8)；

所述第三水泵(8)还与所述智能控制子系统(2)连接，以通过所述智能控制子系统开启所述第三水泵。

7.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述集热子系统(1)包括：至少一个真空管集热器。

8.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述用热设备包括以下项中的至少一项：

暖气、游泳池换热设备、地下换热设备和沼气池换热设备。

9.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，所述智能控制子系统(2)包括：

单片机系统，或者，嵌入式系统。

10.根据权利要求1所述的太阳能集热系统，其特征在于，

所述集热子系统(1)与所述换热器(3)之间，所述换热器(3)与所述蓄热水箱(4)之间，以及，所述蓄热水箱(4)与所述外部用热设备之间均通过水管连接；

所述水管外部缠绕有电伴热带。