專利名稱：太陽能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的太陽能水箱設(shè)置了管狀螺旋流道，通過改變水箱結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化了生活用水與循環(huán)介質(zhì)之間的換熱；通過在冷水入水口設(shè)置多孔式改進(jìn)型結(jié)構(gòu)，弱化水箱內(nèi)水體熱擾動，增加熱水出流率。同時，系統(tǒng)依據(jù)集熱器進(jìn)出口溫度和水箱水溫的變化來控制變頻泵轉(zhuǎn)速和熱水排水口與水箱排污口電磁閥動作，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)過熱保護(hù)和節(jié)能優(yōu)化運(yùn)行，屬于太陽能熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)近年來，隨著太陽能企業(yè)的科普宣傳和國家政策的引導(dǎo)支持，太陽能市場日漸繁榮，人們對太陽能的認(rèn)知度和認(rèn)識度不斷提高。其中，作為太陽能產(chǎn)業(yè)之一的太陽能熱水器行業(yè)實(shí)現(xiàn)了在全世界的應(yīng)用和推廣。隨著生活水平和使用要求的提高，人們提出了多種多樣的太陽能水箱結(jié)構(gòu)，主要包括直接換熱和間接換熱兩種方式。直接換熱方式的太陽能水箱雖然換熱效果良好，但是不能保證水箱內(nèi)水體衛(wèi)生。普通間接換熱形式的太陽能水箱雖然保證了水體的潔凈衛(wèi)生， 但由于熱損失較大導(dǎo)致浪費(fèi)了大量蓄積的太陽能。為了保證水箱內(nèi)水體的衛(wèi)生和優(yōu)化水箱結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外專家學(xué)者提出了一種夾套式太陽能水箱，即在水箱內(nèi)膽四周包裹一個夾套。循環(huán)介質(zhì)通入內(nèi)膽外壁與夾套內(nèi)壁之間，與水箱內(nèi)用水間接換熱，而不直接將循環(huán)介質(zhì)通入內(nèi)膽中。這種設(shè)計(jì)雖然保證了水體的潔凈衛(wèi)生，但是仍存在一定缺陷。當(dāng)循環(huán)介質(zhì)進(jìn)入夾套時，由于循環(huán)介質(zhì)重力以及夾套阻力問題，容易造成循環(huán)介質(zhì)只在內(nèi)膽一側(cè)進(jìn)行換熱或?qū)е卵h(huán)介質(zhì)未通過夾套內(nèi)壁與水箱中水進(jìn)行充分熱交換而直接流出幾套，使內(nèi)膽兩側(cè)換熱不均，或者換熱不充分，導(dǎo)致浪費(fèi)大量換熱面積，大量熱量流失。這樣不僅浪費(fèi)了蓄集的太陽能，而且加熱效果并不明顯，影響人們的正常使用。與此同時，人們通過日漸深入的研究發(fā)現(xiàn)，水箱內(nèi)的水體溫度存在高度方向的溫度差，而且水體的擾動能夠?qū)@種熱分層現(xiàn)象產(chǎn)生重要影響。當(dāng)水箱內(nèi)水體擾動較小時，水體溫度隨高度方向的變化較小，水體上層充滿高溫水，下層水的溫度相對較低，上層高溫水與下層低溫水混合現(xiàn)象較弱，從而保證水箱熱水的高效出流。當(dāng)水箱內(nèi)水體擾動較大時，上層高溫水和下層低溫水混合劇烈，不利于熱水的使用。因此，如何避免水箱內(nèi)低溫進(jìn)水對水體產(chǎn)生的擾動是提高水箱熱水出流率的重要方法，而采用改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)就是降低低溫進(jìn)水對水箱內(nèi)水體熱分層現(xiàn)象影響的有效手段。在集熱器方面，由于夏季太陽輻射強(qiáng)度過高，熱負(fù)荷較小，集熱器的傳熱介質(zhì)過熱，蓄積的太陽能大量過剩，并引起炸管等問題，嚴(yán)重制約太陽能熱水器系統(tǒng)的使用壽命和性能。冬季時，太陽能輻射強(qiáng)度過低且熱負(fù)荷較大，集熱器進(jìn)出口溫差較小，通過太陽能集熱的意義并不大，循環(huán)管路輔助泵在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時還需要啟動電加熱，浪費(fèi)了大量能源。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出一種太陽能熱水系統(tǒng)，強(qiáng)化了水箱的換熱，提高了水箱的熱水出流率，加強(qiáng)了系統(tǒng)過熱保護(hù)和節(jié)能優(yōu)化控制，提升了系統(tǒng)性能。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種太陽能熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次相連的集熱器、變頻泵、水箱，
