CN209445488U - 一种基于cpc太阳能集热器的采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统，CPC太阳能集热器通过介质循环管路与蓄热水箱的蓄热端连接，用户采暖端通过水循环管路与蓄热水箱的供热端连接，储油罐与介质循环管路连接；蓄热水箱内的辅助电加热装置、介质循环管路上设置的集热油泵以及水循环管路上设置的供热循环泵均与控制系统电连接。本实用新型结构简单，采用高效CPC太阳能集热器，弥补了平板集热器保温差、真空管集热器漏光等缺点，具有平面无缝采光、真空隔热等优势，有效提高采暖系统的集热效率；采用太阳能在导热油中蓄热和辅助电加热装置随时切换的供暖方式，能够满足全天的采暖需求，也可做生活热水利用，可最大程度节约电能和运行费用，实用性极强。

Description

一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能应用领域，特别是涉及一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统。

背景技术

太阳能光热作为最佳的清洁能源替补传统能源，取之不尽，用之不竭，不仅能够满足供热、供汽需要，同时又能零排放，因此被广泛应用。传统的太阳能集热器多应用于低温领域，常见的有平板集热器和真空管集热器，其中的平板集热器保温性能差，而真空管集热器则容易漏光，两种集热器的热效率均较低，并不能够使太阳能得到有效的利用，这也导致传统的太阳能集热器在用户采暖领域无法广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、热效率高、能够充分利用太阳能的基于CPC太阳能集热器的采暖系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统，包括CPC太阳能集热器、蓄热水箱、储油罐、用户采暖端及控制系统，所述CPC太阳能集热器通过介质循环管路与所述蓄热水箱的蓄热端连接，所述用户采暖端通过水循环管路与所述蓄热水箱的供热端连接，所述储油罐用于储存导热介质，且所述储油罐通过介质导入管路与所述介质循环管路连接；所述蓄热水箱内设置有辅助电加热装置，所述介质循环管路上设置有集热油泵，所述水循环管路上设置有供热循环泵，所述辅助电加热装置、所述集热油泵以及所述供热循环泵均与所述控制系统电连接。

可选的，所述蓄热水箱为双盘管蓄热水箱，所述双盘管蓄热水箱内设置有介质盘管和供水盘管，所述介质盘管与所述介质循环管路连接，所述供水盘管与所述水循环管路连接。

可选的，所述介质循环管路包括介质进管和介质回管，所述介质进管的两端分别与所述CPC太阳能集热器的出介质端和所述介质盘管的进口连接，所述介质回管的两端分别与所述介质盘管的出口和所述CPC太阳能集热器的进介质端连接；所述储油罐通过介质导入管路与所述介质回管连接，所述集热油泵设置在所述介质进管上。

可选的，所述集热油泵的两端以及所述介质回管上均设置有第一电磁阀，所述介质导入管路上设置有第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制系统信号连接。

可选的，所述集热油泵的一侧还设置有压力表，所述压力表与所述控制系统信号连接。

可选的，所述水循环管路包括进水管和回水管，所述进水管的两端分别与所述供水盘管的进口和所述用户采暖端的出水口连接，所述回水管的两端分别与所述供水盘管的出口和所述用户采暖端的进水口连接；所述供热循环泵设置在所述进水管上。

可选的，所述进水管上设置有注水口，所述回水管上设置有第一排污口；所述进水管和所述回水管上均设置有第三电磁阀，所述第三电磁阀与所述控制系统信号连接。

可选的，所述供水盘管设置在所述介质盘管的上方，所述辅助电加热装置设置在所述供水盘管和所述介质盘管之间；所述介质盘管的一侧、所述供水盘管的一侧以及所述水循环管路上分别设置一热电偶，各个所述热电偶均与所述控制系统信号连接。

