CN210197444U - 用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，包括中温太阳能、供暖机构和淋浴机构，中温太阳能位于室外，供暖机构和淋浴机构位于室内，中温太阳能的热水口与供暖机构的入水口连通，供暖机构的出水口通过供水循环泵与中温太阳能的冷水口连通，中温太阳能的热水口处设有与供水循环泵连接的控制器，控制器还与供暖机构连接，中温太阳能的热水口与淋浴机构连通，中温太阳能和供暖机构上均设有与控制器连接的温度传感器。本实用新型采用上述结构的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，可有效降低现有户用采暖系统白天的采暖运行成本，并充分利用低谷电低价格优势实现晚间供热，系统的全年综合效益好，初投资低。

Description

用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能采暖系统技术领域，特别是涉及一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统。

背景技术

近年来，在北方地区，特别是京津冀地区持续多年开展了户用煤改电项目，采用清洁能源或清洁供热技术，代替常规燃煤锅炉，解决农村冬季供暖问题。

目前采用的诸多技术，包括天然气、电锅炉、生物质、热泵等单独供热技术都存在初投资高、运行成本高等问题，无法广泛使用，特别是在经济总量与北京，天津比较，相对较差的河北地区更为明显。

因此，如何选择一种成熟，可靠、高效，且初投资、运行成本低，老百姓熟悉的能源及产品，用于户用供热采暖需求，是目前企业、政府、老百姓同时面临且急需解决的问题。

做为全玻璃真空太阳能集热管热水器，自上世纪90年代推到市场后，因见，简单、实用、能够解决基本的生活热水需求，为广大人民群众，特别是电力和燃气不足的农村老百姓所接受和认可。

但目前的太阳能热水器或热水系统，因其多年的固有设计理念，仅且仅能够适用于45摄氏度左右的生活热水，不适合用于户用采暖应用。

为获取更大的的热量，部分产品采用过大的集热面积满足全天大部分采暖需求，而导致非采暖季节热能严重过剩，造成系统投资和使用浪费。

合理的设计和优化太阳能利用系统，适合于白天太阳能采暖，非采暖季节时适合提供生活热水，实现利益率最大化。但如何实现太阳能与清洁能源供热，充分利用低谷电价格优势，实现全天高效低成本供热，且能够显著降低初投资成本。

目前主要的采暖能源为电力采暖，但过大的采暖功率将导致整村使用时，需要电网改造而加大整个区域采暖初投资的大幅度增加，一般单户增加电力增容投资达到2-3万元。若全部完成一省投资，将达到几千亿元至上亿元净投入，短期内无法为政府所承受。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，可有效降低现有户用采暖系统白天的采暖运行成本，并充分利用低谷电低价格优势实现晚间供热，系统的全年综合效益好，初投资低。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，包括中温太阳能、供暖机构和淋浴机构，所述中温太阳能位于室外，所述供暖机构和所述淋浴机构位于室内，所述中温太阳能的热水口与所述供暖机构的入水口连通，所述供暖机构的出水口通过供水循环泵与所述中温太阳能的冷水口连通，所述中温太阳能的热水口处设有与所述供水循环泵连接的控制器，所述控制器还与所述供暖机构连接，所述中温太阳能的热水口与所述淋浴机构连通，所述淋浴机构处设有补水机构，所述中温太阳能和所述供暖机构上均设有与所述控制器连接的温度传感器；

所述中温太阳能包括保温储热水箱、支架和真空太阳能集热管，所述支架包括若干组前腿、后腿和桶托，同组的所述前腿与所述后腿的上方通过所述桶托连接，同组的所述前腿和所述后腿的内部设有位于所述桶托下方的弧形边斜撑，平行分布的所述前腿之间通过顶部的横撑和底部的尾盒连接，所述横撑与所述前腿之间设有前斜撑，平行分布的所述后腿之间通过倾斜设置的后斜撑连接，相邻的所述后斜撑之间相互连接；

所述保温储热水箱通过固定件固定在所述桶托的上方，所述桶托的上方为与所述保温储热水箱匹配的凹弧形结构，所述桶托的上方设有缓冲垫，所述真空太阳能集热管平行于所述前腿，所述真空太阳能集热管的蒸发段固定在所述尾盒上，其冷凝段固定在所述保温储热水箱的集热管排孔内；

所述真空太阳能集热管为一体结构，并包括同轴的内玻璃管和罩玻璃管，所述内玻璃管的一端位于所述罩玻璃管的内部形成蒸发段，其另一端外伸形成冷凝段，所述罩玻璃管封闭端的内部设有与所述内玻璃管蒸发段顶部连接的支撑件，所述支撑件上设有吸气剂，所述罩玻璃管的另一端设有与所述内玻璃管连接的环封口，所述内玻璃管的蒸发段外侧设有吸收涂层，所述罩玻璃管封闭端的内侧设有吸气膜；

