外界散熱）。較高的集熱循環(huán)溫度，將導(dǎo)致常 規(guī)太陽(yáng)能集熱器始終在集熱的低效率區(qū)間運(yùn)行（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，集熱器將水從30°C加熱至 50°C所需時(shí)間是從10°C加熱至30°C所需時(shí)間的2?3倍）。其結(jié)果就是有效貢獻(xiàn)率偏低。
[0171] 無(wú)動(dòng)力循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)采用雙水箱，集熱水箱+恒溫水箱（水箱內(nèi)膽）模式。 日間集熱器內(nèi)熱媒吸收的熱量?jī)?chǔ)存在箱體內(nèi)，浮動(dòng)盤管將熱量傳遞輔助熱源，定溫后供給 用戶。實(shí)現(xiàn)自來(lái)水預(yù)熱，熱量不足則由末端輔助熱源補(bǔ)足。與集熱器集熱無(wú)任何干擾。
[0172] 系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能最大程度利用的同時(shí)，保證了集熱器內(nèi)部的熱媒水得到充 分冷卻，從而使集熱器在次日處于集熱的高效率運(yùn)行區(qū)間。
[0173] ⑥水質(zhì)安全
[0174] 生活熱水由于其與人體直接接觸，且在本工程中有大量人員使用。因此確保生活 熱水水質(zhì)的純凈、安全，是太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)必須滿足的基本條件。
[01巧]原集中太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)方案，其龐大的恒溫水箱內(nèi)有超過(guò)4m3的熱水儲(chǔ)存。大量 的熱水長(zhǎng)期蓄存在水箱中，其水質(zhì)是否合格首先存疑。此外，由于學(xué)校每年的放假安排，勢(shì) 必有兩個(gè)甚至多個(gè)一一小長(zhǎng)假一一時(shí)間段內(nèi)用水量較低。
[0176] 國(guó)外系統(tǒng)都是閉式系統(tǒng)，另外為了水質(zhì)安全，每個(gè)月都有一個(gè)高溫殺菌的自動(dòng)運(yùn) 行程序無(wú)動(dòng)力循環(huán)太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)存的久置熱水僅作為熱媒使用，自來(lái)水通 過(guò)換熱盤管即熱換熱后供給用戶。采用304不誘鋼材質(zhì)的換熱盤管，可承受1. OMpa W上的 壓力，同時(shí)保證了生活熱水與熱媒水完全不接觸，熱水即用即熱，水質(zhì)新鮮、無(wú)污染。
[0177] ⑧集熱器防過(guò)熱安全
[0178] 太陽(yáng)能作為一種可再生能源，具有明顯的短板；往往需要時(shí)不足，不需要時(shí)反而過(guò) 量。最明顯的例子即是北方地區(qū)夏季太陽(yáng)福照強(qiáng)烈，生活熱水需熱量卻較低；冬季太陽(yáng)福照 偏低，生活熱水需熱量卻是一年中最高的。因此，任何太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)在夏季非設(shè)計(jì)工況下 (例如放假期間）都會(huì)存在過(guò)熱現(xiàn)象，對(duì)于學(xué)校該一問(wèn)題最為嚴(yán)重。過(guò)熱往往會(huì)導(dǎo)致集熱器 內(nèi)溫度超過(guò)130°C，閉式承壓系統(tǒng)則會(huì)超過(guò)160°C甚至更高，直接作用的結(jié)果就是集熱器損 壞（爆管、炸裂、集熱層脫落）。
[0179] 本系統(tǒng)所采用的開式儲(chǔ)熱閉式換熱設(shè)計(jì)，則在放止太陽(yáng)能過(guò)熱方面具有其得天獨(dú) 厚的優(yōu)勢(shì)。首先，開式儲(chǔ)熱使的蓄能單元內(nèi)熱媒水或吸熱用水與大氣直接相通，只要熱媒 水沒(méi)有完全蒸干，則其內(nèi)部溫度永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)l〇〇°C。其次，水位儀自動(dòng)檢測(cè)蓄能單元內(nèi)水 位，當(dāng)水位低于設(shè)定值后則開啟電磁閥補(bǔ)充熱媒水，即使夏季學(xué)校放假期間，生活熱水完全 無(wú)人使用，一個(gè)夏季60天里，每個(gè)蓄能單元只需補(bǔ)水2-3次即可完全滿足蒸發(fā)損耗（北京 地區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)）。集熱器過(guò)熱問(wèn)題自然也就迎刃而解。
[0180] ⑦系統(tǒng)易于維護(hù)
[0181] 系統(tǒng)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)單，本系統(tǒng)沒(méi)有復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)，既沒(méi)有定溫放水，也沒(méi)有 溫差集熱循環(huán)，系統(tǒng)集熱端得益于其無(wú)動(dòng)力集熱循環(huán)設(shè)計(jì)，可W做到低維護(hù)，甚至免維護(hù)， 從而大大減少管理人員數(shù)量（2-3人管理一個(gè)區(qū)），此外簡(jiǎn)單明了的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也使普通教育 水平的工作人員亦可W勝任維護(hù)工作。
[0182] 研究數(shù)據(jù)表明，無(wú)動(dòng)力循環(huán)太陽(yáng)能系統(tǒng)的15年運(yùn)營(yíng)總費(fèi)用是普通太陽(yáng)能系統(tǒng)的 60. 5%，。并且無(wú)動(dòng)力循環(huán)太陽(yáng)能系統(tǒng)在噪章、水質(zhì)、水壓平衡等諸多問(wèn)題上都具有獨(dú)有的 優(yōu)勢(shì)。無(wú)論在減排降耗還是在實(shí)際使用效果上，是其它系統(tǒng)所無(wú)法相比的。
