一种单水箱直接加热式太阳能热水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，包括冷水源、进水端通过第一阀门与冷水源连接的集热器、与集热器的出水端连接的储热水箱，集热器为恒满水位，储热水箱上部设置有第一温度传感器，集热器的出水端设置有第二温度传感器；还包括与第一阀门、集热器、第一温度传感器、第二温度传感器均连接的控制器，控制器用于控制当第二温度传感器的温度值大于等于第一阈值时，打开第一阀门，向集热器内注入冷水；当第二温度传感器的温度值小于第一阈值时，关闭第一阀门，停止向集热器内注水，使冷水停留在集热器内被太阳能加热。该单水箱直接加热式太阳能热水系统有效地提高了太阳能的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种单水箱直接加热式太阳能热水系统
本专利技术涉及太阳能
，特别是涉及一种单水箱直接加热式太阳能热水系统。
技术介绍
现在普遍采用的单水箱直接加热式太阳能热水系统连接如图1所示，冷水进水管分别连通储热水箱3和集热器2，冷水源1进水管与储热水箱3之间设置有第二电动阀，冷水源1进水管与集热器2之间设置有第一电动阀，储热水箱3与集热器2之间设置有第一集热循环泵，储热水箱3水满时的水位高度为h。在储热水箱3设置第一温度传感器，所测温度为T1。在集热器2出口端设置第二温度传感器，所测温度为T2。在辅助热源加热器5出口端设置第三温度传感器，所测温度为T3。其控制方式为：当储热水箱3水位低于1/3h时采用定温放水方式，即当T2≥50℃且水位低于1/3h时，第一电动阀开启经集热器2向储热水箱3补水；当T2<50℃或水位高于1/3h时，第一电动阀关闭。当储热水箱3水位高于1/3h+100时，采用温差循环方式，第二电动阀开启向储热水箱3直接补水。当T2-T1的≥5～10℃时，第二集热循环泵启动；当T2-T1≤1～3℃时，第二循环泵停止。当达到设定时间且T1≤50℃时，辅助热源加热器5开启，当T1>60℃时，辅助热源加热器5关闭。《建筑给水排水设计规范》规定，辅助热源的供热量应按本规范Qg＝Qh-ηVτ(tτ-t1)Cρ/T计算。本公式中，供热量为设计小时耗热量与耗热量持续时间的函数，而设计小时耗热量仅与用水人数、用水定额、用水水温、用水时长及时变化系数有关，对于特定项目，其值是一定的，这时，当水箱容积选定后，供热量仅与耗热量持续时间相关，且耗热量持续时间越短，需要的供热量越少，甚至计算出负值，显然是错误的。储热水箱3与热水用水量直接相关，而不应与集热器2面积相关，当由于受安装场地限制集热器2安装面积小于设计面积时，按本公式计算设计的储热水箱3将由于贮热量不足而导致部分用户无热水可用的尴尬局面。未预留保持热水循环的供热水箱容量，热水难以循环保温，且在太阳尚未达到最大产水量时，水箱水已由空气源热将其加热完毕，当夏季气温高日照时间长可产生更多热水时，由于缺少足够的储热水箱3容积而白白浪费太阳能，太阳能利用率低。综上所述，如何有效地解决太阳能利用率低等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，该单水箱直接加热式太阳能热水系统有效地提高了太阳能的利用率。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，包括冷水源、进水端通过第一阀门与所述冷水源连接的集热器、与所述集热器的出水端连接的储热水箱，所述集热器为恒满水位，所述储热水箱上部设置有第一温度传感器，所述集热器的出水端设置有第二温度传感器；还包括与所述第一阀门、所述集热器、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均连接的控制器，所述控制器用于控制当所述第二温度传感器的温度值大于等于第一阈值时，打开所述第一阀门，向所述集热器内注入冷水；当所述第二温度传感器的温度值小于第一阈值时，关闭所述第一阀门，停止向所述集热器内注水，使冷水停留在所述集热器内被太阳能加热。优选地，所述储热水箱的出水孔通过第一循环泵与所述集热器的进水端连接，所述第一循环泵与所述控制器连接，所述控制器还用于控制当所述第二温度传感器的温度值与所述第一温度传感器的温度值之差大于等于第二阈值时，启动所述第一循环泵，将所述储热水箱内的热水注入所述集热器；当所述第二温度传感器的温度值与所述第一温度传感器的温度值之差小于等于第三阈值时，停止所述第一循环泵，直至所述储热水箱的水温提高到第四阈值。优选地，还包括进水口通过第二阀门与所述冷水源连接的辅助热源加热器，所述辅助热源加热器为恒满水位，所述辅助热源加热器的出水口与所述储热水箱的进水孔连接，所述储热水箱上设置有测位计，所述辅助热源加热器的出水口设置有第三温度传感器，所述辅助热源加热器、所述第二阀门、所述测位计、所述第三温度传感器均与所述控制器连接，所述控制器还用于控制所述测位计在设定时间检测所述储热水箱内水的水量，当所述储热水箱的水量不满时，启动所述辅助热源加热器，当所述第三温度传感器的温度值达到第五阈值时，打开所述第二阀门，使冷水进入所述辅助热源加热器；当所述第三温度传感器的温度值低于第五阈值时，关闭所述第二阀门，停止向所述辅助热源加热器内注水，冷水在所述辅助热源加热器内加热。