一種防凍防炸管太陽能熱水系統的制作方法
【專利摘要】本發明屬于太陽能技術領域，涉及一種防凍防炸管太陽能熱水系統，包括全玻璃真空管集熱器組、儲熱水箱、供水管道、回水管道和控制器，全玻璃真空管集熱器組在其頂端設置集熱供水口和集熱回水口，集熱供水口連接供水管道的一端，集熱回水口連接回水管道的一端，供水管道、回水管道的另一端分別連接至儲熱水箱，供水管道和回水管道均朝儲熱水箱方向設置向下的傾斜坡度；供水管道上設有旁通管，旁通管設有電磁閥。全玻璃真空管集熱器組由若干個雙流道集熱器和一個雙流道內開孔集熱器依次從高到低串聯形成。本發明所述系統在避免水泵倒轉以及確保水質安全的基礎上能夠實現集熱供回水循環管道高效無功耗自然排空。
【專利說明】
一種防凍防炸管太陽能熱水系統
技術領域
[0001]本發明屬于太陽能技術領域，具體涉及一種防凍防炸管太陽能熱水系統。
【背景技術】
[0002]目前，太陽能取暖供水以其高效、節能、環保、方便越來越受人們歡迎，已經越來越多的運用于城市和鄉鎮建筑物中，特別是高層建筑，太陽能取暖供水更是引起政府的重視。隨著市場規模的擴大，技術的革新成了不可忽視的問題，如何讓太陽能系統更加節能、高效環保、方便一直是備受關注的研究課題。其中，太陽能集熱循環管道的技術問題也頗受重視。
[0003]只要是在室外走冷水的裝置就必須考慮防凍問題，太陽能供熱循環系統也不例夕卜，集熱循環管道防凍是一項不可忽略的問題。針對管道防凍，多年以來業界做著不同的努力，方式也在不斷的革新，目前比較常見的集熱循環系統防凍技術有三種:
[0004]1、集熱回水管路坡度回流排空:
[0005]常規集熱器管路走向方式，通過集熱管道設置坡度能有效的解決部分集熱供水管道的排空問題。
[0006]但其缺點是:
[0007]①由于一般集熱供水管道設置同程，所以管道比較長，又和水箱基本處于同一水平線上，因此至少不能解決二分之一的集熱供水管道排空問題，并不能真正有效的解決管道防凍問題；
[0008]②傳統的集熱循環系統讓集熱供水管道中的水直接通過集熱供水循環栗流回水箱中，經常導致水栗的反轉，容易造成水栗損傷，縮短了水栗的使用壽命長度；
[0009]③由于集熱供水管道在集熱器的底部，實際項目中一般只能做到集熱回水管路的排空防凍，集熱供水管路一旦管道真正排空，就會造成集熱器陣列中的水排空，會造成集熱器空曬，如果是真空管集熱器就會發生炸管現象。因此只要是集熱供水從集熱器底部供水，就不能實現自然排空。而集熱器供水管道設置坡度排空的方式也是不成立的。
[0010]2、電伴熱帶防凍:
[0011]設置電伴熱帶是現有的集熱循環管道防凍措施中比較有效的一種方式，措施主要是在集熱供回水管道一旁附電伴熱帶，通過溫度探頭感知溫度，通過控制實現適宜時間給伴熱設備通電，電能轉換為熱能，從而達到防凍的效果。其安裝簡便、維護簡單、全天服務，自動化水平高，運行及維護費用低，該技術目前已經比較成熟。
[0012]但其缺點是:伴熱帶存在使用長度和發熱負荷的問題，并且需要消耗電能，是不節能的。
[0013]3、防凍液防凍:
[0014]將集熱場的循環工質水換成乙二醇等防凍液，防凍液的特性不像水一樣熱脹冷縮，所以不會造成管道破裂，因此防凍液有效的解決了平板、熱管式集熱器系統的防凍問題。
[0015]但其缺點是:一方面使用防凍液的系統必須添加換熱裝置，且換熱裝置一旦損壞，就會造成系統水質污染;另一方面，防凍液造價比水要高，對于大容量的集熱器如普通全玻璃真空管集熱器，就會需要大量的防凍液，成本也會明顯提高。因此，使用防凍液的系統成本會比普通系統明顯要高。
[0016]以上無論哪種防凍方式，都不能解決全玻璃真空管集熱器的真空管常見的炸管問題。而全玻璃真空管集熱器對比平板集熱器的主要性能缺點就是炸管。一旦炸管，就會出現滿屋跑水現象。
[0017]綜上，目前亟需一種在保證設備運行正常如避免水栗倒轉，以及確保水質安全的基礎上能夠實現有效防凍防炸管的太陽能熱水系統。

【發明內容】

[0018]本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種在避免水栗倒轉以及確保水質安全的基礎上能夠實現集熱供回水循環管道高效無功耗自然排空的防凍防炸管太陽能熱水系統。