設(shè)置在集熱器與變頻泵之間的膨脹罐、控制器，
該系統(tǒng)還包括設(shè)置在水箱內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)流道、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管、電加熱裝置、水箱測溫管，分別與水箱相連的熱水出水管、排污管，以及分別設(shè)置在熱水出水管、排污管上的第一電磁閥和第二電磁閥；其中，
集熱器上端的循環(huán)介質(zhì)出口與水箱上端的循環(huán)介質(zhì)入口相連；水箱下端的循環(huán)介質(zhì)出口通過變頻泵與連接膨脹罐和集熱器下端的循環(huán)介質(zhì)入口相通；
集熱器的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)口和出口分別加裝有溫度傳感器，控制器分別控制這兩個傳感器和電加熱裝置、水箱測溫管、熱水出水管上的第一電磁閥、排污管上的第二電磁閥以及變頻泵。優(yōu)選的，該水箱包括設(shè)置在箱體上的冷水進(jìn)水口、外筒、設(shè)置在外筒內(nèi)的內(nèi)膽、夾套、循環(huán)介質(zhì)流道、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管和循環(huán)介質(zhì)出水管，其中，該內(nèi)膽外壁包裹有夾套，內(nèi)膽外壁和夾套內(nèi)壁之間設(shè)置有循環(huán)介質(zhì)流道，該循環(huán)介質(zhì)流道沿內(nèi)膽外壁螺旋向下， 并與內(nèi)膽和夾套相連，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管與夾套頂部相連，循環(huán)介質(zhì)出水管與夾套封蓋下部相連。優(yōu)選的，循環(huán)介質(zhì)流道頂端向上彎曲60°，另一端焊接有擋片，構(gòu)成管狀入水口， 且管狀入水口的高度低于循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管。優(yōu)選的，水箱的冷水進(jìn)水口設(shè)有若干孔。有益效果
1.本發(fā)明采用同時包裹內(nèi)膽四周和底部的夾套結(jié)構(gòu)，不僅保證了水箱水體的衛(wèi)生，同時擴(kuò)大了換熱面積，提高了太陽能利用率。2.本發(fā)明通過采用波紋狀內(nèi)膽增強(qiáng)了循環(huán)介質(zhì)的擾動，并且限制循環(huán)介質(zhì)繞內(nèi)膽做螺旋向下運(yùn)動，強(qiáng)化循環(huán)介質(zhì)與生活用水之間的換熱，增強(qiáng)換熱效率，提升了系統(tǒng)性能。3.本發(fā)明采用改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)減小了水箱上下層水體的混合程度，同時在水箱冷水進(jìn)水口上部和熱水出水口下部加裝了一個多孔式擋板，減小了上下層水體的之間對流， 進(jìn)一步弱化了水箱內(nèi)水體的縱向換熱，提高了系統(tǒng)的熱水出流率。4.本發(fā)明優(yōu)化了水箱結(jié)構(gòu)，充分利用了蓄積的太陽能，可以減少了輔助電能的消耗。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖； 圖2是本發(fā)明的水箱正視圖3是本發(fā)明的水箱側(cè)視圖； 圖4是本發(fā)明的水箱底部正視圖；圖5是本發(fā)明的水箱A-A剖面圖； 圖6是本發(fā)明的水箱B-B剖面圖7是本發(fā)明冷水入水管處多孔式改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8a是本發(fā)明螺旋管狀流道頂端的管狀入口正視圖； 圖8b是本發(fā)明螺旋管狀流道頂端的管狀入口側(cè)視圖； 圖8c是本發(fā)明螺旋管狀流道頂端的管狀入口俯視圖，
