CN209459241U - 太阳能无水热风式集热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能无水热风式集热系统，包括空气集热器、换热水箱、空气循环组件和控制器，所述空气集热器用于吸收太阳能中的热能；所述换热水箱用于流经所述散热盘的热空气与所述保温箱体内的冷水进行热交换，生成热水；所述空气循环传送组件用于使空气在所述空气集热器和所述换热水箱之间以固定方向流动；所述控制器用于采集所述换热水箱的温度值和控制所述空气循环组件中空气的流速。所述太阳能无水热风式集热系统用空气作为传送热量的介质，室外温度较低时，避免设置于室外的所述空气集热器会像以水作为传热介质的太阳能热水器那样，由于外部温度过低引起水管中的水结冰，从而造成水管爆裂。

Description

太阳能无水热风式集热系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能供热技术领域，具体涉及一种太阳能无水热风式集热系统。

背景技术

传统的太阳能集热器以水为介质，吸收和释放太阳的热量，因此，在北方地区，由于冬季温度低，传统的太阳能集热器无法使用。而且，在传统的太阳能集热器中，需要将铜管焊接在吸热板上，以实现铜管内的水吸收太阳能，此种焊接工艺复杂，且造价昂贵，不易运输。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种工艺简单、制造成本低、集热效率高且可以在冬季使用的太阳能无水热风式集热系统。

一种太阳能无水热风式集热系统，包括：

用于吸收太阳能中的热能的空气集热器，包括具有第一敞口的壳体、盖合于所述第一敞口的玻璃盖板和设于所述壳体内部的集热板和风槽腔体，所述集热板用于将太阳辐射的热能传导至所述风槽腔体内；

换热水箱，包括保温箱体和设于所述保温箱体内的散热盘，在换热水箱内，所述空气集热器生成的热空气流经所述散热盘，与所述保温箱体内的冷水进行热交换，生成热水；

空气循环传送组件，连接至所述空气集热器和所述换热水箱，所述空气循环传送组件包括风管道、风机、增压阀、泄压阀和常闭单向压力阀，使空气在所述空气集热器和所述换热水箱之间以固定方向安全流动；

控制器，电性连接至所述空气集热器、所述换热水箱和所述空气循环传送组件，所述控制器包括控制模块和数值采集模块，所述数值采集模块用于采集所述空气集热器和所述换热水箱的温度值以及所述散热盘内的压力值，所述控制模块用于控制所述空气循环组件中空气的通断以及流动速度。

进一步地，所述风槽腔体为具有第二敞口的扁平框形，所述集热板盖合于所述第二敞口，所述集热板设于所述玻璃盖板下方，并与所述玻璃盖板平行；所述风槽腔体的第二敞口为风槽腔体的正面，所述风槽腔体还具有一个与所述正面相对的背面、相对的一对侧面、以及相对的顶面和底面，所述风槽腔体内设有风槽支架，所述风槽支架包括多个类已字风槽支架条，所述风槽支架条设于所述集热板和所述风槽腔体背面之间，每个所述风槽支架条长度方向上分别相接于所述集热板内表面和所述风槽腔体的背面，各个所述风槽支架条之间平行设置，且多个所述风槽支架条交替安装于所述风槽腔体相对的一对侧面，使多个风槽支架条的两端与所述风槽腔体的两个侧面之间交替间隔，将所述风槽腔体分割成蛇形风道。

进一步地，所述壳体包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和所述外层壳体之间填充有隔热材料；所述风槽腔体通过螺栓固定安装于所述壳体内，所述壳体也具有与所述风槽腔体对应的顶面和底面，所述风槽腔体的顶面和底面分别设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口穿设于所述壳体的顶面和底面，并与所述蛇形风道的两端对应设置。

进一步地，所述散热盘两端按照热空气流动的方向分为散热盘进风口和散热盘出风口，所述风管道包括上送风管道和下送风管道，所述上送风管道的两端分别连接至所述空气集热器的出风口和所述散热盘进风口，所述下送风管道的两端分别连接至所述散热盘出风口和所述空气集热器的进风口。

