[发明专利]一种单水箱直接加热式太阳能热水系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种单水箱直接加热式太阳能热水系统。

背景技术

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Q_g＝Q_h-ηV_τ(t_τ-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。

发明内容

本发明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，本发明提供如下技术方案：

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，