[0019]本發明解決問題的技術方案是:一種防凍防炸管太陽能熱水系統，包括全玻璃真空管集熱器組、儲熱水箱、供水管道、回水管道和控制器，所述全玻璃真空管集熱器組設置在傾斜面上，所述全玻璃真空管集熱器組在其頂端設置集熱供水口和集熱回水口，所述集熱供水口連接供水管道的一端，所述集熱回水口連接回水管道的一端，所述供水管道、回水管道的另一端分別連接至儲熱水箱，所述供水管道和回水管道均朝儲熱水箱方向設置相同的向下的傾斜坡度;所述供水管道上設有循環栗，所述供水管道上設有連接至儲熱水箱的旁通管，所述旁通管上設有電磁閥，所述電磁閥、儲熱水箱分別連接至控制器。
[0020]進一步地，所述全玻璃真空管集熱器組為若干個，若干個所述全玻璃真空管集熱器組并排平行設置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集熱器組的集熱供水口均連接至同一個供水管道，所有的所述全玻璃真空管集熱器組的集熱回水口均連接至同一個回水管道。
[0021]進一步地，每個所述全玻璃真空管集熱器組由若干個雙流道集熱器和一個雙流道內開孔集熱器依次從高到低串聯形成，所述若干個雙流道集熱器、一個雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽依次連接形成第二流道，所述雙流道集熱器、雙流道內開孔集熱器均在各自的聯箱內膽中設有聯箱內置導流管，所述全玻璃真空管集熱器組內的所有聯箱內置導流管依次連接形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通，所述孔為導流管泄水孔。
[0022]或者，每個所述全玻璃真空管集熱器組僅由一個雙流道內開孔集熱器組成，所述雙流道內開孔集熱器在聯箱內膽中設有聯箱內置導流管，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽形成第二流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通。
[0023]進一步地，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽的下端口設置關閉閥門或堵頭。
[0024]進一步地，所述供水管道上設有循環栗，所述旁通管設置在循環栗的旁邊，所述循環栗與控制器連接。
[0025]進一步地，所述供水管道和回水管道設置為同程。
[0026]進一步地，所述供水管道和回水管道朝儲熱水箱方向的向下的傾斜坡度均不小于
5%0 O
[0027]進一步地，所述全玻璃真空管集熱器組通過支架設置在傾斜面上。
[0028]進一步地，所述儲熱水箱和全玻璃真空管集熱器組中均設有溫度傳感器，所述溫度傳感器均與控制器連接。
[0029]進一步地，所述儲熱水箱中設有液位計，所述液位計與控制器連接。
[0030]進一步地，所述供水管道中設有過濾器。
[0031]本發明的有益效果為:
[0032]1.本發明實現了集熱供水從集熱器頂部供水的形式，通過集熱器自帶的聯箱內置導流管改變集熱循環冷水路線以及方位，且使供水管道和回水管道一樣都設置在支架的頂端，實現了集熱循環管路的上進上出，由于水的重力向下原理，從而有利于管道回水，打破了以往只能集熱回水管路排空，集熱供水管路不能排空的缺點，達到了集熱管道無功效自然排空防凍的目的，節能高效；
[0033]2.本發明所述系統設計循環管路從集熱器最上端進入集熱器聯箱內，冷水有提前預熱的作用，從而避免了由于冷熱水溫差過大而引起的真空管炸管現象；
[0034]3.本發明通過在循環栗的旁邊設置電磁閥，當供水管道中的水排空回流的時候，所述電磁閥打開，讓管中的水回到儲熱水箱內，從而避免了循環栗的反轉；
[0035]4.本發明所述系統適用范圍廣，能用于任何類型的集熱器，只需要將集熱器聯箱更換成本發明所述的雙流道形式的聯箱即可；
[0036]5.本發明所述系統無污染，環保，使用成本和維護成本低。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發明所述防凍防炸管太陽能熱水系統的結構示意圖；
[0038]圖2是圖1所示的全玻璃真空管集熱器組內的雙流道集熱器和雙流道內開孔集熱器的連接關系結構示意圖；
[0039]圖3是圖2所示全玻璃真空管集熱器組在傾斜面上的布置側視示意圖。
[0040]圖中:1-全玻璃真空管集熱器組，11-雙流道集熱器，111-集熱供水口，112-集熱回水口，12-雙流道內開孔集熱器，121-關閉閥門；2-儲熱水箱;3-供水管道;4-回水管道;5-控制器;6-循環栗;7-電磁閥;8-聯箱內置導流管，81-導流管泄水孔;9-支架。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明作進一步的說明。