优选地，所述辅助热源加热器的加热温度设定为48-52℃。优选地，所述控制器还用于当用户在零星用水后，所述储热水箱水量减少需要补水时，启动所述辅助热源加热器，当所述第三温度传感器的温度值达到第五阈值时，打开所述第二阀门。优选地，所述储热水箱的容积等于最高日热水用水量与预设时间内耗热量之和。优选地，所述辅助热源加热器的加热时间为3.5～4.5小时。本专利技术所提供的单水箱直接加热式太阳能热水系统，包括冷水源、集热器、储热水箱和控制器，冷水源为冷水来源，比如接通自来水管。集热器的进水端通过第一阀门与冷水源连接，储热水箱的进水孔与集热器的出水端连接，也就是储热水箱不与冷水源连接，进水孔只与集热器连接，进入储热水箱的水为经过集热器加热过的水。集热器为恒满水位，储热水箱为变水位，储热水箱上部设置有第一温度传感器，集热器的出水端设置有第二温度传感器；还包括与第一阀门、集热器、第一温度传感器、第二温度传感器均连接的控制器，控制器为太阳能控制中心。控制器用于控制当第二温度传感器的温度值大于等于第一阈值时，打开第一阀门，向集热器内注入冷水；当第二温度传感器的温度值小于第一阈值时，关闭第一阀门，停止向集热器内注水，使冷水停留在集热器内被太阳能加热。具体地说，第一阈值可以为50℃，阀门可以为电磁阀，比如，当第二温度传感器的温度值≥50℃时，冷水源进水管上的第一电磁阀打开，向集热器内注入冷水，集热器内的热水被推挤进入储热水箱。当第二温度传感器的温度值<50℃时，关闭第一电磁阀，停止向集热器内注水，冷水停留在集热器内被太阳能加热，周而复始，直到储热水箱被50℃的热水充满。本专利技术所提供的单水箱直接加热式太阳能热水系统，储热水箱的进水孔与集热器的出水端连接，也就是储热水箱不与冷水源连接，进水孔只与集热器连接，进入储热水箱的水为经过集热器加热过的水，储热水箱未满前冷水一直经集热器向储热水箱补水，充分利用太阳能，连接方式简单，简化结构，太阳能利用率较高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种典型的单水箱直接加热式太阳能热水系统的示意图；图2为本专利技术中一种具体实施方式所提供的单水箱直接加热式太阳能热水系统的示意图。附图中标记如下：1-冷水源、2-集热器、3-储热水箱、4-控制器、5-辅助热源加热器。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，该单水箱直接加热式太阳能热水系统有效地提高了太阳能的利用率。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，其特征在于，包括冷水源(1)、进水端通过第一阀门与所述冷水源(1)连接的集热器(2)、与所述集热器(2)的出水端连接的储热水箱(3)，所述集热器(2)为恒满水位，所述储热水箱(3)上部设置有第一温度传感器，所述集热器(2)的出水端设置有第二温度传感器；还包括与所述第一阀门、所述集热器(2)、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均连接的控制器(4)，所述控制器(4)用于控制当所述第二温度传感器的温度值大于等于第一阈值时，打开所述第一阀门，向所述集热器(2)内注入冷水；当所述第二温度传感器的温度值小于第一阈值时，关闭所述第一阀门，停止向所述集热器(2)内注水，使冷水停留在所述集热器(2)内被太阳能加热。

【技术特征摘要】
1.一种单水箱直接加热式太阳能热水系统，其特征在于，包括冷水源(1)、进水端通过第一阀门与所述冷水源(1)连接的集热器(2)、与所述集热器(2)的出水端连接的储热水箱(3)，所述集热器(2)为恒满水位，所述储热水箱(3)上部设置有第一温度传感器，所述集热器(2)的出水端设置有第二温度传感器；还包括与所述第一阀门、所述集热器(2)、所述第一温度传感器、所述第二温度传感器均连接的控制器(4)，所述控制器(4)用于控制当所述第二温度传感器的温度值大于等于第一阈值时，打开所述第一阀门，向所述集热器(2)内注入冷水；当所述第二温度传感器的温度值小于第一阈值时，关闭所述第一阀门，停止向所述集热器(2)内注水，使冷水停留在所述集热器(2)内被太阳能加热。2.根据权利要求1所述的单水箱直接加热式太阳能热水系统，其特征在于，所述储热水箱(3)的出水孔通过第一循环泵与所述集热器(2)的进水端连接，所述第一循环泵与所述控制器(4)连接，所述控制器(4)还用于控制当所述第二温度传感器的温度值与所述第一温度传感器的温度值之差大于等于第二阈值时，启动所述第一循环泵，将所述储热水箱(3)内的热水注入所述集热器(2)；当所述第二温度传感器的温度值与所述第一温度传感器的温度值之差小于等于第三阈值时，停止所述第一循环泵，直至所述储热水箱(3)的水温提高到第四阈值。3.根据权利要求2所述的单水箱直接加热式太阳能热水系统，其特征在于，还包括进水口通过第二阀门与所述冷水源(1)连接的辅助热源加热器(5)，所述辅助热源...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔海顺，
申请(专利权)人：雅克设计有限公司，
类型：发明
国别省市：海南,46