CN211695451U - 一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统 - Google Patents

一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统 Download PDF

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徐蒙
李新明
张洋
肖杰
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Abstract

一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统，包括集热单元与供热单元；集热单元包括无动力太阳能，无动力太阳能包括集热器和设有沉浸式盘管换热器的储热水箱，储热水箱外设有进水口与出水口；供热单元包括用水终端、恒温阀和辅助热源装置，恒温阀设有热水进端、冷水进端与混合水出端；供热单元设有用于接通进水口的第一冷水供水管道、用于接通用水终端的第二冷水供水管道与用于接通冷水进端的第三冷水供水管道；所述出水口设有用于接通热水进端的第一热水供水管道；混合水出端设有用于接通辅助热源装置的第二热水供水管道；辅助热源装置设有用于接通用水终端的第三热水供水管道。本系统压力稳定、操作简单、使用热水前无须等待，达到即用即热的效果。

Description

一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水系统领域，尤其是一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统。
背景技术
太阳能热水系统是利用太阳能集热器，收集太阳辐射能把水加热的一种装置，是目前太阳热能应用发展中最具经济效益的一项应用产品。太阳能热水系统的具有环保效益高、节省能源、不占用室内空间等优点。
现有技术中的太阳能热水系统的不足之处在于：太阳能热水器的压力不稳定、使用热水前等待时间久、控制系统复杂、冬季管路易受冻影响热水的使用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种即用即热且压力稳定的沉浸式盘管换热太阳能热水系统。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本发明是一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特点是：包括集热单元与供热单元；
所述集热单元包括无动力太阳能，所述无动力太阳能包括集热器和储热水箱，储热水箱内设有沉浸式盘管换热器，储热水箱外设有与沉浸式盘管换热器相接的进水口与出水口；
所述供热单元包括用水终端、恒温阀和辅助热源装置，
所述恒温阀设有热水进端、冷水进端与混合水出端；
所述供热单元设有用于接通所述进水口的第一冷水供水管道、用于接通用水终端的第二冷水供水管道与用于接通冷水进端的第三冷水供水管道；第一冷水供水管道、第二冷水供水管道和第三冷水供水管道均与冷水水源相连接；
所述出水口设有用于接通所述热水进端的第一热水供水管道；所述混合水出端设有用于接通辅助热源装置的第二热水供水管道；
所述辅助热源装置设有用于接通用水终端的第三热水供水管道；
所述第一冷水供水管道上设有接通储热水箱补水口的第一冷水补水管道，所述第一冷水补水管道上设有补水电动阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：包括所述集热单元与若干供热单元；
所述集热单元包括若干无动力太阳能，无动力太阳能的进水口与出水口分别通过管路与第一冷水供水管道及第一热水供水管道相接，构成并联连接；
所述供热单元的恒温阀热水进端通过并联管路与第一热水供水管道连接
所述第二冷水供水管道、第三冷水供水管道均通过并联管路与冷水水源连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述第三冷水供水管道上设有接通第二热水供管道的旁通冷水管道，所述旁通冷水管道上设有旁通阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：靠近恒温阀的热水进端、冷水进端与混合水出端均设有控制阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述第一冷水供水管道、第二冷水供水管道与第三冷水供水管通过一根冷水总管道与冷水水源相连接，所述冷水总管道上装有总计量表。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述第二冷水供水管道与第三冷水供水管通过一根冷水支管道与所述第一冷水供水管道相连接，所述支管道上装有分计量表
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述第一冷水供水管道上设有排气阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述第一热水供水管道上设有安全阀。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：所述集热器为全玻璃真空集热管排列构成的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本系统采用冷热水同源，承压运行，保证系统压力稳定，用水终端的水质干净；设置的沉浸式盘管换热器能够通过换热的方式使盘管流动的介质快速加热、用热水前无须等待，达到即用即热的效果；无需外加电力动力系统，从而没有复杂的控制系统；
（2）通过设置辅助热源装置能够避免冬季用水时，管路冻堵导致无热水用的问题；