所述保温储热水箱包括由外向内依次设置的外壳、保温层和内胆，所述外壳的两端设有端盖，所述外壳的表面设有与所述内胆连通的单向呼吸阀，所述端盖上的挡风圈内设有进出水口，真空太阳能集热管与集热管排孔的连接处设有B型密封圈，所述集热管排孔位于所述外壳上，并与所述内胆连通，所述外壳的底部设有与所述内胆连通的电加热接口，所述电加热接口与所述单向呼吸阀位于所述外壳的两侧。

优选的，所述内胆为圆截面，其直径为250-300mm，所述外壳和所述内胆的厚度均为0.35-0.5mm，所述保温层的厚度55-65mm，其发泡密度为 30-49kg/立方米，所述集热管排孔的数量为30个，其间距为72-78mm，其直径为58mm。

优选的，所述真空太阳能集热管为全玻璃热管式真空太阳能集热管，所述罩玻璃管的厚度不小于1.7mm，所述内玻璃管的厚度不小于1.8mm，所述内玻璃管的冷凝段长度为75-125mm，单支所述真空太阳能集热管的加热水量为4-4.5L，所述前腿和所述后腿之间的夹角为45-55度。

优选的，所述端盖上设有2个进出水口，同侧所述进出水口间距为 220mm。

优选的，所述固定件位于所述水箱的底部，所述固定件的数量为3个，并均匀的分布在所述水箱底部。

优选的，所述供暖机构为并列设置的若干电热水暖气片或电热风机盘管。

因此，本实用新型采用上述结构的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，可有效降低现有户用采暖系统白天的采暖运行成本，并充分利用低谷电低价格优势实现晚间供热，系统的全年综合效益好，初投资低。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统实施例的示意图；

图2是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统的中温太阳能实施例的侧视图；

图3是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中支架实施例的示意图；

图4是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中保温储热水箱实施例的示意图；

图5是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中保温储热水箱实施例的侧视图；

图6是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中真空太阳能集热管实施例的示意图。

附图标记

1、保温储热水箱；11、固定件；12、集热管排孔；13、外壳；14、保温层；15、内胆；16、端盖；161、挡风圈；17、单向呼吸阀；18、进出水口； 19、电加热接口；

2、支架；21、前腿；22、后腿；23、桶托；24、边斜撑；25、横撑；26、尾盒；27、前斜撑；28、后斜撑；

3、真空太阳能集热管；31、内玻璃管；32、罩玻璃管；33、冷凝段；34、蒸发段；35、吸气剂；36、支撑件；37、吸收涂层；38、吸气膜；

4、中温太阳能；5、供暖机构；6、淋浴机构；7、供水循环泵；8、控制器；9、补水机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统实施例的示意图，图2是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统的中温太阳能实施例的侧视图，图3是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中支架实施例的示意图，图4是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中保温储热水箱实施例的示意图，图5是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中保温储热水箱实施例的侧视图，图6是本实用新型用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统中真空太阳能集热管实施例的示意图，如图所示，一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，包括中温太阳能4、供暖机构5和淋浴机构6，中温太阳能4 位于室外，供暖机构5和淋浴机构6位于室内，供暖机构5为并列设置的若干电热水暖气片或电热风机盘管，中温太阳能4将吸收的太阳能转化为热能并传递给供暖机构5和淋浴机构6使用。中温太阳能4的热水口与供暖机构 5的入水口连通，供暖机构5的出水口通过供水循环泵7与中温太阳能4的冷水口连通，在供水循环泵7的作用下，中温太阳能4的热水进入供暖机构 5散发热量后再次回到中温太阳能4。中温太阳能4的热水口处设有与供水循环泵7连接的控制器8，中温太阳能4上设有与控制器8连接的温度传感器，控制器8根据温度传感器判断中温太阳能4是否用于供水，从而控制供水循环泵7工作。控制器8还与供暖机构5连接，供暖机构5上设有与控制器8 连接的温度传感器，当供暖机构5中温度过低或过高时，控制器8调控供水循环泵7工作。

中温太阳能4的热水口与淋浴机构6连通，中温太阳能4内的热水可以直接用到淋浴机构6中。淋浴机构6处设有补水机构9，补水机构9用于淋浴机构6的补水调温。

使用时，多组中温太阳能串联连接。白天时，中温太阳能吸收太阳能转化为热能，通过控制器控制，利用供暖机构对室内进行供热。同时中温太阳能水箱具有一定的储热功能，用于傍晚和前半夜的供热。

当天气较差或低谷电时，通过控制器启动电热水暖器片或电热风机盘管组进行补充采暖供热。电热水暖器片或电热风机盘管组采用近炕或床采暖，实现定点定向供热采暖，能够满足局部采暖的需求。