其中有集熱器1、膨脹罐2、變頻泵3、水箱4、控制器5 ；頂部外封蓋6、頂部內(nèi)封蓋7、 內(nèi)膽8、螺旋管狀流道9、夾套10、外桶11、多孔式進(jìn)水口 12、循環(huán)介質(zhì)出水管13、冷水進(jìn)水管14、排污口 15、熱水出水管16、底部外封蓋17、夾套封蓋18、底部內(nèi)封蓋19、電加熱裝置 20、發(fā)泡層21、測溫管22、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23、帶擋片的管狀流道入口 24、熱水出水管電磁閥25和排污口電磁閥沈。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種帶新型水箱結(jié)構(gòu)的分體式太陽能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)采用了一種新型夾套式水箱，改變了水箱循環(huán)介質(zhì)的流動方式和冷水入水口的結(jié)構(gòu)，綜合提高了系統(tǒng)性能，節(jié)約了能耗；系統(tǒng)中采用新型太陽能熱水器過熱保護(hù)的控制方法，保證系統(tǒng)安全高效地運(yùn)行。本發(fā)明通過在水箱內(nèi)膽和夾套外壁之間加裝一種螺旋管狀流道，以及在流道頂端設(shè)置一種彎曲管狀進(jìn)水口從而控制循環(huán)介質(zhì)流動方向，同時夾套完全覆蓋內(nèi)膽底部，使循環(huán)介質(zhì)在內(nèi)膽四周和底部構(gòu)成通路，強(qiáng)化循環(huán)介質(zhì)與生活熱水之間的間接換熱，提高了太陽能利用率，提升了系統(tǒng)性能。同時水箱的冷水進(jìn)水管采用了多孔式改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能有效降低下層低溫水與上層高溫水的混合程度，保證熱水的高效出流。本發(fā)明提出在水箱排污管和熱水出水管加裝電磁閥以及在循環(huán)管路加裝變頻泵， 設(shè)置中央控制器，并通過設(shè)置溫度傳感器監(jiān)測集熱器進(jìn)出口循環(huán)介質(zhì)和水箱水體的溫度。 當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度或水箱內(nèi)水體溫度超過限定值時，控制器控制打開排污口電磁閥，排出高溫水，同時市政冷水進(jìn)入水箱，同時開啟變頻泵，通過加強(qiáng)循環(huán)介質(zhì)與水箱中水的換熱，將降低溫度的循環(huán)介質(zhì)送入集熱器中，從而降低整個系統(tǒng)的溫度，防止系統(tǒng)過熱。另一方面，控制器通過監(jiān)測集熱器進(jìn)出口溫度差線性控制變頻泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)控制器監(jiān)測到集熱器進(jìn)出口溫差較小時，調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速，減少循環(huán)介質(zhì)流量，減少泵功，減少不必要的能量損耗；當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫差逐漸增大時，控制器調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速，增大循環(huán)介質(zhì)流量，降低集熱板溫度，加強(qiáng)水箱換熱，提高集熱效率，控制器根據(jù)用戶設(shè)定與用熱水習(xí)慣判斷用水時水箱溫度是否達(dá)到設(shè)定溫度，從而根據(jù)水溫啟動輔助電加熱器。本發(fā)明正是基于上述背景技術(shù)中所述的缺陷，設(shè)計(jì)出一種帶新型水箱結(jié)構(gòu)的分體式太陽能熱水器系統(tǒng)。該系統(tǒng)的水箱采用了同時覆蓋底部和四周的夾套結(jié)構(gòu)，且在水箱內(nèi)膽外壁和夾套內(nèi)壁之間加裝一種管狀螺旋向下的流道，流道頂端設(shè)計(jì)采用了一種帶弧度的管狀入口，并與循環(huán)介質(zhì)入口構(gòu)成通路。這種流道限制了循環(huán)介質(zhì)的流動方向，使循環(huán)介質(zhì)能夠同時沿管狀流道內(nèi)部和外壁做環(huán)內(nèi)膽的螺旋向下流動，提高了熱交換效率。同時，該水箱的冷水入水口采用了一種多孔式改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能有效降低低溫進(jìn)水對水箱內(nèi)水體熱分層現(xiàn)象的影響，減少下層低溫進(jìn)水與上層高溫水的混合，從而保證上層高溫水的高效高質(zhì)出流。為保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，本發(fā)明在循環(huán)管路中加入小型變頻泵，系統(tǒng)的過熱保護(hù)是通過控制器監(jiān)測集熱器進(jìn)出口溫度和水箱內(nèi)水體溫度，繼而控制變頻泵運(yùn)行和水箱排污口的電磁閥動作，排出系統(tǒng)的高溫?zé)崴渥詠硭M(jìn)入，此時，控制器控制循環(huán)介質(zhì)的流動，冷卻集熱器，保證整個系統(tǒng)不會過熱。