一种防冻防炸管太阳能热水系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于太阳能技术领域，涉及一种防冻防炸管太阳能热水系统，包括全玻璃真空管集热器组、储热水箱、供水管道、回水管道和控制器，全玻璃真空管集热器组在其顶端设置集热供水口和集热回水口，集热供水口连接供水管道的一端，集热回水口连接回水管道的一端，供水管道、回水管道的另一端分别连接至储热水箱，供水管道和回水管道均朝储热水箱方向设置向下的倾斜坡度；供水管道上设有旁通管，旁通管设有电磁阀。全玻璃真空管集热器组由若干个双流道集热器和一个双流道内开孔集热器依次从高到低串联形成。本发明所述系统在避免水泵倒转以及确保水质安全的基础上能够实现集热供回水循环管道高效无功耗自然排空。
【专利说明】
一种防冻防炸管太阳能热水系统
技术领域
[0001]本发明属于太阳能技术领域，具体涉及一种防冻防炸管太阳能热水系统。
【背景技术】
[0002]目前，太阳能取暖供水以其高效、节能、环保、方便越来越受人们欢迎，已经越来越多的运用于城市和乡镇建筑物中，特别是高层建筑，太阳能取暖供水更是引起政府的重视。随着市场规模的扩大，技术的革新成了不可忽视的问题，如何让太阳能系统更加节能、高效环保、方便一直是备受关注的研究课题。其中，太阳能集热循环管道的技术问题也颇受重视。
[0003]只要是在室外走冷水的装置就必须考虑防冻问题，太阳能供热循环系统也不例夕卜，集热循环管道防冻是一项不可忽略的问题。针对管道防冻，多年以来业界做着不同的努力，方式也在不断的革新，目前比较常见的集热循环系统防冻技术有三种:
[0004]1、集热回水管路坡度回流排空:
[0005]常规集热器管路走向方式，通过集热管道设置坡度能有效的解决部分集热供水管道的排空问题。
[0006]但其缺点是:
[0007]①由于一般集热供水管道设置同程，所以管道比较长，又和水箱基本处于同一水平线上，因此至少不能解决二分之一的集热供水管道排空问题，并不能真正有效的解决管道防冻问题；
[0008]②传统的集热循环系统让集热供水管道中的水直接通过集热供水循环栗流回水箱中，经常导致水栗的反转，容易造成水栗损伤，缩短了水栗的使用寿命长度；
[0009]③由于集热供水管道在集热器的底部，实际项目中一般只能做到集热回水管路的排空防冻，集热供水管路一旦管道真正排空，就会造成集热器阵列中的水排空，会造成集热器空晒，如果是真空管集热器就会发生炸管现象。因此只要是集热供水从集热器底部供水，就不能实现自然排空。而集热器供水管道设置坡度排空的方式也是不成立的。
[0010]2、电伴热带防冻:
[0011]设置电伴热带是现有的集热循环管道防冻措施中比较有效的一种方式，措施主要是在集热供回水管道一旁附电伴热带，通过温度探头感知温度，通过控制实现适宜时间给伴热设备通电，电能转换为热能，从而达到防冻的效果。其安装简便、维护简单、全天服务，自动化水平高，运行及维护费用低，该技术目前已经比较成熟。
[0012]但其缺点是:伴热带存在使用长度和发热负荷的问题，并且需要消耗电能，是不节能的。
[0013]3、防冻液防冻:
[0014]将集热场的循环工质水换成乙二醇等防冻液，防冻液的特性不像水一样热胀冷缩，所以不会造成管道破裂，因此防冻液有效的解决了平板、热管式集热器系统的防冻问题。
[0015]但其缺点是:一方面使用防冻液的系统必须添加换热装置，且换热装置一旦损坏，就会造成系统水质污染;另一方面，防冻液造价比水要高，对于大容量的集热器如普通全玻璃真空管集热器，就会需要大量的防冻液，成本也会明显提高。因此，使用防冻液的系统成本会比普通系统明显要高。
[0016]以上无论哪种防冻方式，都不能解决全玻璃真空管集热器的真空管常见的炸管问题。而全玻璃真空管集热器对比平板集热器的主要性能缺点就是炸管。一旦炸管，就会出现满屋跑水现象。
[0017]综上，目前亟需一种在保证设备运行正常如避免水栗倒转，以及确保水质安全的基础上能够实现有效防冻防炸管的太阳能热水系统。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种在避免水栗倒转以及确保水质安全的基础上能够实现集热供回水循环管道高效无功耗自然排空的防冻防炸管太阳能热水系统。