可选的，所述蓄热水箱的底部一侧设置有冷水进管，所述蓄热水箱的底端设置有第二排污口。

可选的，所述CPC太阳能集热器包括两块集热板，两块所述集热板通过所述介质循环管路串联，且位于两块所述集热板之间的所述介质循环管路上设置有热电偶。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，结构简单，通过采用高效CPC太阳能集热器，弥补了平板集热器保温差、真空管集热器漏光等缺点，具有平面无缝采光、真空隔热等优势，采用高温聚光系统的能量聚集方式，可使内部介质最高可达180℃，有效提高采暖系统的集热效率；同时集热器中的介质采用可耐受-30℃～300℃不变质的导热油，在日间阳光充足条件下，可充分利用太阳能在导热油中蓄热，并在蓄热水箱中将导热油中的热量传递给冷水，最终将热水循环至用户采暖端，实现室内采暖，也可做生活热水利用。

同时本实用新型还在蓄热水箱内设置了辅助电加热装置，用于在阳光不足或夜间时辅助加热箱内冷水，采用太阳能和电能随时切换的供暖方式，以满足全天的采暖需求，不仅可最大程度节约电能，而且可有效减少用户运行费用，实用性极强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于CPC太阳能集热器的采暖系统的结构示意图；

其中，附图标记为：1、CPC太阳能集热器；2、集热板；3、蓄热水箱；4、储油罐；5、用户采暖端；6、介质盘管；7、供水盘管；8、介质进管；9、介质回管；10、进水管；11、回水管；12、介质导入管路；13、辅助电加热装置；14、集热油泵；15、供热循环泵；16、第一电磁阀；17、第二电磁阀；18、压力表；19、注水口；20、第一排污口；21、第三电磁阀；22、热电偶；23、冷水进管；24、第二排污口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。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。

本实用新型的目的是提供一种结构简单、热效率高、能够充分利用太阳能的基于CPC太阳能集热器的采暖系统。

基于此，本实用新型提供一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统，包括CPC太阳能集热器、蓄热水箱、储油罐、用户采暖端及控制系统，CPC太阳能集热器通过介质循环管路与蓄热水箱的蓄热端连接，用户采暖端通过水循环管路与蓄热水箱的供热端连接，储油罐用于储存导热介质，且储油罐通过介质导入管路与介质循环管路连接；蓄热水箱内设置有辅助电加热装置，介质循环管路上设置有集热油泵，水循环管路上设置有供热循环泵，辅助电加热装置、集热油泵以及供热循环泵均与控制系统电连接。

本实用新型的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，结构简单，通过采用高效CPC太阳能集热器，弥补了平板集热器保温差、真空管集热器漏光等缺点，具有平面无缝采光、真空隔热等优势，采用高温聚光系统的能量聚集方式，可使内部介质最高可达180℃，有效提高采暖系统的集热效率；同时集热器中的介质采用可耐受-30℃～300℃不变质的导热油，在日间阳光充足条件下，可充分利用太阳能在导热油中蓄热，并在蓄热水箱中将导热油中的热量传递给冷水，最终将热水循环至用户采暖端，实现室内采暖，也可做生活热水利用。

同时本实用新型还在蓄热水箱内设置了辅助电加热装置，用于在阳光不足或夜间时辅助加热箱内冷水，采用太阳能和电能随时切换的供暖方式，以满足全天的采暖需求，不仅可最大程度节约电能，而且可有效减少用户运行费用，实用性极强。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统，包括CPC太阳能集热器1、蓄热水箱3、储油罐4、用户采暖端5及控制系统，CPC太阳能集热器1通过介质循环管路与蓄热水箱3的蓄热端连接，用户采暖端5通过水循环管路与蓄热水箱3的供热端连接，储油罐4用于储存导热介质，且储油罐4通过介质导入管路12与介质循环管路连接，本实施例中，导热介质优选采用可耐受-30℃～300℃不变质的导热油，在日间阳光充足条件下，可充分利用太阳能在导热油中蓄热；蓄热水箱3内设置有辅助电加热装置13，在日间阳光充足条件下，利用太阳能在导热油中蓄热，而在阳光不足或夜间时则可利用辅助电加热装置13辅助加热箱内冷水，满足供暖需求，采用太阳能和电能随时切换的供暖方式，能够满足全天的采暖需求，不仅可最大程度节约电能，而且可有效减少用户运行费用，实用性极强。如图1所示，介质循环管路上设置有集热油泵14，水循环管路上设置有供热循环泵15，辅助电加热装置13、集热油泵14以及供热循环泵15均与控制系统电连接，控制系统可对辅助电加热装置13进行定时启闭，还可通过设置温度传感器实时感应采暖用水的加热温度，当采暖用水达到某一温度，比如18℃时，可由控制系统控制辅助电加热装置13停止加热，保证室内温度的稳定，具体的定时控制程序和温度控制电路均为一种现有技术，在此不再赘述。而且，本实施例的CPC太阳能集热器采用现有CPC太阳能集热器中的一种，其具体结构和工作原理在此不再赘述。