因此，当户用采暖面积为30平米左右时，一般对应用户卧室为一个大卧室或两个小卧室。采用一个大卧室则为2kw电热水暖器片或电热风机盘管组可满足基本的采暖需求；采用两个小卧室模式时，可选择两个1kw的电热水暖器片或电热风机盘管组模式。所选用电热风机为1-2kw可调，两台电热风机输出功率可实现互锁使用，以保证在满足基本采暖需求时，有效降低整体电力负荷。当户用容量逐步提升时，以及，农村老百姓对电费接受能力增加时，其可实现简单解锁，以逐步提升户用采暖日益增长的舒适度的需求。

中温太阳能4包括保温储热水箱1、支架2和真空太阳能集热管3，支架 2为整体提供支撑，真空太阳能集热管3将吸收的太阳能转化成热能传递到保温储热水箱1中。支架2包括若干组前腿21、后腿22和桶托23，同组的前腿21与后腿22的上方通过桶托23连接，桶托的上端为与保温储热水箱匹配的凹弧形结构。桶托上方的凹弧形结构上方设有缓冲垫，加强对保温储热水箱的保护。供暖需求不同时，通过连接不同数量的支架实现供暖季和非供暖季的热量需求。前腿21和后腿22之间的夹角为45-55度，支撑强度高。保温储热水箱1通过固定件11固定在桶托23的上方，固定件11位于保温储热水箱1的底部，固定件11的数量为3个，并均匀的分布在保温储热水箱1 底部。后腿22的底部设有地脚，地脚提供支撑。真空太阳能集热管3平行于前腿21，真空太阳能集热管3的蒸发段34固定在尾盒26上，其冷凝段33 固定在保温储热水箱1的集热管排孔12内。集热管排孔12位于外壳13上，并与内胆15连通。真空太阳能集热管3与集热管排孔12的连接处设有B型密封圈，通过B型密封圈密封和尾盒26的固定。

平行分布的前腿21之间通过顶部的横撑25和底部的尾盒26连接，平行分布的后腿22之间通过倾斜设置的后斜撑28连接，相邻的后斜撑28之间相互连接，增强了整体的支撑强度。横撑、尾盒通过螺栓固定在前腿上，拆装方便。同组的前腿21和后腿22的内部设有位于桶托23下方的弧形边斜撑 24，弧形边斜撑的结构设置加强了支撑强度。边斜撑24、前腿21和后腿22 形成三角结构，进一步加强了对保温储热水箱1的支撑强度。横撑25与前腿 21之间设有前斜撑27，前斜撑27、横撑25、前腿21形成三角结构，加强了整体的支撑强度。

真空太阳能集热管3为一体结构的全玻璃真空太阳能集热管，单支真空太阳能集热管3的加热水量为4-4.5L，过多的加热水量导致水箱内水温升速度慢，不利于白天供热。过少的加热水量，则温升过快，供热温度过高而导致热损过大，系统综合效率下降。真空太阳能集热管3包括同轴的内玻璃管 31和罩玻璃管32，罩玻璃管32的厚度不小于1.7mm，内玻璃管31的厚度不小于1.8mm。内玻璃管31的一端位于罩玻璃管32的内部形成蒸发段34，其另一端外伸形成冷凝段33，内玻璃管31的冷凝段33长度为75-125mm。罩玻璃管32封闭端的内部设有与内玻璃管31蒸发段34顶部连接的支撑件 36，支撑件36上设有吸气剂35。真空太阳能集热管3的集热管排孔12数量为30个，其间距为72-78mm，其直径为58mm。罩玻璃管32的另一端设有与内玻璃管31连接的环封口，内玻璃管31的蒸发段34外侧设有吸收涂层 37，罩玻璃管32封闭端的内侧设有吸气膜38。内玻璃管31上靠近环封口的位置没有吸收涂层。

保温储热水箱1包括由外向内依次设置的外壳13、保温层14和内胆15，内胆15为圆截面，其直径为250-300mm，外壳13和内胆15的厚度均为 0.35-0.5mm。保温层14的厚度为55-65mm，其发泡密度为30-49kg/立方米，保温效果好。过薄的保温层及发泡密度导致热损过大，不能实现有效的集热。现有的常规太阳能热水器的保温层厚度一般为45-55mm，发泡密度为32kg/ 立方米，相对于产生42-45摄氏度生活热水的理想参数设定，不能满足需求温度较高的采暖应用。

