一种相变储热式太阳能热水系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种相变储热式太阳能热水系统，包括通过循环管路依次连接的相变储热热池、太阳能集热器、循环泵、电加热管，相变储热热池的热池出水管与太阳能集热器的集热器进水管之间管路上依次设有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀还通过功能切换阀直接连接循环泵的进水口，热池出水管的还直接连接用水管，第一单向阀与第二单向阀之间管路还通过冷水进水管路连接外部冷水，冷水进水管路上设有水流检测器，集热器出水管处和相变储热热池内部均设有温度探头，循环泵、电加热管、水流检测器和温度探头均分别与PLC控制系统连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有结构简单、能随时保证热水供应的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及热水器领域，尤其是涉及一种相变储热式太阳能热水系统。
技术介绍
传统的储水式电热水器和太阳能热水器具有储热能力不强，体积大等缺点，同时传统的储水式电热水器在使用过程中需要消耗电能，无法充分利用太阳能，节约能源。中国专利201410341984.X公开了一种太阳能热水器，包括真空集热管、集热水箱、储热水箱和支架；真空集热管与集热水箱相连，储热水箱设置于集热水箱下部，储热水箱与集热水箱间设有至少一根回流管，另设有由集热水箱输送至储热水箱的送水通道；储热水箱内设有相变材料包。送水通道包括设置于集热水箱与储热水箱间的连接管和设置于连接管上的光伏水栗，该光伏水栗由光伏发电系统驱动并由自动温度开关控制。该专利的热水器虽然能在一定程度上延长热水的使用时间，但是对于在长时间的阴雨天时，产出的热水就常常达不到用户的水温要求。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种相变储热式太阳能热水系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现:一种相变储热式太阳能热水系统，包括通过循环管路依次连接的相变储热热池、太阳能集热器、循环栗、电加热管，所述的相变储热热池的出水口连接太阳能集热器的进水口，所述的相变储热热池的进水口连接电加热管，相变储热热池出水口与太阳能集热器的进水口连接的管路上还依次设有第一单向阀和第二单向阀，所述的第一单向阀还通过功能切换阀直接连接循环栗的进水口，所述的热池出水管还直接连接用水管，第一单向阀与第二单向阀之间管路还通过冷水进水管路连接外部冷水，所述的冷水进水管路上设有水流检测器，所述的太阳能集热器的出水口处和相变储热热池内部均设有温度探头，所述的循环栗、电加热管、水流检测器和温度探头均分别与PLC控制系统连接。所述的相变储热热池内填充有相变材料，该相变材料内埋设有热交换管，热交换管两端分别连接相变储热热池的出水口和进水口，相变材料为无机纳米相变储能材料、无机相变储能材料或有机相变储能材料。所述的热交换管上还带有第一翅片，第一翅片可以采用铜、铝、不锈钢或塑料材质制作得到，可以增大与进入相变储热热池的水的热接触面积，从而更加快速、高效的加热水。所述的电加热管为不锈钢电热管、石英电热管、铁氟龙电热管或钛电热管，其形状为直线型、U型、L型或W型，也可以为其他异型结构。所述的电加热管的外部设有第二翅片，第二翅片可以增大与水的热接触面积，能更加快速、高效的加热水。所述的水流检测器为水流开关或流水传感器中的一种或两种的组合结构。所述的太阳能集热器为U型金属流道真空管集热器、玻璃真空管集热器或平板集热器。所述的相变储热热池外设置热水器外壳，该热水器外壳外设有保温材料，保温材料选自发泡聚氨酯、VIP真空保温板或纳米凝胶保温板中一种或多种。所述的太阳能集热器的出水口与循环栗之间的管路上还设有泄压阀，当热水系统的循环管路内的压力过高时，泄压阀开启，排放掉过量水汽，降低压力。与现有技术相比，本技术利用相变材料的高储热性，提前储热后，能给用户提供随时随地的热水，热水持续时间长，热水产量多，安全可靠。在太阳辐照充足时，太阳能集热器给相变储热热池充热，节约了能源；当太阳辐照不足时，电加热器给相变储热热池充热，满足用水要求，从而能随时为用户提供保证水温的热水。【附图说明】图1为本技术的结构示意图；图中，1-热交换管，2-相变材料，3-相变储热热池，4-循环栗，5-电加热管，6_泄压阀，7-功能切换阀，8-第二单向阀，9-太阳能集热器，10-水流检测器，11-冷水进水管路，12-用水管，13-热池进水管，14-热池出水管，15-第一单向阀。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。