[实用新型]一种梯级换热无动力太阳能热水系统

说明书

本实用新型公开了一种梯级换热无动力太阳能热水系统，包括多个无动力太阳能模块、内筒换热器、辅助热源、电磁阀和控制系统。多个无动力太阳能单元构成的无动力太阳能模块首先以串并联的方式组成不同的阵列，各阵列通过管道以串联的方式再进行连接，组成梯级换热区。梯级换热区再与常规辅助热源串列后供水，从而各太阳能阵列及常规辅助热源间形成温度梯度，从而达到梯级换热的效果；提高了太阳能热量的利用率。本申请减少了常规热源的使用配置，减少了高温热水的储存量，从而减少了系统的热损失，减少了热水系统的初期投资。

技术领域

本实用新型涉及太阳能加热技术领域，具体为一种梯级换热无动力太阳能热水系统。

背景技术

太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，目前真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管。集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

太阳能热水器已逐渐成为家庭必需品，如何让太阳能更加节能环保，也已成为太阳能热水系统的重点发展方向。

例如在授权公告号为CN 214009333 U，授权公告日为2021.08.20的中国实用新型专利公开了基于太阳能耦合电辅助直接加热蓄能的供热采暖装置，其采用若干个光热集热器串联或并联，散热器串联或并联，所述光热集热器的出水端设置水箱温度水位感应器，所述光热集热器通过介质循环管路与所述散热器连通，进行热交换，供所述散热器向室内供暖，所述介质循环管路上设置管路温度感应器，所述散热器内设置速热电加热源，所述速热电加热源上设置温度感应器，所述速热电加热源通过插头与插座电连接，所述速热电加热源供所述散热器加热升温，并向室内供暖，该实用新型运用太阳能和电能灵活切换补偿的供暖方式，实现能源的梯级利用。但该实用新型仍存在对太阳能热量利用率不高，需要较高常规热源能耗的问题。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型目的在于提供一种提高太阳能热量的利用率减少了常规热源的配置，同时减少高温热水的储存量，从而减少了系统的热损失的梯级换热无动力太阳能热水系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种梯级换热无动力太阳能热水系统，包括多个无动力太阳能模块、内筒换热器、辅助热源、电磁阀和控制系统；所述的多个无动力太阳能模块通过串并联的方式组成梯级换热区。

本实用新型进一步设置为：所述的无动力太阳能模块包括多个相邻的无动力太阳能热水器单元，所述的太阳能热水器单元间相互连接成一排。

本实用新型进一步设置为：所述的无动力太阳能单元内置内筒式换热器，所述的无动力太阳能模块具有集热、储热和换热的功能。

本实用新型进一步设置为：所述的无动力太阳能模块出水口通过管路依次串联下一级无动力太阳能模块的入水口；所述管路上均设置有电磁阀。

上述技术方案的目的在于，将无动力太阳能模块以串联的方式分级组成换热区，形成梯级换热；通过电磁阀的开闭控制水流。

本实用新型进一步设置为：所述的梯级换热无动力太阳能热水系统还包括冷水管路、回水管路和热水管路；所述的冷水管路与第一级换热区无动力太阳能模块的入水口连接，最后一级换热区的无动力太阳能模块的出水口连接所述的辅助热源。

上述技术方案的目的在于，连接辅助热源，保证梯级换热无动力太阳能热水系统在阴雨天或热量不足以将水加热至所需温度时，仍能正常使用。

以两级换热区为例，一般冷水管路中的水为5-20℃，水通过一级换热区时，水温在5-60℃，再通过二级换热区时，水温在30-60℃；再连接辅助热源，通过辅助热源加热，保证供水端的水温在55-60℃间。