进一步地，所述上送风管道和所述下送风管道分别安装有第一常闭单向压力阀和第二常闭单向压力阀，使所述上送风管道和所述下送风管道内的空气单向流动。

进一步地，所述增压阀安装于所述上送风管道，所述泄压阀安装于所述下送风管道，所述增压阀用于使所述散热盘内的空气在压力作用下流动，所述增压阀与所述第一常闭单向压力阀之间安装有风机，所述风机用于提高所述风管道内的空气流动速度，所述泄压阀用于控制所述散热盘内的最大压力值，以确保所述散热盘的安全性。

进一步地，所述保温箱体包括箱体外壳、内胆和填充于所述箱体外壳与所述内胆之间的保温材料，所述散热盘包括螺旋上升的盘管，所述保温箱体设有第一组通孔和第二组通孔，所述第一组通孔穿设有所述盘管两端的散热盘进风口和散热盘出风口，所述第二组通孔穿设有进水管和出水管。

进一步地，所述数值采集模块包括换热水箱温度传感器和空气集热器温度传感器，所述换热水箱温度传感器用于采集所述换热水箱内的水温度值并传送至所述控制模块，所述空气集热器温度传感器用于采集空气集热器内的空气温度值并传送至所述控制模块；所述数值采集模块还包括散热盘压力传感器，所述散热盘压力传感器用于采集所述散热盘内的空气压力值并传送至所述控制模块。

进一步地，所述控制模块用于根据所述空气集热器和所述换热水箱内的温度值和所述散热盘内的压力值，控制所述增压阀和所述泄压阀的压力值和所述风机的转动速度。

进一步地，所述控制器还包括控制器仪表，所述控制器仪表上设有数码显示屏和手动与自动切换旋钮，所述数码显示屏用于显示所述数值采集模块采集到的温度数值和压力数值，所述手动与自动切换旋钮用于切换所述控制器的工作状态。

上述太阳能无水热风式集热系统中，所述空气集热器中设有蛇形风道风槽，通过风槽增加空气在所述空气集热器内的路径长度，用空气作为传送热量的介质，使空气吸收更多的热量，热空气在所述换热水箱中将热量传导至水箱中的水，可以给人们提供热水。所述空气循环组件可以提高风管道中空气的流动速度，所述控制器实现对所述太阳能无水热风集热系统的控制，使其正常工作。在北方的冬季，室外温度较低时，所述控制器控制所述空气循环组件停止工作，不需要担心所述空气集热器会像以水作为传热介质的太阳能热水器那样，由于外部温度过低引起水管中的水结冰，从而造成水管爆裂。本实用新型的结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是本实用新型实施例太阳能无水热风式集热系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例太阳能无水热风式集热系统的空气集热器结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

请参阅图1和图2，示出本实用新型的实施例提供的一种太阳能无水热风式集热系统100，包括空气集热器10、换热水箱30、空气循环组件20和控制器40，所述空气集热器10用于吸收太阳能中的热能，所述空气集热器10包括具有第一敞口的壳体15、盖合于所述第一敞口的玻璃盖板11和设于所述壳体15内部的集热板12和风槽腔体16，所述集热板12用于将太阳辐射的热能传导至所述风槽腔体16内；所述换热水箱30，包括保温箱体和设于所述保温箱体内的散热盘34，在换热水箱30内，所述空气集热器10生成的热空气流经所述散热盘34，与所述保温箱体内的冷水进行热交换，生成热水；所述空气循环传送组件20连接至所述空气集热器10和所述换热水箱30，所述空气循环传送组件20包括风管道21、风机22、增压阀25、泄压阀26和常闭单向压力阀23、24，使空气在所述空气集热器10和所述换热水箱30之间以固定方向安全流动；所述控制器40电性连接至所述空气集热器10、所述换热水箱30和所述空气循环传送组件20，所述控制器40包括控制模块和数值采集模块，所述数值采集模块用于采集所述空气集热器10和所述换热水箱30的温度值以及所述散热盘34内的压力值，所述控制模块用于控制所述空气循环组件中空气的通断以及流动速度。

