CN212390634U - 一种闭式非承压太阳能热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型要解决的问题提供一种闭式非承压太阳能热水系统，避免空气直接从缓冲水箱内进入整个系统，大大降低了系统管路结垢、有氧腐蚀、老化现象的发生，其包括非承压真空管型集热器、闭式非承压缓冲水箱和换热用户端。闭式非承压缓冲水箱包括外壳和容纳水的囊体，所述囊体设在所述外壳内，所述外壳上安装有通气管，所述通气管连通所述外壳与囊体的夹层腔；闭式非承压缓冲水箱与所述非承压真空管型集热器形成集热循环，所述闭式非承压缓冲水箱与换热用户端形成供热循环。

Description

一种闭式非承压太阳能热水系统

技术领域

本实用新型属于太阳能热水系统设备技术领域，可应用于太阳能采暖或热水行业，具体涉及一种闭式非承压太阳能热水系统。

背景技术

随着传统能源成本的不断提高以及环境的持续恶化，太阳能热水系统越来越多的应用于居民住宅、公建、医院、工农业等领域。其中住宅用太阳能热水系统的主要形式以阳台壁挂系统及集中集热分户储热简称集分系统为主。尤其是在进行太阳能建筑一体化设计时，集分系统可以进行屋面集中安装集热器，不影响建筑外立面，并且其分户储热的形式不存在物业收费的问题，受到设计院及房产的青睐。目前市场上应用的集分系统以开式太阳能热水系统为主，多采用非承压真空管型集热器作为主要热源，配置开式缓冲水箱和辅助能源，其原理简单，价格低，易控制。

现有技术中的开式太阳能热水系统存在的缺陷是，其中重要组成部分开式缓冲水箱与大气直接接触，空气会直接进入缓冲水箱内，然后进行循环，从而导致整个系统设备及管道处于有氧工况，长期运行系统管路结垢、有氧腐蚀、老化现象非常突出，严重影响了系统的使用寿命和用户体验。尽管系统设计时已经充分考虑了水质的处理、定期加药维护，尽可能减少结垢和腐蚀，但实际应用时由于各种原因依然会导致系统水质恶化、管道腐蚀、渗漏等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题提供一种闭式非承压太阳能热水系统，避免空气直接从缓冲水箱内进入整个系统，大大降低了系统管路结垢、有氧腐蚀、老化现象的发生。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种闭式非承压太阳能热水系统，包括非承压真空管型集热器、闭式非承压缓冲水箱和换热用户端；所述闭式非承压缓冲水箱包括外壳和容纳水的囊体，所述囊体设在所述外壳内，所述外壳上安装有通气管，所述通气管连通所述外壳与囊体的夹层腔；

所述闭式非承压缓冲水箱与所述非承压真空管型集热器形成集热循环，所述闭式非承压缓冲水箱与换热用户端形成供热循环。

进一步的，所述闭式非承压缓冲水箱上设有补水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热水供水管和热水回水管，所述补水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热水供水管和热水回水管连通所述囊体的内腔；

所述闭式非承压缓冲水箱通过太阳能出水管和太阳能进水管连通所述非承压真空管型集热器形成集热循环；

所述闭式非承压缓冲水箱通过热水供水管和热水回水管与换热用户端形成供热循环。

进一步的，所述外壳的上端和下端分别设有法兰盘接口，所述囊体的上端和下端对应固定连接在所述两个法兰盘接口上。

进一步的，所述太阳能出水管和热水回水管安装在位于上端的法兰盘接口上，所述太阳能进水管、热水供水管和补水管安装在位于下端的法兰盘接口上；所述太阳能进水管上安装有集热循环泵，所述热水供水管上安装有供热循环泵。