同時，控制器依據(jù)集熱器進(jìn)出口溫度差線性控制變頻泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)循環(huán)介質(zhì)流量，保證當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差較小時，泵功消耗較??；當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差較大時，集熱板溫度較低，集熱效率較高，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的目的。本發(fā)明是一種帶新型水箱結(jié)構(gòu)的分體式太陽能熱水系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過設(shè)置中央控制器，利用一種新型控制方法對系統(tǒng)進(jìn)行過熱保護(hù)和節(jié)能優(yōu)化控制?？刂破鞅O(jiān)測集熱器進(jìn)出口溫度和水箱內(nèi)水體溫度，當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度或水箱內(nèi)水體溫度大于預(yù)設(shè)值時，控制器打開排污管電磁閥，排出水箱內(nèi)高溫水，同時市政冷水進(jìn)入水箱，此時，控制器控制變頻泵轉(zhuǎn)速，通過水箱與循環(huán)介質(zhì)的換熱，將降低溫度后的循環(huán)介質(zhì)送入集熱器中，降低集熱器的溫度，從而防止系統(tǒng)過熱。在節(jié)能優(yōu)化方面，控制器根據(jù)集熱器進(jìn)出口溫差線性控制變頻泵轉(zhuǎn)速。當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差過小時，控制器調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速，減小循環(huán)介質(zhì)流量，降低泵功，減少不必要的能量消耗；當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差增大時，控制器控制變頻泵轉(zhuǎn)速，增加循環(huán)介質(zhì)流量，降低集熱板溫度，提高集熱效率，優(yōu)化系統(tǒng)性能，控制器也可以根據(jù)水箱中水溫啟動輔助電加熱器。本系統(tǒng)的水箱是一種帶管狀流道的新型夾套結(jié)構(gòu)。一方面，該水箱通過在內(nèi)膽外壁和夾套內(nèi)壁之間加裝螺旋管狀流道改變循環(huán)介質(zhì)的流動，同時流道頂端設(shè)置一種彎曲管狀進(jìn)水口，該結(jié)構(gòu)能使循環(huán)介質(zhì)自由地進(jìn)入管狀流道內(nèi)部或沿管道外壁做螺旋向下流動， 強(qiáng)化了水箱換熱，提高系統(tǒng)性能。另一方面，水箱的冷水進(jìn)水口采用多孔式改進(jìn)型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能降低低溫進(jìn)水對水箱水體熱分層效應(yīng)的影響，減少水箱上下層水體的擾動，提高水箱熱水出流效率。本發(fā)明的系統(tǒng)包括集熱器、水箱、控制器、變頻泵、膨脹管及管路電磁閥，并在集熱器進(jìn)出口位置和水箱測溫管內(nèi)設(shè)置溫度傳感器。系統(tǒng)控制器監(jiān)測集熱器進(jìn)出口溫度、變頻泵的啟動、水箱內(nèi)水體溫度、電加熱的啟動以及水箱排污口和熱水出水口電磁閥的動作。本系統(tǒng)的循環(huán)介質(zhì)采用乙二醇/水的混合溶液。當(dāng)太陽輻射過強(qiáng)時，控制器監(jiān)測集熱器傳熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度，如果集熱器進(jìn)出口溫度超過預(yù)設(shè)閥值，控制器控制排污口電磁閥打開，排出水箱內(nèi)高溫?zé)崴?，同時冷水流入，增大水箱換熱溫差，強(qiáng)化換熱，此時，液態(tài)傳熱介質(zhì)被壓入膨脹罐且控制器控制減小變頻泵轉(zhuǎn)速，減少循環(huán)介質(zhì)流量，從而實(shí)現(xiàn)集熱器過熱保護(hù)。當(dāng)控制器監(jiān)測水箱內(nèi)水體溫度超過95°C時，控制器控制打開排污口電磁閥，排出水箱內(nèi)高溫?zé)崴?，同時冷水流入，保證水箱內(nèi)水體溫度不超過沸點(diǎn)。本發(fā)明通過監(jiān)測集熱器進(jìn)出口溫度差從而線性調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制。