[0019]本发明解决问题的技术方案是:一种防冻防炸管太阳能热水系统，包括全玻璃真空管集热器组、储热水箱、供水管道、回水管道和控制器，所述全玻璃真空管集热器组设置在倾斜面上，所述全玻璃真空管集热器组在其顶端设置集热供水口和集热回水口，所述集热供水口连接供水管道的一端，所述集热回水口连接回水管道的一端，所述供水管道、回水管道的另一端分别连接至储热水箱，所述供水管道和回水管道均朝储热水箱方向设置相同的向下的倾斜坡度;所述供水管道上设有循环栗，所述供水管道上设有连接至储热水箱的旁通管，所述旁通管上设有电磁阀，所述电磁阀、储热水箱分别连接至控制器。
[0020]进一步地，所述全玻璃真空管集热器组为若干个，若干个所述全玻璃真空管集热器组并排平行设置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集热器组的集热供水口均连接至同一个供水管道，所有的所述全玻璃真空管集热器组的集热回水口均连接至同一个回水管道。
[0021]进一步地，每个所述全玻璃真空管集热器组由若干个双流道集热器和一个双流道内开孔集热器依次从高到低串联形成，所述若干个双流道集热器、一个双流道内开孔集热器的联箱内胆依次连接形成第二流道，所述双流道集热器、双流道内开孔集热器均在各自的联箱内胆中设有联箱内置导流管，所述全玻璃真空管集热器组内的所有联箱内置导流管依次连接形成第一流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通，所述孔为导流管泄水孔。
[0022]或者，每个所述全玻璃真空管集热器组仅由一个双流道内开孔集热器组成，所述双流道内开孔集热器在联箱内胆中设有联箱内置导流管，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管形成第一流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内胆形成第二流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通。
[0023]进一步地，所述双流道内开孔集热器的联箱内胆的下端口设置关闭阀门或堵头。
[0024]进一步地，所述供水管道上设有循环栗，所述旁通管设置在循环栗的旁边，所述循环栗与控制器连接。
[0025]进一步地，所述供水管道和回水管道设置为同程。
[0026]进一步地，所述供水管道和回水管道朝储热水箱方向的向下的倾斜坡度均不小于
5%0 O
[0027]进一步地，所述全玻璃真空管集热器组通过支架设置在倾斜面上。
[0028]进一步地，所述储热水箱和全玻璃真空管集热器组中均设有温度传感器，所述温度传感器均与控制器连接。
[0029]进一步地，所述储热水箱中设有液位计，所述液位计与控制器连接。
[0030]进一步地，所述供水管道中设有过滤器。
[0031]本发明的有益效果为:
[0032]1.本发明实现了集热供水从集热器顶部供水的形式，通过集热器自带的联箱内置导流管改变集热循环冷水路线以及方位，且使供水管道和回水管道一样都设置在支架的顶端，实现了集热循环管路的上进上出，由于水的重力向下原理，从而有利于管道回水，打破了以往只能集热回水管路排空，集热供水管路不能排空的缺点，达到了集热管道无功效自然排空防冻的目的，节能高效；
[0033]2.本发明所述系统设计循环管路从集热器最上端进入集热器联箱内，冷水有提前预热的作用，从而避免了由于冷热水温差过大而引起的真空管炸管现象；
[0034]3.本发明通过在循环栗的旁边设置电磁阀，当供水管道中的水排空回流的时候，所述电磁阀打开，让管中的水回到储热水箱内，从而避免了循环栗的反转；
[0035]4.本发明所述系统适用范围广，能用于任何类型的集热器，只需要将集热器联箱更换成本发明所述的双流道形式的联箱即可；
[0036]5.本发明所述系统无污染，环保，使用成本和维护成本低。
【附图说明】
[0037]图1是本发明所述防冻防炸管太阳能热水系统的结构示意图；
[0038]图2是图1所示的全玻璃真空管集热器组内的双流道集热器和双流道内开孔集热器的连接关系结构示意图；
[0039]图3是图2所示全玻璃真空管集热器组在倾斜面上的布置侧视示意图。