设置的补水电动阀能够保证储热水箱中的介质保持达到最高液位状态，防止储热水箱中换热介质过少，无法使用的问题；
设置的恒温阀能够防止系统水温过高，避免对供热单元的设备造成损坏；
（3）本系统结构简单、间接换热、安装方便、恒温供水、操作简单、故障率低、安全卫生、无需专人管理，减少维修管理费用。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图中：A.集热单元；B.供热单元；101.集热器；102.储热水箱；103.支架；104.储热内胆；105.沉浸式盘管换热器；106.支撑件；107.进水口；108.出水口；109.底托盒；110.补水口；111.溢流口；112.排气口；201.用水终端；202.恒温阀；203.辅助热源装置；2021.热水进端；2022.冷水进端；2023.混合水出端；301.第一冷水供水管道；302.第二冷水供水管道；303.第三冷水供水管道；304.第一热水供水管道；305.第二热水供水管道；306.第三热水供水管道；3001.总计量阀；3002.分计量阀；3011.第一冷水补水管道；3012.补水电动阀；3013.排气阀；3031.旁通冷水管道；3041.安全阀。
具体实施方式
以下进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。
实施例1，参照图1，一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：包括集热单元A与供热单元B；
所述集热单元A包括无动力太阳能，所述无动力太阳能包括集热器101、设在集热器101顶部的储热水箱102与水平设置用于支撑集热器101与储热水箱102的支架103；所述储热水箱102包括外壳与设在外壳中的储热内胆104；
所述储热水箱102设有补水口110，储热内胆104内设有由铜制成的沉浸式盘管换热器105与用于支撑沉浸式盘管换热器105的支撑件106；储热水箱102外设有与沉浸式盘管换热器105相接的进水口107与出水口108；
所述集热器101的底部固定装有底托盒109；
所述支架103与集热器101形成夹角，支架103顶部与储热水箱102连接；
所述供热单元B包括用水终端201、恒温阀202和设在用水终端201与集热单元A之间的辅助热源装置203；
所述恒温阀202设有热水进端2021、冷水进端2022与混合水出端2023；恒温阀202的设定值不高于60℃；
所述供热单元B设有用于接通所述进水口107的第一冷水供水管道301、用于接通用水终端201的第二冷水供水管道302与用于接通冷水进端2022的第三冷水供水管道303；第一冷水供水管道301、第二冷水供水管道302和第三冷水供水管道303均与冷水水源相连接；
所述出水口108设有用于接通所述热水进端2021的第一热水供水管道304；所述混合水出端2023设有用于接通辅助热源装置203的第二热水供水管道305；
所述辅助热源装置203设有用于接通用水终端201的第三热水供水管道306；
所述第一冷水供水管道301上设有接通储热水箱102补水口110的第一冷水补水管道3011，所述第一冷水补水管道3011上设有补水电动阀3012。
实施例2，实施例1中所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统中：
参照图2，该系统包括集热单元A与2个供热单元B；
所述集热单元A包括2个无动力太阳能，无动力太阳能的进水口107与出水口108分别通过管路与第一冷水供水管道301及第一热水供水管道304相接，构成并联连接；
所述储热水箱102的顶部与侧边分别设有溢流口111与排气口112；
所述供热单元B的恒温阀202热水进端2021通过并联管路与第一热水供水管道304连接；
所述第二冷水供水管道302、第三冷水供水管道303均通过并联管路与冷水水源连接；
所述第三冷水供水管道303上设有接通第二热水供管道的旁通冷水管道3031，所述旁通冷水管道3031上设有旁通阀；
靠近恒温阀202的热水进端2021、冷水进端2022与混合水出端2023均设有控制阀；
所述第一冷水供水管道301、第二冷水供水管道302与第三冷水供水管通过一根冷水总管道与冷水水源相连接，所述冷水总管道上装有总计量表3001；
所述第二冷水供水管道302与第三冷水供水管通过一根冷水支管道与所述第一冷水供水管道301相连接，所述支管道上装有分计量表3002；
所述第一冷水供水管道301上设有排气阀3013；
所述第一热水供水管道304上设有安全阀3041；
所述集热器101为全玻璃真空集热管排列构成的。
本系统既可以单台使用，也可以多台并联实现集中供热。
具体工作过程如下：
（1）系统集热：集热器101吸收太阳辐射能并转化为热能传递给集热管内的介质，集热管内的介质吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成热虹吸系统；随着热介质的不断上移并储存在储热水箱102的上部，同时温度较低的介质沿集热管的另一侧不断补充，形成循环，最终整个储热水箱102内的介质都升高至一定的稳定；
（2）系统用热：冷水从冷水水源流入第一冷水供水管道301，再通过进水口107流入沉浸式盘管换热器105，然后冷水经过沉浸式盘管换热器105转化为热水，再通过出水口108流入第一热水供水管道304，到达恒温阀202，同时与流经第三冷水供水管道303进入恒温阀202的冷水混合，再通过第二热水供水管道305进入辅助热源装置203，最后流入第三热水供水管道306到达用水终端201；
（3）系统辅助：采用过流式加热方式，即流经辅助热源装置203的水的温度高于辅助热源装置203设定的集热温度，辅助热源装置203不启动；当流经辅助热源装置203的水的温度低于辅助热源装置203设定的集热温度3℃时，辅助热源装置203自动启动进行二次加热。

