太阳能阳台热水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能阳台热水系统，它包括贮水桶和自动控制装置，特征是：由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架构成集热模块，由开放式热循环中继器、散热器、温度控制器、温控电磁阀、回路恒温控阀、热工介质流入管、热工介质流出管和上、下散热旁管一起构成过热保护装置。本发明专利技术采用双循环模式，贮水桶设有两组循环口。它充分应用了全玻璃双通道真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器的自循环功能，能够更高效地实现太阳能热水系统的自然循环；它还设计了开放式热循环中继器和过热保护装置，提高了太阳能阳台热水系统的稳定性和安全性，使太阳能阳台热水系统作为建筑的一部分，在技术和功能上与建筑得到有机地结合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能转换设备，尤其是涉及一种太阳能阳台热水系统。
技术介绍
太阳能建筑系统是绿色能源和新建筑理念的两大革命的交汇点，太阳能阳台是太阳能与建筑有效结合的一种最直接的模式，在这种模式中，集热器、贮热水箱等设备可利用阳台空间集中统筹布置，较适于建筑中局部热水系统的管理和维护，易于在各种住宅建筑中推广。专利名称为“太阳能阳台热水器”（申请号为942073223）是最先比较完整地提出了太阳能阳台热水器概念的专利，它所采用的是被动循环方式，经济性较好，但由于构思较早，先进的真空集热技术没能融入其中，使热水器的热效率难以达到人们到所期望的应用水准。专利名称为“基于光热以及光伏综合利用的太阳能建筑一体化阳台”（申请号为200540043014）采用真空集热器采集热量，热交换则是通过太阳能电池板驱动水泵进行远距离换热，构思新颖，但还是存在两个方面的问题：1、系统采用太阳能电池的主动循环方式，成本较高；2、主动循环方式的结构过于复杂，使得运行的稳定性难于得到保障。专利名称为“太阳能阳台栏杆”（申请号为200810087154）有机地将太阳能集热器与阳台护栏结合在一起，符合现代建筑设计要求，但所采用的集热器技术依然引用了当前技术中的全玻璃真空管集热器以及平板集热器，因此存在以下不足：1、对于内插U形管的全玻璃真空集热器，由于结构方面的限制，用全玻璃真空集热器组成分体式太阳能热应用系统时，普遍要采用强制循环系统（分体式太阳能热水系统是指贮水桶和集热器之间分开一定距离安装的系统，强制循环系统是指利用泵迫使传热工质通过集热器进行循环的系统），这就使得分体式太阳能热应用系统的运行依赖于电控制系统和水泵，一旦电控制系统或水泵出现故障，分体式太阳能热应用系统不能运行，另外，内插U形管的全玻璃真空集热器使用了大量的有色金属，直接造成了成本的上升，造价昂贵。2、平板集热器虽然具有很好的自然循环结构，但由于平板集热器没有采用真空技术进行绝热，系统的热平衡点较低，使得平板集热器在中、高温的热转换效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种太阳能阳台热水系统，它采用全玻璃双循环真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器作为太阳能阳台的集热器，充分应用了全玻璃双通道真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器的自循环功能，能够更高效地实现太阳能热水系统的自然循环，为室内热水、采暖、太阳能空调提供大量的中、高温热源，节省电力或煤气资源；它还设计了开放式热循环中继器和过热保护装置，这些装置的应用提高了太阳能阳台热水系统的稳定性和安全性，摈弃了强制循环系统中的水泵和定压膨胀罐，使太阳能阳台热水系统作为建筑的一部分，在技术和功能上与建筑得到有机地结合。本专利技术的目的是这样实现的：-->一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶和自动控制装置，特征是：贮水桶包括金属外胆、金属内胆、热工介质循环装置和贮水桶绝热层组成，金属内胆通过贮水桶绝热层安装在桶状的金属外胆中，在金属外胆的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的冷水进口和热水出口，冷水进口和热水出口分别与冷水进管和热水出管连接，在金属外胆的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置相通的工质进口和工质出口；安装在阳台护栏上的集热模块由