一种间接式集热器太阳能热水系统的制作方法

本发明属于清洁能源利用和供暖，尤其涉及一种间接式集热器太阳能热水系统，适用于北方室外温度低于零下的非市政集中供暖地区。

背景技术：

1、目前，燃煤采暖依然是我国北方能耗和碳排放的重要组成部分，尤其对于农村地区，大部分居民冬季生活采暖仍以燃煤小锅炉、蜂窝煤炉和土炕等采暖方式为主，燃煤质量差，热效能低，并且排放不作任何处理，环境污染严重，对造成雾霾的副作用不可低估。为了响应国家关于改善生态环境的目标和理念，解决农村地区供暖问题，全国各地近些年开展了因化石能源引起的大气污染的治理，既改善了大气环境，又提高了居民房屋的室内环境。

2、现阶段，国内北方农村地区在冬季实施清洁采暖的措施主要有太阳能+生物质锅炉联合采暖、太阳能+空气源热泵联合采暖、太阳能+辅助电源联合采暖等等。由于太阳能作为清洁能源之一，在开发和利用过程中几乎没有污染，且储量无限等优点，无论哪种方式的联合采暖，都会利用到太阳能。在安装太阳能集热器时，从经济性角度出发，不同的居室面积、采暖温度要求以及不同地区室外环境温度的差异，所需的太阳能集热器面积有所不同，集热器面积过大会增加设备资金投入，给居民增加经济负担，面积过小则达不到采暖温度需求，因此，集热器面积的确定至关重要。另外，太阳能集热器的安装倾角将直接影响集热器的集热效率，所以，确定合理的太阳能集热器安装倾角也很关键。

3、现在对于太阳能采暖系统的研究很多，大多侧重直接式集热器太阳能热水系统。但由于我国北方冬季采暖季户外环境温度大多时候低于0℃，直接式集热器太阳能热水系统则存在不足，即在夜间或者非晴朗天气时，室外温度低可能使集热器中液体结冻导致系统无法运转。

4、因此亟待研发一种不会因为在夜间或者非晴朗天气下，室外温度低使集热器中液体结冻的间接式集热器太阳能热水系统，就成为本领域技术人员研发的新课题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种间接式集热器太阳能热水系统。其目的是为了实现抗冻、耐低温、系统故障率低、系统热性能好、循环介质与储热介质相分离且换热效率高的一种间接式集热器太阳能热水系统的发明目的。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

3、一种间接式集热器太阳能热水系统，太阳能集热器下端口的进水管道与集热泵和换热器的出水口依次通过水管接头连接，太阳能集热器的上端口与出水管道和换热器的进水口依次通过水管接头连接，换热器连接在蓄热水箱中；太阳能集热器和集热泵通过水管接头连接，集热泵与控制器通过电连接，实现电气控制；控制器与蓄热水箱中的温度传感器的探头引线进行电连接；蓄热水箱上连接有热水供应接口、用户侧回水接口及补水接口；温度传感器将太阳能集热器与蓄热水箱中的温度实时传送至控制器，控制器实时进行分析计算，当温差大于第一预设温度时，控制器发出开始工作信号至集热泵，集热泵开始运行；当控制器实时监测温差小于第二预设温度时，控制器发出停止工作信号至集热泵，集热泵停止工作。

4、更进一步的，所述太阳能集热器、进水管道、出水管道以及换热器中的工作介质为乙二醇溶液。

5、更进一步的，所述太阳能集热器与水平面的夹角为45-65°。

6、更进一步的，所述管路为ppr管。

7、更进一步的，所述换热器悬挂于蓄热水箱的内壁上，换热器的材料为不锈钢。

8、更进一步的，所述蓄热水箱的侧壁上设有三个通孔，每个通孔处均镶嵌有内螺纹水管接头，分别连接热水供应接口、用户侧回水接口及补水接口。

9、一种间接式集热器太阳能热水系统，包括集热模块、控制模块和换热模块；其中，集热模块与控制模块相连接，控制模块与换热模块相连接；

10、所述集热模块，包括：太阳能集热器、集热管道和集热泵；集热管道包括：进水管道和出水管道；其中：太阳能集热器（1）下端口的进水管道（2）与集热泵（4）和换热器（6）的出水口依次通过水管接头进行连接，太阳能集热器（1）的上端口与出水管道（3）和换热器（6）的进水口依次通过水管接头进行连接；