Claims (9)

1.一种沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：包括集热单元与供热单元；
所述集热单元包括无动力太阳能，所述无动力太阳能包括集热器和储热水箱，储热水箱内设有沉浸式盘管换热器，储热水箱外设有与沉浸式盘管换热器相接的进水口与出水口；
所述供热单元包括用水终端、恒温阀和辅助热源装置，
所述恒温阀设有热水进端、冷水进端与混合水出端；
所述供热单元设有用于接通所述进水口的第一冷水供水管道、用于接通用水终端的第二冷水供水管道与用于接通冷水进端的第三冷水供水管道；第一冷水供水管道、第二冷水供水管道和第三冷水供水管道均与冷水水源相连接；
所述出水口设有用于接通所述热水进端的第一热水供水管道；所述混合水出端设有用于接通辅助热源装置的第二热水供水管道；
所述辅助热源装置设有用于接通用水终端的第三热水供水管道；
所述第一冷水供水管道上设有接通储热水箱补水口的第一冷水补水管道，所述第一冷水补水管道上设有补水电动阀。
2.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：包括所述集热单元与若干供热单元；
所述集热单元包括若干无动力太阳能，无动力太阳能的进水口与出水口分别通过管路与第一冷水供水管道及第一热水供水管道相接，构成并联连接；
所述供热单元的恒温阀热水进端通过并联管路与第一热水供水管道连接；
所述第二冷水供水管道、第三冷水供水管道均通过并联管路与冷水水源连接。
3.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述第三冷水供水管道上设有接通第二热水供管道的旁通冷水管道，所述旁通冷水管道上设有旁通阀。
4.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：靠近恒温阀的热水进端、冷水进端与混合水出端均设有控制阀。
5.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述第一冷水供水管道、第二冷水供水管道与第三冷水供水管通过一根冷水总管道与冷水水源相连接，所述冷水总管道上装有总计量表。
6.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述第二冷水供水管道与第三冷水供水管通过一根冷水支管道与所述第一冷水供水管道相连接，所述支管道上装有分计量表。
7.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述第一冷水供水管道上设有排气阀。
8.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述第一热水供水管道上设有安全阀。
9.根据权利要求1所述的沉浸式盘管换热太阳能热水系统，其特征在于：所述集热器为全玻璃真空集热管排列构成的。
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