实施例1一种相变储热式太阳能热水系统，其结构如图1所示，包括通过循环管路依次连接的相变储热热池3、第一单向阀15、第二单向阀8、太阳能集热器9、泄压阀6、循环栗4、电加热管5，第一单向阀15还通过功能切换阀7直接连接循环栗4的进水口，相变储热热池3的出水口处连接热池出水管14，进水口处连接热池进水管13，热池出水管14还连接第一单向阀15和用水管12，热池进水管13还连接电加热管5，相变储热热池3外设置热水器外壳，该热水器外壳外设有保温材料，相变储热热池3内填充有相变材料2，该相变材料2内埋设有热交换管1，热交换管1两端分别连接热池出水管14和热池进水管13，热交换管1上还带有第一翅片，电加热管5为不锈钢电热管，其形状为直线型，电加热管5的外部设有第二翅片，水流检测器10为水流开关，太阳能集热器9为U型金属流道真空管集热器，第一单向阀15与第二单向阀8之间管路还通过冷水进水管路11连接外部冷水，冷水进水管路11上设有水流检测器10，集热器出水管处和相变储热热池3内部均设有温度探头，循环栗4、电加热管5、水流检测器10和温度探头均分别与PLC控制系统连接。保温材料可以选自发泡聚氨酯、VIP真空保温板或纳米凝胶保温板中一种或多种，第一翅片可以采用铜、铝、不锈钢或塑料材质制作得到。相变材料可以为无机纳米相变储能材料、无机相变储能材料或有机相变储能材料。在日照充足时，太阳能热水系统启动太阳能储热运行模式，功能切换阀7关闭，太阳能热水系统变为相变储热热池3、第一单向阀15、第二单向阀8、太阳能集热器9、泄压阀6、循环栗4、电加热管5的循环管路，此时，电加热管5暂时不工作，用水管12关闭，循环管路内的水介质或从冷水进水管补充进来的冷水在太阳能集热器9内加热后，在循环栗4的作用在从热池进水管13进入相变储热热池3内，并加热相变储热热池3内的相变材料2进行储热；当温度探头检测到相变材料2或太阳能集热器9出水管出的温度低于其设定值时，功能切换阀7开启，因管路阻力作用，水介质或从冷水进水管补充进来的冷水绝大部分从功能切换阀7经循环栗4送至电加热管5内加热，然后进入相变储热热池3对相变材料2充热，从而从太阳能和电加热两种方式保证对相变材料2的充热，保证热水的使用。当用户需用水时，用水管12开启，功能切换阀7开启，冷水从冷水进水管路11进入，在循环栗4的作用下，绝大部分沿功能切换阀7、循环栗4、电加热管5管路进入相变储热热池3，被相变材料2加热后，经热池出水管14从用水管12流出，另外少部分继续演太阳能集热器9、泄压阀6、循环栗4和电加热器的管路进入相变储热热池3，被相变材料2加热后，经热池出水管14从用水管12流出。实施例2一种相变储热式太阳能热水系统，包括通过循环管路依次连接的相变储热热池3、第一单向阀15、第二单向阀8、太阳能集热器9、泄压阀6、循环栗4、电加热管5，第一单向阀15还通过功能切换阀7直接连接循环栗4的进水口，相变储热热池3的出水口处连接热池出水管14，进水口处连接热池进水管13，热池出水管14还连接第一单向阀15和用水管12，热池进水管13还连接电加热管5，相变储热热池3外设置热水器外壳，该热水器外壳外设有保温材料，相变储热热池3内填充有相变材料2，该相变材料2内埋设有热交换管1，热交换管1两端分别连接热池出水管14和热池进水管13，热交换管1上还带有第一翅片，电加热管5为石英电热管，其形状为U型，电加热管5的外部设有第二翅片，水流检测器10为流水传感器，太本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变储热式太阳能热水系统，其特征在于，包括通过循环管路依次连接的相变储热热池(3)、太阳能集热器(9)、循环泵(4)、电加热管(5)，所述的相变储热热池(3)的出水口连接太阳能集热器(9)的进水口，所述的相变储热热池(3)的进水口连接电加热管(5)，相变储热热池(3)出水口与太阳能集热器(9)的进水口连接的管路上还依次设有第一单向阀(15)和第二单向阀(8)，所述的第一单向阀(15)还通过功能切换阀(7)直接连接循环泵(4)的进水口，所述的热池出水管(14)还直接连接用水管(12)，第一单向阀(15)与第二单向阀(8)之间管路还通过冷水进水管路(11)连接外部冷水，所述的冷水进水管路(11)上设有水流检测器(10)，所述的太阳能集热器(9)的出水口处和相变储热热池(3)内部均设有温度探头，所述的循环泵(4)、电加热管(5)、水流检测器(10)和温度探头均分别与PLC控制系统连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王鋐，陈小龙，刘海军，
申请(专利权)人：江苏启能新能源材料有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32