[0042]實施例一
[0043]如圖1-圖3所示，一種防凍防炸管太陽能熱水系統，包括全玻璃真空管集熱器組1、儲熱水箱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熱器組I設置在傾斜面上，所述全玻璃真空管集熱器組I在其頂端設置集熱供水口 111和集熱回水口 112，所述集熱供水口 111連接供水管道3的一端，所述集熱回水口 112連接回水管道4的一端，所述供水管道3、回水管道4的另一端分別連接至儲熱水箱2，所述供水管道3和回水管道4均朝儲熱水箱2方向設置相同的向下的傾斜坡度;所述供水管道3上設有循環栗6，所述供水管道3上設有連接至儲熱水箱2的旁通管，所述旁通管上設有電磁閥7，所述電磁閥7、儲熱水箱2分別連接至控制器5。
[0044]所述全玻璃真空管集熱器組I為6個，6個所述全玻璃真空管集熱器組I并排平行設置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集熱器組I的集熱供水口 111均連接至同一個供水管道3，所有的所述全玻璃真空管集熱器組I的集熱回水口 112均連接至同一個回水管道4。
[0045]每個所述全玻璃真空管集熱器組I由2個雙流道集熱器11和I個雙流道內開孔集熱器12依次從高到低串聯形成，所述2個雙流道集熱器11、1個雙流道內開孔集熱器12的聯箱內膽依次連接形成第二流道，所述雙流道集熱器11、雙流道內開孔集熱器12均在各自的聯箱內膽中設有聯箱內置導流管8，所述全玻璃真空管集熱器組I內的所有聯箱內置導流管8依次連接形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器12的聯箱內置導流管8的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通，所述孔為導流管泄水孔81。
[0046]所述雙流道內開孔集熱器12的聯箱內膽的下端口設置關閉閥門121。
[0047]所述供水管道3上設有循環栗6，所述旁通管設置在循環栗6的旁邊，所述循環栗6與控制器5連接。
[0048]所述供水管道3和回水管道4設置為同程。
[0049]所述供水管道3和回水管道4朝儲熱水箱2方向的向下的傾斜坡度均不小于5%。。
[0050]所述全玻璃真空管集熱器組I通過支架9設置在傾斜面上。
[0051]所述儲熱水箱2和全玻璃真空管集熱器組I中均設有溫度傳感器(圖中未示)，所述溫度傳感器均與控制器5連接。
[0052]所述儲熱水箱2中設有液位計(圖中未示)，所述液位計與控制器5連接。
[0053]所述供水管道3中設有過濾器(圖中未示)。
[0054]實施例二
[0055]在本實施例中，每個所述全玻璃真空管集熱器組I僅由一個雙流道內開孔集熱器12組成，所述雙流道內開孔集熱器12在聯箱內膽中設有聯箱內置導流管8，所述雙流道內開孔集熱器12的聯箱內置導流管8形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器12的聯箱內膽形成第二流道，所述雙流道內開孔集熱器12的聯箱內置導流管8的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通。
[0056]除此之外，其它結構與實施例一中相同。
[0057]本發明所述系統的工作過程為:冷水從儲熱水箱2出來后，由供水管道3引入，從全玻璃真空管集熱器組I最上端的集熱供水口 111進入，順著聯箱內置導流管8向下流，即沿著第一流道向下流，從雙流道內開孔集熱器12的聯箱內置導流管8的末端的導流管泄水孔81出來，進入集熱器聯箱內膽中，從而進入全玻璃真空集熱管中，經過太陽加熱，集熱器溫度升高，冷水下沉熱水上升，熱水沿著集熱器聯箱內膽，即沿著第二流道向上走，進入回水管道4，進入儲熱水箱2，形成循環。
[0058]當儲熱水箱2水位處于保護水位以上時，當集熱器溫度Tl與儲熱水箱2溫度T2形成溫度差時，啟動循環栗6，同時電磁閥7關閉，進行溫差循環，比如，當T1-T2彡6度，啟動循環栗6，同時電磁閥7關閉；當T1-T2彡2度，停止循環栗6，同時電磁閥7開啟，進行回流防凍；其中Tl和T2的溫差設定值6度和2度均能夠調節成其它數值。
