模块化太阳能热水器和由其形成的太阳能热水器阵列制造技术

本发明专利技术涉及模块化太阳能热水器(300)，其包括换热装置(100)和太阳能集热装置(200)。所述换热装置包括换热水箱(110)和至少一根换热盘管(101)。所述换热装置还包括管接头(102)、出水管道(103)和进水管道(104)。在所述换热用水流动方面，所述换热盘管(101)或所述换热盘管组(111)通过所述管接头(102)按串联连接或并联连接方式连接到所述出水管道(103)和进水管道(104)上；在空间位置方面，所述换热盘管(101)或所述换热盘管组(111)沿所述水箱内胆(105)的纵向方向L两两地按串列或并列方式布置。本发明专利技术还涉及所述的模块化太阳能热水器(300)阵列和无动力集中太阳能热水系统。本发明专利技术的模块化太阳能热水器结构简单、成本合理、安装方便，模块化程度高，系统热效率高。

【技术实现步骤摘要】
模块化太阳能热水器和由其形成的太阳能热水器阵列
本专利技术属于太阳能热水器
，特别地，涉及可模块化组装扩容的太阳能热水器，其包括换热装置和太阳能集热装置，其中，所述太阳能集热装置中的吸热用水和所述换热装置中的换热用水相分离，所述换热装置包括换热水箱和换热盘管，所述太阳能集热装置与所述换热水箱相连接；所述吸热用水能够在所述太阳能集热装置与所述换热水箱之间按无动力驱动的自然对流的方式循环流动，所述换热用水在所述换热盘管内流动，并由所述循环流动的吸热用水加热，与所述吸热用水进行热交换；所述换热用水在其中流动的换热盘管通过进水口与自来水管道相连接，并通过出水口与用水装置连接，因而，所述换热用水由所述自来水的自然水压驱动，而在所述换热盘管中流动；所述换热水箱包括水箱内胆。本专利技术还涉及由所述模块化太阳能热水器组装而成的太阳能热水阵列。
技术介绍
随着人类社会的进步，人们越来越注重环境质量，因而清洁能量必然会取代带来严重环境污染的石化能源。太阳能作为清洁能源广为所知，并且技术的进步使得大规模使用成为可能。太阳能热水器用于太阳能取热，环保节能，既能为国家带来社会效益，又能为使用者带来经济效益。随着太阳能热转换技术的成熟，太阳能热水器己经逐渐普及。本申请人长期致力于高等院校的太阳能热水系统的研发，并归纳出高等院校用水需求特征如下：●分散使用热水，单体系统规模小。后期运营管理困难，运营维护成本高。●每天6小时用水，在中午12:30-1:30，晚上18:30-22:30两个时间段内需要合格的热水，非集中单一时段用水。●北方水质硬度大，我们测得的硬度数据300-400摩尔/毫升，直接加热太阳能系统会导致集热器内大量结垢，后期清理费用较高，集热过程持续衰减。●若排空无水状态，真空管空晒温度高达200多度，导致真空管镀膜急速衰减，硅胶圈快速老化、龟裂漏水。●有水状态运行增加水泵运行能耗，高温气阻，结垢问题，系统各部件超限运行。●能耗大：管网损失大；投资大；运营维护费用高。并发现现有的太阳能热水系统的众多技术问题：管网系统复杂，管道热损高，投资成本高；系统自身能耗高(集热循环泵、增压泵)；设备间与宿舍间距离近，水泵工作存在噪音污染；系统热效率低；热水机房占用空间大，屋顶须有独立的水箱间，建筑成本高；开式水箱供水，冷热水压力不同源；开式水箱水质无法保证，存在二次污染；集热器、管道高温结垢、重金属盐析出；假期存在高温过热问题；系统控制复杂，后期运营管理费用高，尤其防冻液二次循环系统；为解决上述一个或多个技术问题，现有技术中公开众多的太阳能热水器的技术方案，其中，具有模块化组装扩容结构的、无动力循环的太阳能热水器也已经开发出来。专利文献CN202835851U公开了一种多内胆太阳能组合热水器，其特点是：包括水箱外壳、内胆、保温层和换热盘管，水箱外壳和内胆之间设有保温层，所述内胆包括热水内胆和冷水内胆，所述的热水内胆为若干个内胆，各内胆之间采用外部下置式连接结构，并设置有过水管，在热水内胆上还连接有空气能热水机组，冷水内胆内安装有自动补水箱，换热盘管与储水箱中的热水内胆连接。专利文献CN201811457U公开了一种新鲜水太阳能热水器，包括集水箱，所述集水箱内腔连接补水管，集水箱内腔中还设有换热盘管，所述换热盘管的两端分别连接冷水管和热水管。本专利技术的新鲜水太阳能热水器，通过盘管与集水箱中的水换热，为来用水终端提供热水，大大减少了被污染的机率。专利文献CN2480775公开一种组合式太阳能热水器,由安装在保温水箱下部的聚热管和与保温水箱的进出水口连通的进出水管路及其聚热管、保温水箱的支承架等构成,关键是保温水箱由两个构成,每个保温水箱均安装一组聚热管,两保温水条间通过一根连通管连接,使前一水箱的出水口处于高水位,后一水箱的进水口处于低水位。实现冷水不与热水混合的结构形式。专利文献CN101280972涉及太阳能热水器，特别涉及一种用于住宅统一安装的工程模块化太阳能热水器，它包括支架，保温水箱，集热管，其特征在于：若干个保温水箱在支架上呈一字排列，每个保温水箱为一整体，其两端保温层厚度为中间保温层厚度的一半，每个保温水箱上均设有进出水口接管、通气管，电辅助加热器，每个保温水箱的两端分别设有周向的防水筋；支架的上部装有桶托，桶托的下部由螺栓固定在支架上，桶托的上部为与保温水箱外形相匹配的圆弧状托盘，圆弧状托盘内侧设有至少一个延周向延伸的与防水筋相配合的凹槽。