进一步的，所述太阳能出水管和热水回水管上均设有分支管，所述分支管上安装有自动排气阀，所述补水管连通有水处理设备。

进一步的，所述囊体内设有液位传感器和温度传感器。

进一步的，所述囊体的材质为丁晴橡胶，所述外壳的材质为碳钢或不锈钢并镀防腐漆。

本实用新型与现有技术相比所取得的有益效果如下：

1、闭式非承压缓冲水箱包括外壳和囊体，外壳与囊体的夹层腔与大气连通，循环水不会与外界大气接触；当太阳能热水系统中水温升高导致体积膨胀时，囊体随之膨胀，容纳系统膨胀的水量，避免系统管道的压力升高；当水温降低收缩时，囊体随之收缩，这个过程中，囊体不与外界大气连通，避免外界空气进入太阳能热水系统中，同时避免系统管路内的压力升高，在保证系统在常压状态的运行同时，大大降低了系统管路有结垢、有氧腐蚀、老化现象的发生；

2、太阳能出水管和热水回水管位于囊体的上端，进水时不用克服囊体内部液位压力且利于排出气体；

3、太阳能出水管和热水回水管上通过分支管安装有自动排气阀，系统中产生的游离气体和溶解性气体会在囊体中排出，从而降低系统管路中的空气含量，避免氧化腐蚀、结垢现象；

4、补水管连通有水处理设备，对补水进行除垢处理，降低在系统管路内结垢的可能性；

5、循环水在囊体内不会与外界大气接触，从而避免了大量蒸发，从而降低了补水量；

6、本实用新型了解决了开式太阳能热水系统的补水量大、水处理设备费用高、水质卫生条件差、管道设备有氧腐蚀严重等问题，改善了系统循环水质，提高了系统运行寿命，逻辑简单、易控制、运行稳定、成本低、使用安全方便，具有很好的推广应用价值。

附图说明

图1为本实用新型所述闭式非承压太阳能热水系统结构示意图；

图2为本实用新型所述闭式非承压缓冲水箱结构示意图；

图中：1、外壳，2、囊体，3、法兰盘接口，4、通气管，5、太阳能出水管，6、太阳能进水管，7、热水供水管，8、热水回水管，9、补水管，10、自动排气阀，11、非承压真空管型集热器，12、换热用户端，13、水处理设备，14、集热循环泵，15、供热循环泵。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、 “上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例公开一种闭式非承压太阳能热水系统，主要包括非承压真空管型集热器11、闭式非承压缓冲水箱、换热用户端12、水处理设备13、补水管9、太阳能出水管5、太阳能进水管6、热水供水管7和热水回水管8。

如图2所示，闭式非承压缓冲水箱由外壳1和容纳循环水的囊体2构成，外壳1的形状为圆柱形，其顶面和底面为弧形的隆起，以提高外壳1的整体强度，外壳1的材质为碳钢或不锈钢，并镀防腐漆。在外壳1的外壁设有保温层，可以采用外包橡塑保温或在外壳1外设夹层，并填充发泡保温材料，因为保温技术属于常规手段，在此不详细描述。在外壳1的上端和下端分别设有法兰盘接口3，囊体2设在所述外壳1内，囊体2的上端和下端对应固定连接在所述两个法兰盘接口3上。囊体2的材质为如丁晴橡胶类的橡胶，最高工作温度为120℃，还具有耐腐蚀的特性。

在外壳1的顶端一侧安装有通气管4，所述通气管4连通所述外壳1与囊体2的夹层腔，从而保证无论是膨胀或者收缩，囊体2外部压力始终为大气压。太阳能出水管5和热水回水管8安装在位于上端的法兰盘接口3上，所述太阳能进水管6、热水供水管7和补水管9安装在位于下端的法兰盘接口3上，补水管9、太阳能出水管5、太阳能进水管6、热水供水管7和热水回水管8均连通所述囊体2的内腔。如此设计，囊体2的进水端都是在顶端，进水时不用克服内部液位压力且利于排气。在太阳能出水管和热水回水管8上均设有分支管，所述分支管上安装有自动排气阀10，可排出囊体2中的游离气体和溶解性气体。

