專利名稱：一種太陽能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能應用技術領域，尤其涉及一種太陽能熱水系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能熱水系統(tǒng)是一種將太陽能轉換為熱能的系統(tǒng)，主要組成部分包括太陽能集熱器、貯水箱、控制單元、管路及管路配件等。太陽能熱水系統(tǒng)，按系統(tǒng)循環(huán)方式，可分為自然循環(huán)熱水系統(tǒng)和強制循環(huán)熱水系統(tǒng)。自然循環(huán)熱水系統(tǒng)一般指分體式自然循環(huán)系統(tǒng)，圖I示出了現(xiàn)有的分體式自然循環(huán)系統(tǒng)的原理圖，其中，I為集熱器，2為貯水箱，3為熱媒供水管，4為熱媒回水管，5為夾套換熱層。該系統(tǒng)中，集熱器I中的傳熱工質和貯水箱2中的水是相互獨立的，通過換熱器將貯水箱2中的水加熱。工作原理為利用傳熱工質內部的溫度梯度產生的密度差形成自然對流，實現(xiàn)傳熱工質在由集熱器I、熱媒供水管3、夾套換熱層5和熱媒回水管4組成的循環(huán)回路內的自然循環(huán)。在太陽光的照射下，集熱器I內的傳熱工質被加熱，傳熱工質溫度升高，密度降低，從而向上流動，經過熱媒供水管3進入夾套換熱層5 ;溫度較高的傳熱工質在夾套換熱層5處對貯水箱2內部的水進行加熱，溫度降低，密度升高，從而向下流動，經過熱媒回水管4回到集熱器1，如此形成自然循環(huán)，將貯水箱2內的水加熱。該系統(tǒng)結構簡單，不需要附加動力，容易控制。但是，僅僅依靠傳熱工質的密度差實現(xiàn)循環(huán)，導致了上述自然循環(huán)熱水系統(tǒng)集熱傳熱效率低；且為保證必要的熱虹吸壓頭，貯水箱必須高于集熱器上部，給安裝和使用帶來諸多不便。而現(xiàn)有的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)利用循環(huán)泵和溫差控制實現(xiàn)強制循環(huán)，雖然能解克服了自然循環(huán)熱水系統(tǒng)集熱傳熱效率低和因貯水箱必須高于集熱器導致的安裝使用不便的問題，但循環(huán)泵和溫度控制的運行需要市電供電，增加了輔助能源消耗。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種太陽能熱水系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)集熱效率低、安裝使用不便，以及強制循環(huán)熱水系統(tǒng)需要消耗輔助能源的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供如下方案一種太陽能熱水系統(tǒng)，包括由集熱器、熱媒供水管、夾套換熱層和熱媒回水管組成循環(huán)回路的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)，為傳熱工質的循環(huán)提供動力的直流循環(huán)泵，以及與所述直流循環(huán)泵配套的、將太陽能轉換為電能供給所述直流循環(huán)泵工作的光伏電池組件；所述直流循環(huán)泵安裝于所述循環(huán)回路上，所述光伏電池組件與所述直流循環(huán)泵連
接。 優(yōu)選地，所述直流循環(huán)泵安裝在所述熱媒回水管上。優(yōu)選地，所述直流循環(huán)泵的安裝位置低于所述循環(huán)回路的最高位置。[0012]從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的太陽能熱水系統(tǒng)，在現(xiàn)有自然循環(huán)熱水系統(tǒng)的基礎上加裝直流循環(huán)泵和與該直流循環(huán)泵配套的光伏電池組件，該光伏電池組件將太陽能轉換為電能，用以啟動直流循環(huán)泵并維持起正常工作；該直流循環(huán)泵啟動后，為傳熱工質的循環(huán)提供了動力，使得溫度較高傳熱工質迅速流到貯水箱的夾套換熱層，并對貯水箱內的水進行加熱?？梢?，相對于現(xiàn)有自然循環(huán)熱水系統(tǒng)，本實用新型提供的太陽能熱水系統(tǒng)能有效提高集熱傳熱效率；同時由于直流循環(huán)泵可以為傳熱工質的循環(huán)提供動力，不再利用傳熱工質的密度差實現(xiàn)循環(huán)，使得貯水箱的安裝位置可以不高于集熱器的最高位置，從而使系統(tǒng)的安裝和使用更加方便。另外，相對于現(xiàn)有強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，本實用新型提供的太陽能熱水系統(tǒng)使用的直流循環(huán)泵和配套的光伏電池組件，以太陽能為動力源，不需要市電供電，避免了輔助能源消耗。