本专利技术不仅整体结构性好，安装方便，同时还能节约建造成本，有利于建筑物的外层的保护和防雷设施的施工及安装。专利文献CN102607190A公开了一种无动力循环即热式太阳能热水器，包括太阳能集热器，所述太阳能集热器与换热水箱连接，所述换热水箱中设有换热盘管，所述换热盘管两端分别与进水口和出水口连接，所述进水口连接到自来水管道，出水口连接到用水装置。本专利技术的太阳能热水器，实现了吸热、储热、换热及用热的全部四个步骤，省去普通系统中温差循环控制、循环泵、循环管道等，系统结构简单、初期投资少；太阳能吸热用水和终端用水分开，水质好；分户使用时，集中收集热水使用，可以更好地使用太阳能热量，系统的运行效率高。现有技术中的上述太阳能热水器的技术方案各有优势与劣势。本申请人在专利文献CN102607190A中提出的太阳能热水器基本实现了无动力循环和模块化扩容的技术目的，然而，由于使用了集水器和分水器这样的非工业标准件，使得太阳能热水器的结构相对复杂，模块化扩容费时。
技术实现思路
为解决上述全部技术问题，本专利技术提出新颖的集热水与换热水分开的、无动力循环的、能够模块化扩容的太阳能热水器，其中，集水器和分水器等非工业标准件被管道和管接头等工业标准件取代，使得该新颖的太阳能热水器的成本可以降低、组装更加简化、生产效率得以提高。本专利技术的构思在于将电路原理和液压原理巧妙地用于换热盘管的设计与而布局，创造性地将换热盘管串联或并联连接在换热水箱中，而没有使用集水器和分水器这样的构件。无动力集中太阳能系统的主要设计原则如下：1、统一本项目集中太阳能生活热水系统的设计方案，全部系统都应当采用相同的集热器类型、辅助加热方式、自动控制模式以利于日后的设备采购、施工安装、运行管理。2、路径最短原则，包括集热-储热-用热路径最短；全部采用小集中的生活热水供应方式，以淋浴间为单元，同一竖直方向为一个系统，将极大的缩减循环管路的长度，节约能源，降低成本。3、摒弃将电加热内置或外置在恒温水箱处的做法，两者间加热量的冲突将显著降低太阳能有效供热量，得不偿失4、.控制简单化，尽量没有控制；5、运营费用最低，系统免维护6.减少设备间的使用面积，降低建筑成本统一设置方式、降低使用面积——以净使用面积10m2为佳，以利于系统的施工、维护、管理为此本专利技术提出高效太阳能热水系统，该系统将太阳能的集热、储热、换热在一台设备内自然实现。该过程中不使用其他常规动力驱动，将阳光辐射能量储藏到热水箱中，并通过管网冷水自身压力完成一次热水到二次热水的热量交换。为此本专利技术提出模块化太阳能热水器，其包括换热装置和太阳能集热装置，其中，所述太阳能集热装置中的吸热用水和所述换热装置中的换热用水相分离，所述换热装置包括换热水箱和换热盘管，所述太阳能集热装置与所述换热水本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化太阳能热水器(300)，其包括换热装置(100)和太阳能集热装置(200)，其中，所述太阳能集热装置中的吸热用水和所述换热装置中的换热用水相分离，所述换热装置包括换热水箱(110)和换热盘管(101)，所述太阳能集热装置(200)与所述换热水箱(110)相连接；所述吸热用水能够在所述太阳能集热装置(200)与所述换热水箱(110)之间按无动力驱动的自然对流的方式循环流动，所述换热用水在所述换热盘管(101)内流动，并由所述循环流动的吸热用水加热，与所述吸热用水进行热交换；所述换热用水在其中流动的换热盘管(101)通过进水口与自来水管道相连接，并通过出水口与用水装置连接，因而，所述换热用水由所述自来水的自然水压驱动，而在所述换热盘管(101)中流动；所述换热水箱(110)包括水箱内胆(105)；其特征在于：所述换热装置还包括出水管接头(1021)、进水管接头(1022)、出水管道(103)和进水管道(104)，所述出水管接头(1021)、进水管接头(1022)、出水管道(103)和进水管道(104)位于所述水箱内胆(105)中；所述出水管道(103)和所述进水管道(104)各自独立地从所述水箱内胆(105)的第一端部开始沿其纵向方向L延伸至所述水箱内胆(105)的第二端部；所述换热盘管(101)的进水口通过所述进水管接头(1022)与进水管道(104)相连接，且所述进水管道(104)与所述自来水管道相连接；并且，所述换热盘管(101)的出水口通过所述出水管接头(1021)与所述出水管道(103)相连接，且所述出水管道(103)与所述用水装置相连接；所述换热盘管(101)、所述出水管接头(1021)、所述进水管接头(1022)、所述出水管道(103)和所述进水管道(104)组成换热单元(124)；所述换热单元(124)被安置在所述水箱内胆(105)中。...