于本具体实施例中，如图1所示，蓄热水箱3优选为双盘管蓄热水箱，双盘管蓄热水箱内设置有介质盘管6和供水盘管7，介质盘管6用于与介质循环管路连接，供水盘管7用于与水循环管路连接。

进一步地，如图1所示，介质循环管路包括介质进管8和介质回管9，介质进管8的两端分别与CPC太阳能集热器1的出介质端和介质盘管6的进口连接，介质回管9的两端分别与介质盘管6的出口和CPC太阳能集热器1的进介质端连接，介质进管8和介质回管9将CPC太阳能集热器1和介质盘管6连接为一个整体的介质循环回路；储油罐4通过介质导入管路12连接在介质回管9上，集热油泵14设置在介质进管8上，集热油泵14用于驱动导热介质在上述介质循环回路内循环。

进一步地，如图1所示，集热油泵14的两端以及介质回管9上均设置有第一电磁阀16，介质导入管路12上设置有第二电磁阀17，第一电磁阀16和第二电磁阀17均与控制系统信号连接，由控制系统控制第一电磁阀16和第二电磁阀17的启闭。

进一步地，如图1所示，集热油泵14的一侧还设置有压力表18，压力表18与控制系统信号连接，以将检测到的压力信息实时传递给控制系统，再由控制系统控制整个采暖系统内的运行状态。

进一步地，如图1所示，水循环管路包括进水管10和回水管11，进水管10的两端分别与供水盘管7的进口和用户采暖端5的出水口连接，回水管11的两端分别与供水盘管7的出口和用户采暖端5的进水口连接；供热循环泵15优选设置在进水管10上，供水盘管7和用户采暖端5通过进水管10和回水管11连接形成一热水循环回路，供热循环泵15则用于驱动水在上述热水循环回路内循环流动。

进一步地，如图1所示，进水管10上设置有注水口19，回水管11上设置有第一排污口20，第一排污口20用于及时将热水循环回路内的杂质污垢等排出，防止热水循环回路堵塞，影响供暖；本实施例中，进水管10和回水管11上均设置有第三电磁阀21，且各个第三电磁阀21均与控制系统信号连接，具体第三电磁阀21的设置个数和设置位置可根据实际情况而适应性调整。

进一步地，如图1所示，供水盘管7优选设置在介质盘管6的上方，辅助电加热装置13则优选设置在供水盘管7和介质盘管6之间；介质盘管6的一侧、供水盘管7的一侧以及水循环管路上分别设置一热电偶22，各个热电偶均与控制系统信号连接。

进一步地，如图1所示，蓄热水箱3的底部一侧设置有冷水进管23，蓄热水箱3的底端设置有第二排污口24。本实施例在蓄热水箱3上还优选设置一生活用水盘管，专门用于将供水盘管7内的热水供生活使用，在图1中并没有画出，设置位置可根据实际情况而设定。

进一步地，如图1所示，CPC太阳能集热器1优选包括两块集热板2，两块集热板2通过介质循环管路串联，且位于两块集热板2之间的介质循环管路上优选设置有热电偶22，该热电偶22也与控制系统信号连接。

下面对本实施例作具体使用说明：

在日间阳光充足条件下，可通过控制系统内的温差控制程序控制集热油泵14工作，CPC太阳能集热器1可将吸收的太阳光能量转化为热能，并储存至导热油中，使蓄热水箱3内的水温不断升高，再由供热循环泵15将高温热水导入室内用户采暖端5内，将室内气温升高，满足采暖需求。而当阳光不足或夜间时，控制系统会自动启动辅助电加热装置加热蓄热水箱3内的冷水，升温至采暖温度要求，再由供热循环泵15将高温热水导入室内用户采暖端5内，将室内气温升高，满足采暖需求。