11、所述控制模块包括：监控温度的传感器和控制集热泵的控制设备；其中，太阳能集热器（1）和集热泵（4）通过水管接头进行连接，集热泵（4）与控制器（7）通过电连接，实现电气控制；控制器（7）与蓄热水箱（5）中的温度传感器的探头引线进行电连接；

12、所述换热模块包括：蓄热水箱、换热介质和换热器；其中，换热器（6）连接在蓄热水箱（5）中，蓄热水箱（5）上连接有热水供应接口（8）、用户侧回水接口（9）及补水接口（10）。

13、更进一步的，所述监控温度的传感器的防水探头分别安装在蓄热水箱的热水供应接口处与太阳能集热器的出水口处，监控温度的传感器的引线连接到室内的控制器上实现电连接；所述控制集热泵的控制设备，包括：微控制器、电源接口、内部供电装置、温度检测装置以及开关装置；电源接口包括：电源输入端和电源输出端，电源输入端用于连接外部电源，电源输出端用于连接集热泵；温度检测装置与微控制器电连接；内部供电装置与微控制器电连接；开关装置与电源接口的输出端电连接。

14、更进一步的，所述内部供电装包括变压器、模数转换器及稳压器构成，高电压经变压器转换成低电压，模拟电压经模数转换器转换成数字电压，通过稳压器使电压达到固定值并为微控制器供电；

15、所述开关装置电连接微控制器，微控制器发出开关指令至开关装置，通过开关装置控制电源接口向集热泵供电或者断电；

16、所述电源接口将交流市电直接转接至集热泵，所述内部供电装置是交流转直流转换电路，将外部交流市电变成直流电，为微控制器提供电源；

17、所述温度检测装置与微控制器电连接，温度检测装置对太阳能集热器和蓄热水箱内液体温度进行实时监控，微控制器将温度检测装置获取的温度差值发送给微控制器并进行操作，微控制器向开关装置发送信号，实时调整集热泵的运行方式。

18、更进一步的，所述集热模块，用于接收太阳光的辐射能量，将光能转化为热能；所述控制模块，用于作为整个系统的控制核心，当太阳能热水器出水温度与蓄热水箱中平均水温温差大于等于8℃时，控制器发出开启信号至集热泵，整个集热系统开始运行；当太阳能热水器出水温度与蓄热水箱中平均水温温差小于等于2℃时，控制器发出停止信号至集热泵，此时整个集热系统停止运行；所述换热模块，用于将太阳能集热器中乙二醇溶液收集到太阳能的热量之后在蓄热水箱中的换热器中进行热量交换，将乙二醇的热量传递给蓄热水箱中的水，通过换热器为用户侧的水加热。

19、本发明具有以下有益效果及优点：

20、本发明间接式太阳能热水供暖系统，具备在低温下运行能力，能够实现夜间或者非晴朗天气室外温度很低时，太阳能热水供暖系统正常运行。由于太阳能作为清洁能源之一，在开发和利用过程中几乎没有污染。

21、本发明系统中换热器材料为不锈钢，由于不锈钢这种材料的特殊性，避免了随着时间的增长，换热管管壁氧化层会越来越厚，内部污垢也越来越多，传热效果会越来越差的缺点。

22、本发明还具有储量无限等优点，在改善大气环境的同时，能够有效的提高居民房屋的室内环境，尤其是我国北方农村地区，使人们的生活质量得到显著提高。