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架组成，在集热模块的顶端和底端分别设有连箱和真空管尾座架，在集热模块的两个侧边设有三角形的侧护板支架，在集热模块内安装有全玻璃双通道真空管集热器；连箱由底座和盖板组成，在连箱内设有排孔、上集管和下集管，若干个排孔用来对应放置若干根并排的集热器，上集管通过软管与若干根的集热器的流出口相连，下集管通过软管与若干根的集热器的流入口相连，在连箱内填充有连箱绝热层，在连箱的底座设有与下集管连通的热工介质流入接头，在连箱的盖板上设有与上集管连通的热工介质流出接头；在贮水桶内或旁边还安装有开放式热循环中继器，开放式热循环中继器由外壳、隔热层、内壳和排气管组成，在外壳和内壳之间设有隔热层，开放式热循环中继器的工质腔的底部通过下行管与工质进口相连，热工介质流出管的上端与开放式热循环中继器的工质腔的中部相连，热工介质流出管的下端与热工介质流出接头相连，热工介质流入管的上端通过上行管从工质出口的底部接出，通过回路恒温控阀与热工介质流入接头相连；在开放式热循环中继器的顶部设有与内壳中的工质腔相通的排气管。所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器，全玻璃双通道真空管集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管和内玻璃管组成，外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管呈同轴套装的方式经高温熔封在玻璃法兰上，两端开口的内玻璃管从玻璃法兰中间的通孔穿入，内玻璃管的底部与隔离玻璃管的底部焊在一起，内玻璃管的上端被绝热环固定在玻璃法兰上，由于内玻璃管与玻璃法兰中间的通孔没有被焊死，保证了内玻璃管在受热膨胀时可以自由伸缩；外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；吸热管玻璃和隔离玻璃管之间的夹层构成热工介质的受热通道，隔离玻璃管和内玻璃管之间的夹层构成玻璃管隔热层；内玻璃管作为热工介质的流入通道；在隔离玻璃管的底端外侧壁设有若干个凸起的玻璃支点，玻璃支点与吸热玻璃管的内表面略有一些间隙，起到与吸热玻璃管定位的作用；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， 在玻璃法兰上设有一个与受热通道相通的流出口，内玻璃管的顶端作为流入口，流入口、流入通道、受热通道和流出口构成全玻璃双通道真空管集热器的循环通路；或，所述集热器为内插U型管的全玻璃真空集热器，内插U型管的全玻璃真空集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、U型管、圆柱形的铝翼片和保温堵盖组成，在外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， U型管中的外管被圆柱形的铝翼片焊接在一起，而内管不与铝翼片接触，将上述焊接在一起的U型管以及铝翼片插入吸热玻璃管内，使铝翼片紧靠在吸热玻璃管的内表面，U型管的管头露出吸热玻璃-->管外，作为热工介质的进出管道，其中，外管的端口作为热工介质的流出口，而内管的端口作为热工介质的流入口，保温堵盖穿过外管和内管的两个端口，堵在吸热玻璃管的上端起到保温的作用。其原理：内插U型管的全玻璃真空集热器接受太阳的热辐射后，将镀有太阳能选择性涂层的内玻璃管加热，铝翼片从加热了的内玻璃管上吸收热量，并将热量传递给外管内的热工介质；受热后的热工介质在热虹吸的作用下，从外管的端口流出，而待受热的热工介质从内管的端口流入，形成循环。在散热器的顶端和开放式热循环中继器的工质腔的底部之间连接有上散热旁管，下散热旁管的上端连接在散热器的底端，下散热旁管的底端通过温控电磁阀、散热旁管三通后与热工介质流入管连接。在贮水桶的顶端或侧壁设有压力安全阀，压力安全阀是为保证贮水桶的压力不超过最大允许压力而设置的安全保护装置，在贮水桶的右侧壁上还设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的电加热器。