外壳13的两端设有端盖16，端盖16上设有2个进出水口18，同侧进出水口18间距为220mm，可以保证最大的容水量。通过相邻进出水口的连接实现多组保温储热水箱的连接，从而实现提供不同热量需求的水。进出水口 18通过挡风圈161固定在端盖上，挡风圈可以减少热量的散失。外壳13的表面设有与内胆15连通的单向呼吸阀17，用于保温储热水箱的排气补气。外壳13的底部设有与内胆15连通的电加热接口19，电加热接口19与单向呼吸阀17位于外壳13的两侧。

采用太阳能光热及直热终端采暖方式，可充分发挥太阳能清洁低初装、低运行全年高性价比优势，满足采暖季白天采暖需求，补充夜间部分采暖需求。并且，发挥低谷电优势采用电热水暖器片或电热风机盘管组实现定点快速采暖模式，并有效控制单户总体输出功率，可有效降低整体电网的扩容成本，减低用户的综合运行成本，满足基本的采暖需求。

因此，本实用新型采用上述结构的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，可有效降低现有户用采暖系统白天的采暖运行成本，并充分利用低谷电低价格优势实现晚间供热，系统的全年综合效益好，初投资低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳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：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：包括中温太阳能、供暖机构和淋浴机构，所述中温太阳能位于室外，所述供暖机构和所述淋浴机构位于室内，所述中温太阳能的热水口与所述供暖机构的入水口连通，所述供暖机构的出水口通过供水循环泵与所述中温太阳能的冷水口连通，所述中温太阳能的热水口处设有与所述供水循环泵连接的控制器，所述控制器还与所述供暖机构连接，所述中温太阳能的热水口与所述淋浴机构连通，所述淋浴机构处设有补水机构，所述中温太阳能和所述供暖机构上均设有与所述控制器连接的温度传感器；

所述中温太阳能包括保温储热水箱、支架和真空太阳能集热管，所述支架包括若干组前腿、后腿和桶托，同组的所述前腿与所述后腿的上方通过所述桶托连接，同组的所述前腿和所述后腿的内部设有位于所述桶托下方的弧形边斜撑，平行分布的所述前腿之间通过顶部的横撑和底部的尾盒连接，所述横撑与所述前腿之间设有前斜撑，平行分布的所述后腿之间通过倾斜设置的后斜撑连接，相邻的所述后斜撑之间相互连接；

所述保温储热水箱通过固定件固定在所述桶托的上方，所述桶托的上方为与所述保温储热水箱匹配的凹弧形结构，所述桶托的上方设有缓冲垫，所述真空太阳能集热管平行于所述前腿，所述真空太阳能集热管的蒸发段固定在所述尾盒上，其冷凝段固定在所述保温储热水箱的集热管排孔内；

所述真空太阳能集热管为一体结构，并包括同轴的内玻璃管和罩玻璃管，所述内玻璃管的一端位于所述罩玻璃管的内部形成蒸发段，其另一端外伸形成冷凝段，所述罩玻璃管封闭端的内部设有与所述内玻璃管蒸发段顶部连接的支撑件，所述支撑件上设有吸气剂，所述罩玻璃管的另一端设有与所述内玻璃管连接的环封口，所述内玻璃管的蒸发段外侧设有吸收涂层，所述罩玻璃管封闭端的内侧设有吸气膜；

所述保温储热水箱包括由外向内依次设置的外壳、保温层和内胆，所述外壳的两端设有端盖，所述外壳的表面设有与所述内胆连通的单向呼吸阀，所述端盖上的挡风圈内设有进出水口，真空太阳能集热管与集热管排孔的连接处设有B型密封圈，所述集热管排孔位于所述外壳上，并与所述内胆连通，所述外壳的底部设有与所述内胆连通的电加热接口，所述电加热接口与所述单向呼吸阀位于所述外壳的两侧。

2.根据权利要求1所述的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：所述内胆为圆截面，其直径为250-300mm，所述外壳和所述内胆的厚度均为0.35-0.5mm，所述保温层的厚度55-65mm，其发泡密度为30-49kg/立方米，所述集热管排孔的数量为30个，其间距为72-78mm，其直径为58mm。

3.根据权利要求1所述的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：所述真空太阳能集热管为全玻璃热管式真空太阳能集热管，所述罩玻璃管的厚度不小于1.7mm，所述内玻璃管的厚度不小于1.8mm，所述内玻璃管的冷凝段长度为75-125mm，单支所述真空太阳能集热管的加热水量为4-4.5L，所述前腿和所述后腿之间的夹角为45-55度。

4.根据权利要求1所述的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：所述端盖上设有2个进出水口，同侧所述进出水口间距为220mm。

5.根据权利要求1所述的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：所述固定件位于所述水箱的底部，所述固定件的数量为3个，并均匀的分布在所述水箱底部。

6.根据权利要求1所述的用于供热采暖的太阳能及直热终端采暖系统，其特征在于：所述供暖机构为并列设置的若干电热水暖气片或电热风机盘管。

Images