请参阅图2，示出所述空气集热器10，进一步地，所述风槽腔体16为具有第二敞口的扁平框形19，所述集热板12盖合于所述第二敞口，所述集热板12设于所述玻璃盖板11下方，并与所述玻璃盖板11平行；所述风槽腔体16的第二敞口为风槽腔体16的正面，所述风槽腔体16还具有一个与所述正面相对的背面、相对的一对侧面、以及相对的顶面和底面，所述风槽腔体16内设有风槽支架13，所述风槽支架13包括多个类已字风槽支架条，所述风槽支架条设于所述集热板12和所述风槽腔体16背面之间，每个所述风槽支架条长度方向上分别相接于所述集热板12内表面和所述风槽腔体16的背面，各个所述风槽支架条之间平行设置，且多个所述风槽支架条交替安装于所述风槽腔体16相对的一对侧面，使多个风槽支架条的两端与所述风槽腔体16的两个侧面之间交替间隔，将所述风槽腔体16分割成蛇形风道。所述壳体15包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和所述外层壳体之间填充有隔热材料14；所述风槽腔体16通过螺栓固定安装于所述壳体15内，所述壳体15也具有与所述风槽腔体16对应的顶面和底面，所述风槽腔体16的顶面和底面分别设有进风口18和出风口17，所述进风口18和所述出风口17穿设于所述壳体15的顶面和底面，并与所述蛇形风道的两端对应设置。

具体地，所述风槽腔体16设于所述壳体15内部，所述风槽腔体16的第二敞口盖合有所述集热板12，所述壳体15的第一敞口盖合有所述玻璃盖板11，所述第一敞口的方向与所述第二敞口的方向相同，所述集热板12设于所述玻璃盖板11的下方并平行设置，所述第一敞口和所述第二敞口的面向太阳放置。所述壳体15与所述风槽腔体16同样具有正面、背面、两个侧面、顶面和底面，所述壳体15的正面、背面、两个侧面、顶面和底面均填充有隔热材料14。

具体地，太阳光穿过所述玻璃盖板11，所述集热板12吸收太阳光辐射的热能，并将热能传导至所述风槽腔体16，使所述风槽腔体16内的空气被加热。当空气经过所述蛇形风道，由于路径被延长，空气在所述风槽腔体16内停留的时间延长，使空气能够与所述集热板12充分接触，吸收更多的热能。所述壳体15内填充隔热材料14，可以防止热量由所述壳体15的背面或者侧面被散发出去，以进一步提高所述空气集热器10的集热效率。

进一步地，所述散热盘34两端按照热空气流动的方向分为散热盘34进风口和散热盘34出风口，所述风管道21包括上送风管道和下送风管道，所述上送风管道的两端分别连接至所述空气集热器10的出风口17和所述散热盘34进风口，所述下送风管道的两端分别连接至所述散热盘34出风口和所述空气集热器10的进风口18。所述上送风管道和所述下送风管道分别安装有第一常闭单向压力阀23和第二常闭单向压力阀24，使所述上送风管道和所述下送风管道内的空气单向流动。

具体地，空气在所述空气循环组件中的流动方向为：热空气经所述上送风管道由所述空气集热器10流入所述换热水箱30，热空气在所述散热盘34内被换热后成为冷空气，经所述下送风管道由所述换热水箱30流至所述空气集热器10。

进一步地，所述空气循环传送组件20还包括安装于所述上送风管道的所述增压阀25和安装于所述下送风管道的所述泄压阀26，所述增压阀25用于使所述散热盘34内的空气在压力作用下流动，所述增压阀25与所述第一常闭单向压力阀23之间安装有风机22，所述风机22用于提高所述风管道21内的空气流动速度，所述泄压阀26用于控制所述散热盘34内的最大压力值，以确保所述散热盘34的安全性。

进一步地，所述保温箱体包括箱体外壳31、内胆33和填充于所述箱体外壳31与所述内胆33之间的保温材料32，所述散热盘34包括螺旋上升的盘管，所述保温箱体设有第一组通孔和第二组通孔，所述第一组通孔穿设有所述盘管两端的散热盘34进风口和散热盘34出风口，所述第二组通孔穿设有进水管和出水管。