本实用新型采用的CPC太阳能集热器中，两块集热板可吸收光能热量，无需跟踪太阳方位即可达到约5倍聚光，可提高能量密度和温度，得到更高的热能品位，依靠CPC太阳能集热器内的真空层保温，系统热效率可达60％，不仅能用于低温热水领域，还可产生120～140℃蒸汽，应用于太阳能中温或高温领域。其中，导热油耐受温度范围广，适用于北方严寒地区；采用双盘管蓄热水箱，不仅便于取暖，还可作为其他用途，拓宽热水利用范围。

由此可见，本实用新型的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，结构简单，通过采用高效CPC太阳能集热器，弥补了平板集热器保温差、真空管集热器漏光等缺点，具有平面无缝采光、真空隔热等优势，采用高温聚光系统的能量聚集方式，可使内部介质最高可达180℃，有效提高采暖系统的集热效率；同时集热器中的介质采用可耐受-30℃～300℃不变质的导热油，在日间阳光充足条件下，可充分利用太阳能在导热油中蓄热，并在蓄热水箱中将导热油中的热量传递给冷水，最终将热水循环至用户采暖端，实现室内采暖，也可做生活热水利用。

同时本实用新型还在蓄热水箱内设置了辅助电加热装置，用于在阳光不足或夜间时辅助加热箱内冷水，采用太阳能和电能随时切换的供暖方式，以满足全天的采暖需求，不仅可最大程度节约电能，而且可有效减少用户运行费用，实用性极强。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：包括CPC太阳能集热器、蓄热水箱、储油罐、用户采暖端及控制系统，所述CPC太阳能集热器通过介质循环管路与所述蓄热水箱的蓄热端连接，所述用户采暖端通过水循环管路与所述蓄热水箱的供热端连接，所述储油罐用于储存导热介质，且所述储油罐通过介质导入管路与所述介质循环管路连接；所述蓄热水箱内设置有辅助电加热装置，所述介质循环管路上设置有集热油泵，所述水循环管路上设置有供热循环泵，所述辅助电加热装置、所述集热油泵以及所述供热循环泵均与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述蓄热水箱为双盘管蓄热水箱，所述双盘管蓄热水箱内设置有介质盘管和供水盘管，所述介质盘管与所述介质循环管路连接，所述供水盘管与所述水循环管路连接。

3.根据权利要求2所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述介质循环管路包括介质进管和介质回管，所述介质进管的两端分别与所述CPC太阳能集热器的出介质端和所述介质盘管的进口连接，所述介质回管的两端分别与所述介质盘管的出口和所述CPC太阳能集热器的进介质端连接；所述储油罐通过介质导入管路与所述介质回管连接，所述集热油泵设置在所述介质进管上。

4.根据权利要求3所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述集热油泵的两端以及所述介质回管上均设置有第一电磁阀，所述介质导入管路上设置有第二电磁阀，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制系统信号连接。

5.根据权利要求3所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述集热油泵的一侧还设置有压力表，所述压力表与所述控制系统信号连接。

6.根据权利要求2所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述水循环管路包括进水管和回水管，所述进水管的两端分别与所述供水盘管的进口和所述用户采暖端的出水口连接，所述回水管的两端分别与所述供水盘管的出口和所述用户采暖端的进水口连接；所述供热循环泵设置在所述进水管上。

7.根据权利要求6所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述进水管上设置有注水口，所述回水管上设置有第一排污口；所述进水管和所述回水管上均设置有第三电磁阀，所述第三电磁阀与所述控制系统信号连接。

8.根据权利要求2所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述供水盘管设置在所述介质盘管的上方，所述辅助电加热装置设置在所述供水盘管和所述介质盘管之间；所述介质盘管的一侧、所述供水盘管的一侧以及所述水循环管路上分别设置一热电偶，各个所述热电偶均与所述控制系统信号连接。

9.根据权利要求1所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述蓄热水箱的底部一侧设置有冷水进管，所述蓄热水箱的底端设置有第二排污口。

10.根据权利要求1所述的基于CPC太阳能集热器的采暖系统，其特征在于：所述CPC太阳能集热器包括两块集热板，两块所述集热板通过所述介质循环管路串联，且位于两块所述集热板之间的所述介质循环管路上设置有热电偶。