當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差較小時，集熱器效率較低，此時控制器線性調(diào)節(jié)變頻泵轉(zhuǎn)速，減小循環(huán)管路流量，從而降低泵功，節(jié)約了能耗；當(dāng)集熱器進(jìn)出口溫度差逐漸增大時， 控制器線性增大變頻泵轉(zhuǎn)速，增大循環(huán)管路流量，從而加強(qiáng)水箱換熱，降低集熱板溫度，提高集熱效率。同時，控制器可以依據(jù)用戶用熱水時間及用熱水溫度的設(shè)定值控制電加熱裝置的開啟，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化的節(jié)能高效運(yùn)行。
本系統(tǒng)的控制器同時控制水箱熱水出水口電磁閥和排污口電磁閥的動作，保證水箱正常出水和排污。本系統(tǒng)的水箱由內(nèi)膽、夾套、發(fā)泡層、外桶、頂部外封蓋、頂部內(nèi)封蓋、底部內(nèi)封蓋、 夾套封蓋、底部外封蓋、螺旋管狀流道、帶擋片的流道管狀入口、循環(huán)介質(zhì)出水管、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管、冷水進(jìn)水管、熱水出水管、測溫裝置、電加熱裝置、排污口、多孔式進(jìn)水口及電磁閥組成。水箱夾套同時包裹內(nèi)膽外壁和底部內(nèi)封蓋，并構(gòu)成通路，同時螺旋管狀流道與夾套和內(nèi)膽緊密相連，并以6°傾斜角沿內(nèi)膽外壁螺旋向下延伸。管狀流道頂端向上彎曲60°，并焊接一擋板，同時循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管與夾套頂部相連，與管狀入口構(gòu)成通路，當(dāng)循環(huán)介質(zhì)流出循環(huán)介質(zhì)出水管進(jìn)入螺旋流道時，循環(huán)介質(zhì)能夠同時沿管狀流道外壁或進(jìn)入管狀流道內(nèi)部做螺旋向下流動，充分換熱后富集于夾套底部，經(jīng)與夾套封蓋底部相連的循環(huán)介質(zhì)出水管流出。本系統(tǒng)水箱的冷水入水口采用多孔式改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)，并通過市政管網(wǎng)壓力降冷水壓入水箱。該進(jìn)口結(jié)構(gòu)呈90°水平彎曲，多孔設(shè)置在進(jìn)口底部，冷水垂直于內(nèi)膽底部流出。水箱進(jìn)水通過該種方式進(jìn)入內(nèi)膽能夠有效降低低溫冷水對水箱內(nèi)水體的擾動，從而減小水箱上層高溫水與下層低溫水的混合，保證水箱熱水的出流率。當(dāng)太陽能集熱器不足以滿足熱負(fù)荷需要時，控制器啟動電加熱裝置進(jìn)行輔助加熱。本發(fā)明提供的太陽能熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次相連的集熱器1、變頻泵3、水箱 4，設(shè)置在集熱器1與變頻泵3之間的膨脹罐2、控制器5。該系統(tǒng)還包括設(shè)置在水箱4內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)流道9、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23、電加熱裝置 15、水箱測溫管17，分別與水箱4相連的熱水出水管11、排污管10，以及分別設(shè)置在熱水出水管11、排污管10上的第一電磁閥25和第二電磁閥沈；其中，
集熱器1上端的循環(huán)介質(zhì)出口與水箱4上端的循環(huán)介質(zhì)入口相連；水箱4下端的循環(huán)介質(zhì)出口通過變頻泵與連接膨脹罐2和集熱器1下端的循環(huán)介質(zhì)入口相通；
集熱器1的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)口和出口分別加裝有溫度傳感器，控制器5分別控制這兩個傳感器和電加熱裝置15、水箱測溫管17、熱水出水管11上的第一電磁閥25、排污管10上的第二電磁閥沈以及變頻泵3。該水箱4包括設(shè)置在箱體上的冷水進(jìn)水口 12、外筒11、設(shè)置在外筒11內(nèi)的內(nèi)膽8、 夾套10、循環(huán)介質(zhì)流道9、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23和循環(huán)介質(zhì)出水管13。