具体地，所述风道管21采用不锈钢管材质，外敷聚氨脂保温层。所述换热水箱30内的散热盘34盘管为铜质，优选为紫铜管，水箱内胆33为不锈钢材质，水箱外壳为彩钢，内胆33与外壳间填充隔热保温材料32。空气在所述空气集热器10内加热，并在所述风管道21间循环传送时，因温度的变化导致压强和体积变化，为减轻空气正负压对集热器的损伤，采用在进出风道管上装置增压阀25、泄压阀26进行自动调节。

进一步地，所述数值采集模块包括换热水箱30温度传感器和空气集热器10温度传感器，所述换热水箱30温度传感器用于采集所述换热水箱30内的水温度值并传送至所述控制模块，所述空气集热器10温度传感器用于采集空气集热器10内的空气温度值并传送至所述控制模块；所述数值采集模块还包括散热盘34压力传感器，所述散热盘34压力传感器用于采集所述散热盘34内的空气压力值并传送至所述控制模块。所述控制模块用于根据所述空气集热器10和所述换热水箱30内的温度值和所述散热盘34内的压力值，控制所述增压阀25和所述泄压阀26的压力值和所述风机22的转动速度。所述控制器40还包括控制器仪表42，所述控制器仪表42上设有数码显示屏41和手动与自动切换旋钮43，所述数码显示屏41用于显示所述数值采集模块采集到的温度数值和压力数值，所述手动与自动切换旋钮43用于切换所述控制器40的工作状态。

上述集热系统100工作时，当太阳光穿过所述玻璃盖板11，太阳辐射的热量被所述集热板12吸收，传导至所述风槽腔体16内，所述风槽腔体16内的空气被加热。当所述风槽腔体16腔内空气温度高于所述散热盘34管道内空气20度时，所述风机22受所述控制器40指令启动运转，热空气经所述上送风管道传送，其产生的推力，开启所述第一常闭单向压力阀23，热空气进入所述散热盘34盘管内，因热空气高于盘管外围环境温度，依紫铜材质盘管特性，空气的热量经所述盘管壁发散，所述盘管内热空气与所述盘管外低温水介质进行热交换，促使水箱内水介质达到升温效果，产生热水。经换热后的空气沿所述盘管流出所述换热水箱30，推动并开启所述第二常闭单向压力阀24，重新返回空气集热器10内。

具体地，在夜间或者冬季，所述空气集热器10温度传感器采集到的所述空气集热器10内的空气温度值低于所述换热水箱30温度传感器采集到的所述换热水箱30内的水温度值时，所述控制模块控制所述风机22停止转动，所述第一常闭单向压力阀23和所述第二常闭单向压力阀24关闭，使冷空气无法进入所述换热水箱30。

上述太阳能无水热风式集热系统100中，所述空气集热器10中设有蛇形风道，增加了空气在所述空气集热器10内的路径长度，用空气作为传送热量的介质，使空气吸收更多的热量，热空气在所述换热水箱30中将热量传导至水箱中的水，可以给人们提供热水。所述空气循环组件可以提高风管道21中空气的流动速度，所述控制器40实现对所述太阳能无水热风集热系统的控制，使其正常工作。在北方的冬季，室外温度较低时，所述控制器40控制所述空气循环组件停止工作，不需要担心所述空气集热器10会像以水作为传热介质的太阳能热水器那样，由于外部温度过低引起水管中的水结冰，从而造成水管爆裂。本实用新型的结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，包括：

用于吸收太阳能中的热能的空气集热器，包括具有第一敞口的壳体、盖合于所述第一敞口的玻璃盖板和设于所述壳体内部的集热板和风槽腔体，所述集热板用于将太阳辐射的热能传导至所述风槽腔体内；

换热水箱，包括保温箱体和设于所述保温箱体内的散热盘，在换热水箱内，所述空气集热器生成的热空气流经所述散热盘，与所述保温箱体内的冷水进行热交换，生成热水；

空气循环传送组件，连接至所述空气集热器和所述换热水箱，所述空气循环传送组件包括风管道、风机、增压阀、泄压阀和常闭单向压力阀，使空气在所述空气集热器和所述换热水箱之间以固定方向安全流动；