【技术特征摘要】
2014.07.23 CN 20141036116091.模块化太阳能热水器(300)，其包括换热装置(100)和太阳能集热装置(200)，其中，所述太阳能集热装置中的吸热用水和所述换热装置中的换热用水相分离，所述换热装置包括换热水箱(110)和换热盘管(101)，所述太阳能集热装置(200)与所述换热水箱(110)相连接；所述吸热用水能够在所述太阳能集热装置(200)与所述换热水箱(110)之间按无动力驱动的自然对流的方式循环流动，所述换热用水在所述换热盘管(101)内流动，并由所述循环流动的吸热用水加热，与所述吸热用水进行热交换；所述换热用水在其中流动的换热盘管(101)通过进水口与自来水管道相连接，并通过出水口与用水装置连接，因而，所述换热用水由所述自来水的自然水压驱动，而在所述换热盘管(101)中流动；所述换热水箱(110)包括水箱内胆(105)；其特征在于：所述换热装置还包括出水管接头(1021)、进水管接头(1022)、出水管道(103)和进水管道(104)，所述出水管接头(1021)、进水管接头(1022)、出水管道(103)和进水管道(104)位于所述水箱内胆(105)中；所述出水管道(103)和所述进水管道(104)各自独立地从所述水箱内胆(105)的第一端部开始沿其纵向方向L延伸至所述水箱内胆(105)的第二端部；所述换热盘管(101)的进水口通过所述进水管接头(1022)与进水管道(104)相连接，且所述进水管道(104)与所述自来水管道相连接；并且，所述换热盘管(101)的出水口通过所述出水管接头(1021)与所述出水管道(103)相连接，且所述出水管道(103)与所述用水装置相连接；所述换热盘管(101)、所述出水管接头(1021)、所述进水管接头(1022)、所述出水管道(103)和所述进水管道(104)组成换热单元(124)；所述换热单元(124)被安置在所述水箱内胆(105)中。2.根据权利要求1所述的模块化太阳能热水器(300)，其特征在于：所述换热单元(124)包括至少两个所述换热盘管(101)，所述至少两个换热盘管(101)被组装成换热盘管组(111)；在所述换热用水流动方面，所述至少两个换热盘管(101)通过所述出水管接头(1021)、所述进水管接头(1022)、二通管接头按串联和/或并联方式连接到所述出水管道(103)和进水管道(104)上；在换热盘管的空间位置方面，所述至少两个换热盘管(101)沿所述水箱内胆(105)的纵向方向L按空间串列、并列和/或嵌套方式布置。3.根据权利要求2所述的模块化太阳能热水器(300)，其特征在于：所述水箱内胆(105)在两端具有连接法兰(106)，其中，所述连接法兰(106)被设置成使得：一个所述模块化太阳能热水器(300)的所述换热水箱(110)的水箱内胆(105)能够通过所述连接法兰(106)与另一个所述模块化太阳能热水器(300)的所述换热水箱(110)的水箱内胆(105)密封地串联连接在一起；并且，一个所述模块化太阳能热水器(300)的进水管道(104)能够通过密封插接方式与另一个所述模块化太阳能热水器(300)的进水管道(104)相连接；并且，一个所述模块化太阳能热水器(300)的出水管道(103)能够通过密封插接方式与另一个所述模块化太阳能热水器(300)的出水管道(103)相连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模块化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智会，
申请(专利权)人：北京索乐阳光能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11