[0040]图中:1-全玻璃真空管集热器组，11-双流道集热器，111-集热供水口，112-集热回水口，12-双流道内开孔集热器，121-关闭阀门；2-储热水箱;3-供水管道;4-回水管道;5-控制器;6-循环栗;7-电磁阀;8-联箱内置导流管，81-导流管泄水孔;9-支架。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步的说明。
[0042]实施例一
[0043]如图1-图3所示，一种防冻防炸管太阳能热水系统，包括全玻璃真空管集热器组1、储热水箱2、供水管道3、回水管道4和控制器5，所述全玻璃真空管集热器组I设置在倾斜面上，所述全玻璃真空管集热器组I在其顶端设置集热供水口 111和集热回水口 112，所述集热供水口 111连接供水管道3的一端，所述集热回水口 112连接回水管道4的一端，所述供水管道3、回水管道4的另一端分别连接至储热水箱2，所述供水管道3和回水管道4均朝储热水箱2方向设置相同的向下的倾斜坡度;所述供水管道3上设有循环栗6，所述供水管道3上设有连接至储热水箱2的旁通管，所述旁通管上设有电磁阀7，所述电磁阀7、储热水箱2分别连接至控制器5。
[0044]所述全玻璃真空管集热器组I为6个，6个所述全玻璃真空管集热器组I并排平行设置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集热器组I的集热供水口 111均连接至同一个供水管道3，所有的所述全玻璃真空管集热器组I的集热回水口 112均连接至同一个回水管道4。
[0045]每个所述全玻璃真空管集热器组I由2个双流道集热器11和I个双流道内开孔集热器12依次从高到低串联形成，所述2个双流道集热器11、1个双流道内开孔集热器12的联箱内胆依次连接形成第二流道，所述双流道集热器11、双流道内开孔集热器12均在各自的联箱内胆中设有联箱内置导流管8，所述全玻璃真空管集热器组I内的所有联箱内置导流管8依次连接形成第一流道，所述双流道内开孔集热器12的联箱内置导流管8的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通，所述孔为导流管泄水孔81。
[0046]所述双流道内开孔集热器12的联箱内胆的下端口设置关闭阀门121。
[0047]所述供水管道3上设有循环栗6，所述旁通管设置在循环栗6的旁边，所述循环栗6与控制器5连接。
[0048]所述供水管道3和回水管道4设置为同程。
[0049]所述供水管道3和回水管道4朝储热水箱2方向的向下的倾斜坡度均不小于5%。。
[0050]所述全玻璃真空管集热器组I通过支架9设置在倾斜面上。
[0051]所述储热水箱2和全玻璃真空管集热器组I中均设有温度传感器(图中未示)，所述温度传感器均与控制器5连接。
[0052]所述储热水箱2中设有液位计(图中未示)，所述液位计与控制器5连接。
[0053]所述供水管道3中设有过滤器(图中未示)。
[0054]实施例二
[0055]在本实施例中，每个所述全玻璃真空管集热器组I仅由一个双流道内开孔集热器12组成，所述双流道内开孔集热器12在联箱内胆中设有联箱内置导流管8，所述双流道内开孔集热器12的联箱内置导流管8形成第一流道，所述双流道内开孔集热器12的联箱内胆形成第二流道，所述双流道内开孔集热器12的联箱内置导流管8的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通。
[0056]除此之外，其它结构与实施例一中相同。
[0057]本发明所述系统的工作过程为:冷水从储热水箱2出来后，由供水管道3引入，从全玻璃真空管集热器组I最上端的集热供水口 111进入，顺着联箱内置导流管8向下流，即沿着第一流道向下流，从双流道内开孔集热器12的联箱内置导流管8的末端的导流管泄水孔81出来，进入集热器联箱内胆中，从而进入全玻璃真空集热管中，经过太阳加热，集热器温度升高，冷水下沉热水上升，热水沿着集热器联箱内胆，即沿着第二流道向上走，进入回水管道4，进入储热水箱2，形成循环。
[0058]当储热水箱2水位处于保护水位以上时，当集热器温度Tl与储热水箱2温度T2形成温度差时，启动循环栗6，同时电磁阀7关闭，进行温差循环，比如，当T1-T2彡6度，启动循环栗6，同时电磁阀7关闭；当T1-T2彡2度，停止循环栗6，同时电磁阀7开启，进行回流防冻；其中Tl和T2的温差设定值6度和2度均能够调节成其它数值。
