[实用新型]一种新型节能防冻太阳能热水装置

说明书

技术领域

新型节能防冻太阳能热水技术领域。

背景技术

针对高寒环境太阳能热水系统，新型节能防冻太阳能热水系统对于现在通用的温差循环控制系统进行调整，改为定时、温差两种控制；提高集热器同储热水箱的高位差，实现不工作时间集热系统的水顺利排空。对循环管道、阀门、循环泵进行优化布置，使得不需或少量使用伴热带而达到冬季太阳能热水系统的防冻目的。﹙水箱在室内时不需敷设伴热带﹚ 太阳能热水系统夜间排空、储热自动化，使太阳能热水系统更易于市场的推广利用，成就了太阳能热水系统不怕冻的神话。

 随着太阳能作为清洁能源被人们迅速开发利用，太阳能热水系统的利用越来越广泛，传统的温差强制循环、直流式系统不是特别要求水箱同集热器有高差，只要连接管道，启动循环泵，就能在太阳底下生产出热水。防冻方面冬季启动低温循环，伴热带保护。刚运行看似不错，但到了二三年以后，伴热带老化管道冻裂，电能大量耗费，人们就发现这种太阳能热水系统的失败，节能产品不节能。对于此现状，本发明解决了这一问题，将极大推动太阳能这一节能产品的推广与利用。

发明内容

针对现在市场太阳能热水系统不考虑节约电能使用伴热带防冻、耗费热能泵循环防冻，以及不考虑节能、热效与建筑结构的最佳结合，盲目追求效益的糊涂施工现状，本发明旨在解决在不耗能、不耗电条件下太阳能热水系统在高寒环境下的防冻问题，解决与建筑相匹配又能增加太阳能热水系统热效率的问题。

本发明实施以下技术方案来实现。

总体方案是：调整太阳能集热系统的控制方式，变温差循环为定时温差循环控制模式；集热器高于储水箱一定距离，使太阳能集热器下循环管道高于水箱水位,利用自然排空或强制排空解决太阳能系统的防冻与提高集热热效的问题。

    一、对太阳能热水系统进行修改，变温差循环为定时温差循环控制模式。调整太阳能集热系统的控制系统： 传统的控制系统是温差循环，系统中充满工质水，当储热水箱13同集热器14的传感器温度形成一定温差，即启动循环泵，将高温水从集热器顶入储热水箱13，低温水补入集热器14，如此循环往复完成集热器的集热循环。新型节能防冻太阳能热水装置，针对早晨运行时的排空系统定时启动循环泵，使系统注满水之后，停止循环泵，转到温差循环模式。

当太阳能热水系统在冬季特低温环境下运行时，利用排空技术，集热系统的水在重力作用下，因储热水箱13同集热器14高差小无法完全回流进入储热水箱13，此时需要启动排控泵10，可设定时间为18点50分。﹙在集热器高于水箱一定高位差时，集热循环管道可以顺利排空，可以不设排控泵10﹚ 将未排空的热水泵入水箱，此时停止循环泵，关闭电磁阀5，可设定时间为19点30分。排控泵10的启动、停止运行时间要根据太阳能系统存水多少来确定，排控泵10采用的型号功率无需太大，以德国威乐泵为例，PH-041E就适配。排控泵10的启动亦可采用水流开关控制，当水完全回流完后，水流开关自动关闭，排控泵10停止运行。晚间，或白天，室外温度低于五度，温控仪启动伴热带K。因为有探头传感器失灵，伴热带老化现象，造成伴热带不启动，致使循环泵及其管件冻裂。我们在防冻不超过2米管道时多设一条伴热带L，使其冬季常开，以防冻裂,达到双重防冻。当夜间停电时；可打开阀门6,将伴热带防冻部分管道存水排空。白天太阳能系统运行时停电超过5小时，气温在0度以下，可打开阀门8，太阳能系统中的存水在重力作用下回流进入储热水箱，关闭出水总阀阀门7,打开泄水阀门6，排空低于水箱部分管道中的余水。一般泄水阀门6的排水就近接至屋面排水管，以免楼面冬季因排水结冰打滑。施工设计时，储热水箱要求比最初设计体积大十分之二，以满足夜间太阳能系统热水回流储存。

二、结合建筑结构，施工方面尽量提高集热器的高度，使之高于储热水箱。若建筑结构不适合，用角铁或槽钢焊接制作平台安装太阳能集热器，使集热器高于储热水箱。﹙一般集热器安装于水箱间、电梯屋面，或将储热水箱置于标准层顶层﹚。

改变储水箱同集热器的高差: 传统的太阳能热水系统因环境因素储水箱同集热器高差不甚要求，有集热器高于储热水箱，也有低于水箱的。我们新型节能防冻太阳能热水系统要求集热器高于水箱一定距离，使太阳能集热器下循环管道高于水箱水位，且管道出水以不低于1％坡度输出，回水以不低于1％坡度返回，使得集热循环系统中工质水在每天集热循环结束，全部回流进入储热水箱。施工中严禁返坡，防止管道内积水，冬季低温天气结冰胀裂管道，造成不必要的损失。