[018引 專利文獻(xiàn) CN2480775, CN101280972, CN201811457U，CN102607190A 公開了與本實(shí) 用新型相關(guān)的零件、元件、部件或裝置，因此，在本文中沒(méi)有提及的零件、元件和部件之間的 結(jié)構(gòu)關(guān)系、位置關(guān)系、作用力關(guān)系、運(yùn)動(dòng)關(guān)系、能量關(guān)系、動(dòng)量關(guān)系等都可參照上述引用的專 利文獻(xiàn)來(lái)理解。本文引用的所述專利文獻(xiàn)的技術(shù)內(nèi)容因而成為本專利申請(qǐng)文件的一部分。 在需要的情況下，本實(shí)用新型所設(shè)及的技術(shù)領(lǐng)域中的所有的已公布的專利文獻(xiàn)都可對(duì)本專 利申請(qǐng)?zhí)峁┈F(xiàn)有技術(shù)參照。
[0184] W上詳細(xì)描述了本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選的或具體的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可W根據(jù)本發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)計(jì)構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本 技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明創(chuàng)造的設(shè)計(jì)構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或 者有限的實(shí)驗(yàn)可W得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明創(chuàng)造的范圍之內(nèi)和/或由權(quán)利要求書所 確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其包括換熱裝置（100)和太陽(yáng)能集熱裝置（200)，其中， 所述太陽(yáng)能集熱裝置中的吸熱用水和所述換熱裝置中的換熱用水相分離，所述換熱裝置包 括換熱水箱（110)和換熱盤管（101)，所述太陽(yáng)能集熱裝置（200)與所述換熱水箱（110)相 連接； 所述吸熱用水能夠在所述太陽(yáng)能集熱裝置（200)與所述換熱水箱（110)之間按無(wú)動(dòng)力 驅(qū)動(dòng)的自然對(duì)流的方式循環(huán)流動(dòng)，所述換熱用水在所述換熱盤管（101)內(nèi)流動(dòng)，并由所述 循環(huán)流動(dòng)的吸熱用水加熱，與所述吸熱用水進(jìn)行熱交換； 所述換熱用水在其中流動(dòng)的換熱盤管（101)通過(guò)進(jìn)水口與自來(lái)水管道相連接，并通過(guò) 出水口與用水裝置連接，因而，所述換熱用水由所述自來(lái)水的自然水壓驅(qū)動(dòng)，而在所述換熱 盤管（101)中流動(dòng)； 所述換熱水箱（110)包括水箱內(nèi)膽（105); 其特征在于： 所述換熱裝置還包括出水管接頭（1021)、進(jìn)水管接頭（1022)、出水管道（103)和進(jìn) 水管道（104)，所述出水管接頭（1021)、進(jìn)水管接頭（1022)、出水管道（103)和進(jìn)水管道 (104) 位于所述水箱內(nèi)膽（105)中； 所述出水管道（103)和所述進(jìn)水管道（104)各自獨(dú)立地從所述水箱內(nèi)膽（105)的第一 端部開始沿其縱向方向L延伸至所述水箱內(nèi)膽（105)的第二端部； 所述換熱盤管（101)的進(jìn)水口通過(guò)所述進(jìn)水管接頭（1022)與進(jìn)水管道（104)相連接， 且所述進(jìn)水管道（104)與所述自來(lái)水管道相連接；并且，所述換熱盤管（101)的出水口通過(guò) 所述出水管接頭（1021)與所述出水管道（103)相連接，且所述出水管道（103)與所述用水 裝置相連接； 所述換熱盤管（101)、所述出水管接頭（1021)、所述進(jìn)水管接頭（1022)、所述出水管道 (103)和所述進(jìn)水管道（104)組成換熱單元（124); 所述換熱單元（124)被安置在所述水箱內(nèi)膽（105)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于： 所述換熱單元（124)包括至少兩個(gè)所述換熱盤管（101)，所述至少兩個(gè)換熱盤管（101) 被組裝成換熱盤管組（111); 在所述換熱用水流動(dòng)方面，所述至少兩個(gè)換熱盤管（101)通過(guò)所述出水管接頭 (1021)、所述進(jìn)水管接頭（1022)、二通管接頭按串聯(lián)和/或并聯(lián)方式連接到所述出水管道 (103)和進(jìn)水管道（104)上； 在換熱盤管的空間位置方面，所述至少兩個(gè)換熱盤管（101)沿所述水箱內(nèi)膽（105)的 縱向方向L按空間串列、并列和/或嵌套方式布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于；所述水箱內(nèi)膽 (105) 在兩端具有連接法蘭（106)，其中，所述連接法蘭（106)被設(shè)置成使得：一個(gè)所述模 塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的所述換熱水箱（110)的水箱內(nèi)膽（105)能夠通過(guò)所述連接法蘭 (106) 與另一個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的所述換熱水箱（110)的水箱內(nèi)膽（105) 密封地串聯(lián)連接在一起； 并且，一個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的進(jìn)水管道（104)能夠通過(guò)密封插接方式 