控制器，电性连接至所述空气集热器、所述换热水箱和所述空气循环传送组件，所述控制器包括控制模块和数值采集模块，所述数值采集模块用于采集所述空气集热器和所述换热水箱的温度值以及所述散热盘内的压力值，所述控制模块用于控制所述空气循环组件中空气的通断以及流动速度。

2.如权利要求1所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述风槽腔体为具有第二敞口的扁平框形，所述集热板盖合于所述第二敞口，所述集热板设于所述玻璃盖板下方，并与所述玻璃盖板平行；所述风槽腔体的第二敞口为风槽腔体的正面，所述风槽腔体还具有一个与所述正面相对的背面、相对的一对侧面、以及相对的顶面和底面，所述风槽腔体内设有风槽支架，所述风槽支架包括多个类已字风槽支架条，所述风槽支架条设于所述集热板和所述风槽腔体背面之间，每个所述风槽支架条长度方向上分别相接于所述集热板内表面和所述风槽腔体的背面，各个所述风槽支架条之间平行设置，且多个所述风槽支架条交替安装于所述风槽腔体相对的一对侧面，使多个风槽支架条的两端与所述风槽腔体的两个侧面之间交替间隔，将所述风槽腔体分割成蛇形风道。

3.如权利要求2所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述壳体包括内层壳体和外层壳体，所述内层壳体和所述外层壳体之间填充有隔热材料；所述风槽腔体通过螺栓固定安装于所述壳体内，所述壳体也具有与所述风槽腔体对应的顶面和底面，所述风槽腔体的顶面和底面分别设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口穿设于所述壳体的顶面和底面，并与所述蛇形风道的两端对应设置。

4.如权利要求3所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述散热盘两端按照热空气流动的方向分为散热盘进风口和散热盘出风口，所述风管道包括上送风管道和下送风管道，所述上送风管道的两端分别连接至所述空气集热器的出风口和所述散热盘进风口，所述下送风管道的两端分别连接至所述散热盘出风口和所述空气集热器的进风口。

5.如权利要求4所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述上送风管道和所述下送风管道分别安装有第一常闭单向压力阀和第二常闭单向压力阀，使所述上送风管道和所述下送风管道内的空气单向流动。

6.如权利要求5所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述增压阀安装于所述上送风管道，所述泄压阀安装于所述下送风管道，所述增压阀用于使所述散热盘内的空气在压力作用下流动，所述增压阀与所述第一常闭单向压力阀之间安装有风机，所述风机用于提高所述风管道内的空气流动速度，所述泄压阀用于控制所述散热盘内的最大压力值，以确保所述散热盘的安全性。

7.如权利要求4所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述保温箱体包括箱体外壳、内胆和填充于所述箱体外壳与所述内胆之间的保温材料，所述散热盘包括螺旋上升的盘管，所述保温箱体设有第一组通孔和第二组通孔，所述第一组通孔穿设有所述盘管两端的散热盘进风口和散热盘出风口，所述第二组通孔穿设有进水管和出水管。

8.如权利要求1所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述数值采集模块包括换热水箱温度传感器和空气集热器温度传感器，所述换热水箱温度传感器用于采集所述换热水箱内的水温度值并传送至所述控制模块，所述空气集热器温度传感器用于采集空气集热器内的空气温度值并传送至所述控制模块；所述数值采集模块还包括散热盘压力传感器，所述散热盘压力传感器用于采集所述散热盘内的空气压力值并传送至所述控制模块。

9.如权利要求8所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述控制模块用于根据所述空气集热器和所述换热水箱内的温度值和所述散热盘内的压力值，控制所述增压阀和所述泄压阀的压力值和所述风机的转动速度。

10.如权利要求6所述的太阳能无水热风式集热系统，其特征在于，所述控制器还包括控制器仪表，所述控制器仪表上设有数码显示屏和手动与自动切换旋钮，所述数码显示屏用于显示所述数值采集模块采集到的温度数值和压力数值，所述手动与自动切换旋钮用于切换所述控制器的工作状态。