所述热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶和自动控制装置，其特征在于：贮水桶包括金属外胆、金属内胆、热工介质循环装置和贮水桶绝热层组成，金属内胆通过贮水桶绝热层安装在桶状的金属外胆中，在金属外胆的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的冷水进口和热水出口，冷水进口和热水出口分别与冷水进管和热水出管连接，在金属外胆的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置相通的工质进口和工质出口；安装在阳台护栏上的集热模块由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架组成，在集热模块的顶端和底端分别设有连箱和真空管尾座架，在集热模块的两个侧边设有三角形的侧护板支架，在集热模块内安装有全玻璃双通道真空管集热器；连箱由底座和盖板组成，在连箱内设有排孔、上集管和下集管，若干个排孔用来对应放置若干根并排的集热器，上集管通过软管与若干根的集热器的流出口相连，下集管通过软管与若干根的集热器的流入口相连，在连箱内填充有连箱绝热层，在连箱的底座设有与下集管连通的热工介质流入接头，在连箱的盖板上设有与上集管连通的热工介质流出接头；在贮水桶内或旁边还安装有开放式热循环中继器，开放式热循环中继器由外壳、隔热层、内壳和排气管组成，在外壳和内壳之间设有隔热层，开放式热循环中继器的工质腔的底部通过下行管与工质进口相连，热工介质流出管的上端与开放式热循环中继器的工质腔的中部相连，热工介质流出管的下端与热工介质流出接头相连，热工介质流入管的上端通过上行管从工质出口的底部接出，通过回路恒温控阀与热工介质流入接头相连；在开放式热循环中继器的顶部设有与内壳中的工质腔相通的排气管。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶和自动控制装置，其特征在于：贮水桶包括金属外胆、金属内胆、热工介质循环装置和贮水桶绝热层组成，金属内胆通过贮水桶绝热层安装在桶状的金属外胆中，在金属外胆的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的冷水进口和热水出口，冷水进口和热水出口分别与冷水进管和热水出管连接，在金属外胆的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置相通的工质进口和工质出口；安装在阳台护栏上的集热模块由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架组成，在集热模块的顶端和底端分别设有连箱和真空管尾座架，在集热模块的两个侧边设有三角形的侧护板支架，在集热模块内安装有全玻璃双通道真空管集热器；连箱由底座和盖板组成，在连箱内设有排孔、上集管和下集管，若干个排孔用来对应放置若干根并排的集热器，上集管通过软管与若干根的集热器的流出口相连，下集管通过软管与若干根的集热器的流入口相连，在连箱内填充有连箱绝热层，在连箱的底座设有与下集管连通的热工介质流入接头，在连箱的盖板上设有与上集管连通的热工介质流出接头；在贮水桶内或旁边还安装有开放式热循环中继器，开放式热循环中继器由外壳、隔热层、内壳和排气管组成，在外壳和内壳之间设有隔热层，开放式热循环中继器的工质腔的底部通过下行管与工质进口相连，热工介质流出管的上端与开放式热循环中继器的工质腔的中部相连，热工介质流出管的下端与热工介质流出接头相连，热工介质流入管的上端通过上行管从工质出口的底部接出，通过回路恒温控阀与热工介质流入接头相连；在开放式热循环中继器的顶部设有与内壳中的工质腔相通的排气管。2.根据权利要求1的太阳能阳台热水系统，其特征在于：所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器，全玻璃双通道真空管集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管和内玻璃管组成，外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管呈同轴套装的方式经高温熔封在玻璃法兰上，两端开口的内玻璃管从玻璃法兰中间的通孔穿入，内玻璃管的底部与隔离玻璃管的底部焊在一起，内玻璃管的上端被绝热环固定在玻璃法兰上，由于内玻璃管与玻璃法兰中间的通孔没有被焊死，保证了内玻璃管在受热膨胀时可以自由伸缩；外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；吸热管玻璃和隔离玻璃管之间的夹层构成热工介质的受热通道，隔离玻璃管和内玻璃管之间的夹层构成玻璃管隔热层；内玻璃管作为热工介质的流入通道；在隔离玻璃管的底端外侧壁设有若干个凸起的玻璃支点，玻璃支点与吸热玻璃管的内表面略有一些间隙，起到与吸热...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳频，吴昊，
申请(专利权)人：吴艳频，吴昊，
类型：发明
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