例如卡壓式管件與另一個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的進(jìn)水管道（104)相連接；并且， 一個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的出水管道（103)能夠通過(guò)密封插接方式例如卡壓式 管件與另一個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)的出水管道（103)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于；所述換熱盤管 (101)被設(shè)置成螺旋管的形式，其外直徑小于所述水箱內(nèi)膽（105)的內(nèi)直徑，因此，所述換 熱用水能夠在所述換熱盤管（101)內(nèi)沿螺旋線的方式流動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于；所述出水管道 (103)和所述進(jìn)水管道（104)為彼此平行的管道；它們被安置在所述螺旋管形式的換熱 盤管（101)的內(nèi)通道中，或者它們被安置在所述換熱盤管（101)的外表面和所述水箱內(nèi)膽 (105)的內(nèi)表面之間；并且，所述出水管道（103)和所述進(jìn)水管道（104)貫穿所述水箱內(nèi)膽 (105)的整個(gè)長(zhǎng)度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于；所述 換熱盤管組（111)包括兩個(gè)所述的螺旋管形式的換熱盤管（101)，在空間位置方面，它們?cè)?縱向L上彼此相鄰地串列布置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其特征在于；所述 換熱單元（124)包括兩個(gè)所述的換熱盤管（101)，在所述換熱用水流動(dòng)方面，兩個(gè)所述的換 熱盤管（101)的進(jìn)水口通過(guò)所述進(jìn)水管接頭（1022)各自與所述進(jìn)水管道（104)相連接，它 們的出水口通過(guò)所述出水管接頭（1021)各自與所述出水管道（103)相連接。
8. 太陽(yáng)能熱水器行組，其特征在于；所述太陽(yáng)能熱水器行組包括至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要 求3至7中任一項(xiàng)所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)，其中，各個(gè)所述模塊化太陽(yáng)能熱水器 (300)通過(guò)所述連接法蘭（106)和密封插接方式例如卡壓式管件串列成太陽(yáng)能熱水器行 組。
9. 太陽(yáng)能熱水器陣列，其特征在于；所述太陽(yáng)能熱水器陣列包括至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要 求8所述的太陽(yáng)能熱水器行組，其中，各個(gè)所述的太陽(yáng)能熱水器行組的進(jìn)水管道（104)通過(guò) 管接頭按并聯(lián)方式連接，并且，各個(gè)所述的太陽(yáng)能熱水器行組的出水管道（103)通過(guò)管接 頭按并聯(lián)方式連接，由此形成太陽(yáng)能熱水器陣列。
10. 無(wú)動(dòng)力集中太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于；其包括按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所 述的模塊化太陽(yáng)能熱水器（300)、按照權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能熱水器行組、或按照權(quán)利要 求9所述的太陽(yáng)能熱水器陣列。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及模塊化太陽(yáng)能熱水器(300)和由其形成的太陽(yáng)能熱水器行組、太陽(yáng)能熱水器陣列、無(wú)動(dòng)力集中太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。所述模塊化太陽(yáng)能熱水器包括換熱裝置(100)和太陽(yáng)能集熱裝置(200)。所述換熱裝置包括換熱水箱(110)和至少一根換熱盤管(101)。所述換熱裝置還包括管接頭(102)、出水管道(103)和進(jìn)水管道(104)。在所述換熱用水流動(dòng)方面，所述換熱盤管(101)或所述換熱盤管組(111)通過(guò)所述管接頭(102)按串聯(lián)連接或并聯(lián)連接方式連接到所述出水管道(103)和進(jìn)水管道(104)上；在空間位置方面，所述換熱盤管(101)或所述換熱盤管組(111)沿所述水箱內(nèi)膽(105)的縱向方向L兩兩地按串列或并列方式布置。本實(shí)用新型還涉及所述的模塊化太陽(yáng)能熱水器(300)陣列和無(wú)動(dòng)力集中太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。本實(shí)用新型的模塊化太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本合理、安裝方便，模塊化程度高，系統(tǒng)熱效率高。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-30
【公開號(hào)】CN204285851
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420519856
【發(fā)明人】王智會(huì)
【申請(qǐng)人】北京索樂(lè)陽(yáng)光能源科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年9月11日