[0059]當儲熱水箱2的溫度T2>75°C(可調)時，鎖閉循環栗6，同時電磁閥7開啟；當儲熱水箱2的溫度T2<70°C (可調)時，循環栗6以及電磁閥7恢復正常溫差循環控制邏輯。
[0060]本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明實質內容的情況下，本領域技術人員可以想到的任何變形、改進、替換均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，包括全玻璃真空管集熱器組、儲熱水箱、供水管道、回水管道和控制器，所述全玻璃真空管集熱器組設置在傾斜面上，所述全玻璃真空管集熱器組在其頂端設置集熱供水口和集熱回水口，所述集熱供水口連接供水管道的一端，所述集熱回水口連接回水管道的一端，所述供水管道、回水管道的另一端分別連接至儲熱水箱，所述供水管道和回水管道均朝儲熱水箱方向設置相同的向下的傾斜坡度;所述供水管道上設有連接至儲熱水箱的旁通管，所述旁通管上設有電磁閥，所述電磁閥、儲熱水箱分別連接至控制器。2.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述全玻璃真空管集熱器組為若干個，若干個所述全玻璃真空管集熱器組并排平行設置在同一高度，所有的所述全玻璃真空管集熱器組的集熱供水口均連接至同一個供水管道，所有的所述全玻璃真空管集熱器組的集熱回水口均連接至同一個回水管道。3.根據權利要求2所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，每個所述全玻璃真空管集熱器組由若干個雙流道集熱器和一個雙流道內開孔集熱器依次從高到低串聯形成，所述若干個雙流道集熱器、一個雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽依次連接形成第二流道，所述雙流道集熱器、雙流道內開孔集熱器均在各自的聯箱內膽中設有聯箱內置導流管，所述全玻璃真空管集熱器組內的所有聯箱內置導流管依次連接形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通。4.根據權利要求2所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，每個所述全玻璃真空管集熱器組僅由一個雙流道內開孔集熱器組成，所述雙流道內開孔集熱器在聯箱內膽中設有聯箱內置導流管，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管形成第一流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽形成第二流道，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內置導流管的末端在其聯箱內膽內開孔與聯箱內膽連通。5.根據權利要求3或4所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述雙流道內開孔集熱器的聯箱內膽的下端口設置關閉閥門或堵頭。6.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述供水管道上設有循環栗，所述旁通管設置在循環栗的旁邊，所述循環栗與控制器連接。7.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述供水管道和回水管道設置為同程。8.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述供水管道和回水管道朝儲熱水箱方向的向下的傾斜坡度均不小于5%。。9.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述全玻璃真空管集熱器組通過支架設置在傾斜面上。10.根據權利要求1所述的防凍防炸管太陽能熱水系統，其特征在于，所述儲熱水箱和全玻璃真空管集熱器組中均設有溫度傳感器，所述溫度傳感器均與控制器連接;所述儲熱水箱中設有液位計，所述液位計與控制器連接;所述供水管道中設有過濾器。
【文檔編號】F24J2/24GK106016777SQ201610617472
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發明人】丁海兵, 張千金, 成營營, 李英石
【申請人】天普新能源科技有限公司