圖I為現(xiàn)有自然循環(huán)熱水系統(tǒng)的原理圖；圖2為本實用新型實施例提供的太陽能熱水系統(tǒng)的原理圖。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。參見圖2，本實用新型實施例提供了一種太陽能熱水系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括現(xiàn)有的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)、為傳熱工質的循環(huán)提供動力的直流循環(huán)泵6，以及與所述直流循環(huán)泵配套的、將太陽能轉換為電能供給所述直流循環(huán)泵工作的光伏電池組件7 ；上述自然循環(huán)熱水系統(tǒng)包括由集熱器I、熱媒供水管3、貯水箱2和熱媒回水管4組成的循環(huán)回路；上述直流循環(huán)泵6安裝于上述循環(huán)回路上，光伏電池組件7與直流循環(huán)泵6連接。本實用新型實施例提供的太陽能熱水系統(tǒng)的工作原理為光照較強時，在集熱器I吸收太陽能對傳熱工質進行加熱的同時，光伏電池組件7也吸收太陽能，并將太陽能轉換為電能，當電壓達到直流循環(huán)泵6的工作電壓時，直流循環(huán)泵6自動啟動；光強較弱時，集熱器I內傳熱工質的溫度降低的同時，光伏電池組件7輸出的電壓不能達到直流循環(huán)泵6的工作電壓，直流循環(huán)泵6自動停止工作，同時也抑制了傳熱工質在循環(huán)回路內自然循環(huán)，防止因貯水箱2內水的熱量通過自然循環(huán)被帶入集熱器I而造成水溫降低。經實驗測試，若光伏電池組件7采用12V/10W的光伏單晶電池組件，則瞬時輻照量大于60W/m2時，直流循環(huán)泵6可被啟動，小于60W/m2時，直流循環(huán)泵6將停止工作。直流循環(huán)泵6啟動后，推動傳熱工質在集熱器I、熱媒供水管3、夾套換熱層5和熱媒回水管4組成的循環(huán)管路內循環(huán)，使集熱器I產生的熱能迅速達到夾套換熱層5被貯水箱2內的水吸收，提高了水的升溫速度。實驗表明，本實用新型實施例提供的太陽能熱水系統(tǒng)相比普通自然循環(huán)熱水系統(tǒng)溫升高出20%，貯水箱溫度高出10度。因此，相對于現(xiàn)有的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)利用傳熱工質的溫度差實現(xiàn)循環(huán)，本實用新型實施例能有效提高集熱傳熱效率。同時由于直流循環(huán)泵6可以為傳熱工質的循環(huán)提供動力，不再利用傳熱工質的密度差實現(xiàn)循環(huán)，使得貯水箱2的安裝位置可以不高于集熱器I的最高位置，即可以安裝在任意位置，從而使系統(tǒng)的安裝和使用更加方便。但為減少循環(huán)管路的熱量消耗，貯水箱2離集熱器I不宜過遠。另外，由于直流循環(huán)泵6和配套的光伏電池組件7，以太陽能為動力源，不需要市電供電，相對于現(xiàn)有的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)，避免了輔助能源消耗。且相對于現(xiàn)有的強制循環(huán)熱水系統(tǒng)中的循環(huán)泵和溫度控制裝置，本實用新型實施例采用的直流循環(huán)泵和光伏電池組件造價更低，結構更簡單，控制更方便。在本實用新型的其他實施例中，上述實施例中的直流循環(huán)泵6安裝在熱媒回水管4上。在整個循環(huán)回路中，熱媒回水管4的溫度是最低的，對直流循環(huán)泵6的損耗最小，從而可延長直流循環(huán)泵6的使用壽命。在本實用新型的其他實施例中，上述實施例中的直流循環(huán)泵6的安裝位置低于循環(huán)回路的最高位置，以避免直流循環(huán)泵6產生氣阻現(xiàn)象。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.ー種太陽能熱水系統(tǒng)，包括由集熱器、熱媒供水管、夾套換熱層和熱媒回水管組成循環(huán)回路的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)，其特征在于，還包括為傳熱エ質的循環(huán)提供動カ的直流循環(huán)泵，以及與所述直流循環(huán)泵配套的、將太陽能轉換為電能供給所述直流循環(huán)泵工作的光伏電池組件； 所述直流循環(huán)泵安裝于所述循環(huán)回路上，所述光伏電池組件與所述直流循環(huán)泵連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流循環(huán)泵安裝在所述熱媒回水管上。
3.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述直流循環(huán)泵的安裝位置低于所述循環(huán)回路的最高位置。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種太陽能熱水系統(tǒng)，包括由集熱器、熱媒供水管、夾套換熱層和熱媒回水管組成循環(huán)回路的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)，為傳熱工質的循環(huán)提供動力的直流循環(huán)泵，以及與所述直流循環(huán)泵配套的、將太陽能轉換為電能供給所述直流循環(huán)泵工作的光伏電池組件；所述直流循環(huán)泵安裝于所述循環(huán)回路上，所述光伏電池組件與所述直流循環(huán)泵連接。本實用新型實施例能解決現(xiàn)有的自然循環(huán)熱水系統(tǒng)集熱效率低、安裝使用不便，以及強制循環(huán)熱水系統(tǒng)需要消耗輔助能源的問題。
文檔編號F24J2/46GK202382446SQ201120560248
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者曹春峰, 楊瑞霄, 紀慶友 申請人:北京昌日新能源科技有限公司