[0059]当储热水箱2的温度T2>75°C(可调)时，锁闭循环栗6，同时电磁阀7开启；当储热水箱2的温度T2<70°C (可调)时，循环栗6以及电磁阀7恢复正常温差循环控制逻辑。
[0060]本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，包括全玻璃真空管集热器组、储热水箱、供水管道、回水管道和控制器，所述全玻璃真空管集热器组设置在倾斜面上，所述全玻璃真空管集热器组在其顶端设置集热供水口和集热回水口，所述集热供水口连接供水管道的一端，所述集热回水口连接回水管道的一端，所述供水管道、回水管道的另一端分别连接至储热水箱，所述供水管道和回水管道均朝储热水箱方向设置相同的向下的倾斜坡度;所述供水管道上设有连接至储热水箱的旁通管，所述旁通管上设有电磁阀，所述电磁阀、储热水箱分别连接至控制器。2.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述全玻璃真空管集热器组为若干个，若干个所述全玻璃真空管集热器组并排平行设置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集热器组的集热供水口均连接至同一个供水管道，所有的所述全玻璃真空管集热器组的集热回水口均连接至同一个回水管道。3.根据权利要求2所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，每个所述全玻璃真空管集热器组由若干个双流道集热器和一个双流道内开孔集热器依次从高到低串联形成，所述若干个双流道集热器、一个双流道内开孔集热器的联箱内胆依次连接形成第二流道，所述双流道集热器、双流道内开孔集热器均在各自的联箱内胆中设有联箱内置导流管，所述全玻璃真空管集热器组内的所有联箱内置导流管依次连接形成第一流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通。4.根据权利要求2所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，每个所述全玻璃真空管集热器组仅由一个双流道内开孔集热器组成，所述双流道内开孔集热器在联箱内胆中设有联箱内置导流管，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管形成第一流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内胆形成第二流道，所述双流道内开孔集热器的联箱内置导流管的末端在其联箱内胆内开孔与联箱内胆连通。5.根据权利要求3或4所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述双流道内开孔集热器的联箱内胆的下端口设置关闭阀门或堵头。6.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述供水管道上设有循环栗，所述旁通管设置在循环栗的旁边，所述循环栗与控制器连接。7.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述供水管道和回水管道设置为同程。8.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述供水管道和回水管道朝储热水箱方向的向下的倾斜坡度均不小于5%。。9.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述全玻璃真空管集热器组通过支架设置在倾斜面上。10.根据权利要求1所述的防冻防炸管太阳能热水系统，其特征在于，所述储热水箱和全玻璃真空管集热器组中均设有温度传感器，所述温度传感器均与控制器连接;所述储热水箱中设有液位计，所述液位计与控制器连接;所述供水管道中设有过滤器。
【文档编号】F24J2/24GK106016777SQ201610617472
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】丁海兵, 张千金, 成营营, 李英石
【申请人】天普新能源科技有限公司