为了能检测囊体2内的水位和温度，根据需求在囊体2内安装有液位传感器和温度传感器，在罐体外部安装有电连接液位传感器和温度传感器的控制器、显示器，是用于检测囊体内部水温和液位，属于常规太阳能系统参数设定，因为这些属于常规技术手段，在此不详细描述。

非承压真空管型集热器11的出口管道连通太阳能出水管，非承压真空管型集热器11的进口管道连通太阳能进水管，在太阳能进水管上安装有集热循环泵，非承压真空管型集热器11吸收太阳辐照而使内部水温升高，循环水经过太阳能出水管从闭式非承压缓冲水箱上部进入囊体内，在集热循环泵14的作用下，从囊体内抽水再输送回非承压真空管型集热器11形成集热循环；闭式非承压缓冲水箱通过热水供水管和热水回水管与换热用户端12形成供热循环，在热水供水管上安装有供热循环泵，在供热循环泵15的作用下，将闭式非承压缓冲水箱内的循环水引入换热用户端12进行换热，再由供热回水管输送到闭式非承压缓冲水箱的上部。补水管的管路上连通有水处理设备13，如此设计，在对囊体进行补水时，先对水净化进行处理。在补水管上安装有补水电磁阀M1，方便根据水位信息进行自动补水，因为属于现有技术，在此不详细描述。

本实用新型所述闭式非承压太阳能热水系统具体工作过程如下：

首先在闭式非承压缓冲水箱内预充初始液位，当系统水温升高膨胀时，膨胀的水量进入闭式非承压缓冲水箱的囊体内，囊体内水位升高，使囊体膨胀，容纳膨胀量的同时保证系统压力不升高；当整个系统水温降低收缩时，闭式非承压缓冲水箱内液位下降，囊体收缩，向系统内补水，保证系统不形成负压。

当囊体内液位降到设定值时，开启补水电磁阀M1向系统内补水至设计液位。系统内的游离气体和溶解性气体通过位于囊体上部的自动排气阀排出，使太阳能系统基本处于常压的状态下运行。这个过程中，囊体不与外界大气连通，避免外界空气进入太阳能热水系统中，大大降低了系统管路有结垢、有氧腐蚀、老化现象的发生。

Claims (7)

1.一种闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，包括非承压真空管型集热器、闭式非承压缓冲水箱和换热用户端；

所述闭式非承压缓冲水箱包括外壳和容纳水的囊体，所述囊体设在所述外壳内，所述外壳上安装有通气管，所述通气管连通所述外壳与囊体的夹层腔；

所述闭式非承压缓冲水箱与所述非承压真空管型集热器形成集热循环，所述闭式非承压缓冲水箱与换热用户端形成供热循环。

2.根据权利要求1所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述闭式非承压缓冲水箱上设有补水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热水供水管和热水回水管，所述补水管、太阳能出水管、太阳能进水管、热水供水管和热水回水管连通所述囊体的内腔；

所述闭式非承压缓冲水箱通过太阳能出水管和太阳能进水管连通所述非承压真空管型集热器形成集热循环；

所述闭式非承压缓冲水箱通过热水供水管和热水回水管与换热用户端形成供热循环。

3.根据权利要求2所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述外壳的上端和下端分别设有法兰盘接口，所述囊体的上端和下端对应固定连接在所述两个法兰盘接口上。

4.根据权利要求3所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述太阳能出水管和热水回水管安装在位于上端的法兰盘接口上，所述太阳能进水管、热水供水管和补水管安装在位于下端的法兰盘接口上；所述太阳能进水管上安装有集热循环泵，所述热水供水管上安装有供热循环泵。

5.根据权利要求4所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述太阳能出水管和热水回水管上均设有分支管，所述分支管上安装有自动排气阀，所述补水管连通有水处理设备。

6.根据权利要求5所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述囊体内设有液位传感器和温度传感器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的闭式非承压太阳能热水系统，其特征在于，所述囊体的材质为丁晴橡胶，所述外壳的材质为碳钢或不锈钢并镀防腐漆。

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