其中，該內(nèi)膽8 外壁包裹有夾套10，內(nèi)膽8外壁和夾套10內(nèi)壁之間設(shè)置有循環(huán)介質(zhì)流道9，該循環(huán)介質(zhì)流道9沿內(nèi)膽8外壁螺旋向下，并與內(nèi)膽8和夾套10相連，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23與夾套10頂部相連，循環(huán)介質(zhì)出水管13與夾套封蓋18下部相連。循環(huán)介質(zhì)流道9頂端向上彎曲60°，另一端焊接有擋片，構(gòu)成管狀入水口 M，且管狀入水口 M的高度低于循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23。水箱的冷水進(jìn)水口 12設(shè)有若干孔。本發(fā)明以新型的系統(tǒng)控制方法和水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決了夏季太陽輻射過強(qiáng)時集熱器過熱炸管和冬季太陽輻射過低時耗費(fèi)多余能量的問題，從而優(yōu)化了系統(tǒng)的過熱保護(hù)和節(jié)能控制，同時強(qiáng)化了水箱循環(huán)介質(zhì)和生活用水之間的換熱，減少了水箱低溫進(jìn)水對水體的熱分層效應(yīng)的影響，保證系統(tǒng)高效高質(zhì)運(yùn)行。本發(fā)明為一種帶新型水箱結(jié)構(gòu)的分體式太陽能熱水器系統(tǒng)，系統(tǒng)圖如圖1。該系統(tǒng)由集熱器1、膨脹罐2、變頻泵3、水箱4、控制器5組成。本發(fā)明的水箱采用了新型的夾套結(jié)構(gòu)，如圖2。該水箱由頂部外封蓋6、頂部內(nèi)封蓋7、內(nèi)膽8、螺旋管狀流道9、夾套10、外桶11、多孔式進(jìn)水口 12、循環(huán)介質(zhì)出水管13、冷水進(jìn)水管14、排污口 15、熱水出水管16、底部外封蓋17、夾套封蓋18、底部內(nèi)封蓋19、電加熱裝置20、發(fā)泡層21、測溫管22、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23、帶擋片的管狀流道入口 24、熱水出水管電磁閥25和排污口電磁閥沈組成。本發(fā)明的集熱器1進(jìn)出口位置和水箱4的測溫管22內(nèi)加裝溫度傳感器，控制器5 連接控制集熱器1進(jìn)出口溫度、變頻泵3、電加熱裝置20、水箱測溫管22、熱水出水管電磁閥25和排污口電磁閥26。當(dāng)太陽輻射過強(qiáng)時，控制器5監(jiān)測集熱器1進(jìn)出口溫度均超過 130°C時，系統(tǒng)達(dá)到警戒狀態(tài)，控制器5控制打開排污口電磁閥沈，排出水箱4內(nèi)的高溫?zé)崴瑫r低溫冷水14進(jìn)入水箱內(nèi)膽8，此時，循環(huán)管路內(nèi)的液態(tài)循環(huán)介質(zhì)被壓入膨脹罐2，控制器5控制減小變頻泵3的轉(zhuǎn)速，減小循環(huán)介質(zhì)循環(huán)流量，直至集熱器1進(jìn)出口溫度降低， 警戒狀態(tài)解除。當(dāng)水箱4內(nèi)測溫管22溫度達(dá)到95°C時，系統(tǒng)亦達(dá)到警戒狀態(tài)，控制器5控制打開排污口電磁閥26，排出水箱4內(nèi)高溫?zé)崴?，同時市政管網(wǎng)低溫水14進(jìn)入，水箱內(nèi)水體溫度降低，警戒狀態(tài)解除。系統(tǒng)正常運(yùn)行時，集熱器1進(jìn)出口的溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)化為電信號傳入控制器5，控制器5繼而依據(jù)兩者溫度差對變頻泵3的轉(zhuǎn)速進(jìn)行線性控制。當(dāng)集熱器1進(jìn)出口溫度差較小時，控制器5調(diào)節(jié)變頻泵3轉(zhuǎn)速，減小循環(huán)管路流量，從而降低泵功，在用戶需要時啟動電加熱，減少多余能量的損耗；當(dāng)集熱器1進(jìn)出口溫度差增大時，控制器5調(diào)節(jié)變頻泵3轉(zhuǎn)速，增大循環(huán)介質(zhì)流量，從而強(qiáng)化水箱4的換熱，降低集熱器1的溫度，提高集熱效率，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能控制。本發(fā)明的循環(huán)介質(zhì)從集熱器1進(jìn)入循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管23，流經(jīng)帶擋片的管狀流道入口 24，沿螺旋管狀流道9與內(nèi)膽8內(nèi)的生活用水換熱，換熱完成后，再通過循環(huán)介質(zhì)出水管 13流出水箱4，進(jìn)入集熱器1，進(jìn)行下一循環(huán)。