[实用新型]一种太阳能热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种太阳能热水系统。

背景技术

随着经济的快速发展，能源供应和环境问题日益突出。使用化石能源易导致二氧化碳等温室气体排放，使全球变暖。太阳能作为新能源，其物质不受局限，人人可以平等共享，不污染空气，是清洁、可持续利用的能源。

利用太阳能加热自来水给用户提供生活用热水，已经成为普遍的热水供应方案，其具有安全经济、节能环保、能源可再生、使用简单等优势，在家用、酒店、工厂、学校、医院等方面均有广泛的运用。

现有的太阳能热水系统主要包括如下几种：可分为：直流系统、自然循环系统和强制循环系统。

（1）直流式系统：直流式系统传热工质一次通过集热器加热后，便进入储水箱或用热水处非循环太阳热水系统，储水箱的作用仅为储存集热器所排放的热水。直流式系统一般可采用机械式控温控阀或电控温控器控制方式，直流式系统都是直接系统。

（2）自然循环系统：自然循环系统是指利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差所形成的自然对流进行循环的太阳能热水系统。在自然循环系统中，为了保证必要的热虹吸压头，储水箱应高于太阳能集热器上部，这种系统结构简单不需要附加动力，属于直接式太阳能热水系统。自然循环太阳能热水系统一般可分为两种类型：纯粹自然循环式和自然循环定温放水形式。自然循环加定温放水式是自然循环式热水系统的改进，它把自然循环系统的储热水箱分成两个水箱，用来集热循环的水箱体积较小，比较容易加热，待该小水箱温度达到设定温度时再放到大水箱中，它的大水箱中一直是热水。

（3）强制循环系统：强制循环系统是利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过太阳能集热器进行循环加热的太阳能热水系统，它可以是直接式系统也可以是间接式系统。

对于大型公共场所来说，用水量大，需要保证有足够的有满足使用温度要求的太阳能热水供应，上述三种模式都难以满足使用要求，要对他们进行改进。以此，提出本实用用新型方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种太阳能热水系统，采用直流式系统和强制循环两种工作模式，并配以太阳能电池组件和蓄电池组作为辅助能源，在夜间或者太阳光照不充足的情况下对水进行补充加热，从而保证有足够的有满足使用温度要求的太阳能热水供应。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种太阳能热水系统，包括太阳能集热器、储热水箱以及与储热水箱连接的出水管，太阳能集热器上设有集热管，太阳能热水系统还包括循环水箱，循环水箱与进水管连接且循环水箱与集热管的两端分别连接；循环水箱与储热水箱连接，循环水箱内设置有第一温度传感器，循环水箱和储热水箱之间设有第一温控电磁阀；太阳能热水系统还包括太阳能电池组件和蓄电池组，储热水箱内设有加热管，太阳能电池组件与蓄电池组连接，蓄电池组与加热管连接；储热水箱内设有液位计和第二温度传感器；太阳能集热器和储热水箱之间设有第一循环泵和第二温控电磁阀；太阳能热水系统还包括支架，太阳能电池组件由驱动机构驱动其与支架滑移连接并可用于遮盖太阳能集热器。

采用上述结构，当光照充足而储热水箱内水位未满时，系统为定温出水运行，即当循环水箱内的温度达到设定值时，打开第一温控电磁阀，自来水进入管路，把热水顶入储热水箱，当环水箱内的温度低于设定温度时，关闭第一温控电磁阀。太阳能集热器继续吸收太阳热量，使循环水箱内的水温继续升高。如此循环，当储热水箱内水位达到设定位置时或储热水箱内水温低于使用温度时，系统处于温差循环工作模式，打开第一循环泵，储热水箱内水和集热器中水行进温差循环，当储热水箱内水温和循环水箱内水温接近时关闭第一循环泵停止循环。两种工作方式交替进行，能够使用户用到的水水温均在设定温度以上。在太阳能集热器工作的同时，太阳能电池组件也在工作，将太阳能转化为电能并储存在蓄电池组中，当太阳能集热器足够提供热水时，电能储存在蓄电池组中。当阳光不够充足，太阳能集热器收集的热量不能满足用水需求时（储热水箱温度低于预定值），蓄电池组给加热管提供电能，使加热管发热，从而把储热水箱中的水加热以供用户使用。另外，在太阳能充足的情况下，储热水箱内水温已经达到预定温度，循环水箱内的水在阳光的照射下会继续升温，这时，驱动机构驱动太阳能电池组件移动至太阳能集热器上方以遮盖太阳能集热器，减少太阳能集热器温度过高出现爆管等现象，提高太阳能集热器的使用寿命。本实用新型中太阳能热水系统的设置一方面能够满足用户的用水需求，另一方面还能保护太阳能集热器，提高其使用寿命。

进一步优选为：循环水箱位置高于集热管顶部。