本發(fā)明的低溫水經(jīng)冷水進(jìn)水管14通過多孔式改進(jìn)型進(jìn)口結(jié)構(gòu)12進(jìn)入水箱，并與循環(huán)介質(zhì)進(jìn)行換熱，水體溫度升高后密度減小，高溫水位于水體上層，當(dāng)用戶需要時，控制器5控制打開熱水出水管電磁閥25，上層高溫水經(jīng)熱水出水管16流出供用戶使用。當(dāng)用戶需要時，用戶亦可手動控制控制器5打開電加熱裝置20和排污口電磁閥 26，進(jìn)行電加熱操作和排污操作。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次相連的集熱器(1)、水箱(4)、變頻泵(3 )，設(shè)置在集熱器(1)與變頻泵(3 )之間的膨脹罐(2 )、控制器(5 )，該系統(tǒng)還包括設(shè)置在水箱(4 )內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)流道(9 )、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管(23 )、電加熱裝置(15)、水箱測溫管(17)，分別與水箱(4)相連的熱水出水管(11)、排污管(10)，以及分別設(shè)置在熱水出水管(11)、排污管(10)上的第一電磁閥(25)和第二電磁閥(26)；其中，集熱器(1)上端的循環(huán)介質(zhì)出口與水箱(4)上端的循環(huán)介質(zhì)入口相連；水箱(4)下端的循環(huán)介質(zhì)出口通過變頻泵與連接膨脹罐(2 )和集熱器(1)下端的循環(huán)介質(zhì)入口相通；集熱器(1)的循環(huán)介質(zhì)進(jìn)口和出口分別加裝有溫度傳感器，控制器(5)分別控制這兩個傳感器和電加熱裝置(15)、水箱測溫管(17)、熱水出水管(11)上的第一電磁閥(25)、排污管(10)上的第二電磁閥(26)以及變頻泵(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于該水箱(4)包括設(shè)置在箱體上的冷水進(jìn)水口(12)、外筒(11)、設(shè)置在外筒(11)內(nèi)的內(nèi)膽(8)、夾套(10)、循環(huán)介質(zhì)流道(9)、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管(23)和循環(huán)介質(zhì)出水管(13)，其中，該內(nèi)膽(8)外壁包裹有夾套(10)，內(nèi)膽(8)外壁和夾套(10)內(nèi)壁之間設(shè)置有循環(huán)介質(zhì)流道(9)，該循環(huán)介質(zhì)流道(9)沿內(nèi)膽(8)外壁螺旋向下，并與內(nèi)膽(8)和夾套(10)相連，循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管(23)與夾套(10) 頂部相連，循環(huán)介質(zhì)出水管(13)與夾套封蓋(18)下部相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于循環(huán)介質(zhì)流道(9)頂端向上彎曲60°，另一端焊接有擋片，構(gòu)成管狀入水口(24)，且管狀入水口(24)的高度低于循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于水箱的冷水進(jìn)水口(12)設(shè)有若干孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能熱水系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次相連的集熱器(1)、變頻泵(3)、水箱(4)，設(shè)置在集熱器(1)與變頻泵(3)之間的膨脹罐(2)、控制器(5)，該系統(tǒng)還包括設(shè)置在水箱(4)內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)流道(9)、循環(huán)介質(zhì)進(jìn)水管(23)、電加熱裝置(15)、水箱測溫管(17)，分別與水箱(4)相連的熱水出水管(11)、排污管(10)，以及分別設(shè)置在熱水出水管(11)、排污管(10)上的第一電磁閥(25)和第二電磁閥(26)。提高了水箱的熱水出流率，加強(qiáng)了系統(tǒng)過熱保護(hù)和節(jié)能優(yōu)化控制，提升了系統(tǒng)性能。
文檔編號F24J2/04GK102230674SQ20111015177
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者丁一, 馮義康, 張小松, 李舒宏, 李陽, 杜塏, 王金勇 申請人:東南大學(xué)