一种能够提高太阳能热利用率的容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器。每根真空管集热器不仅吸收来自太阳能的热量，而且具有一定的容积，相当于普通的小储水箱，真空管集热器内部均设置一组U型管（或者螺旋管）换热器（3），U型管（或者螺旋管）换热器（3）与真空管集热器内的水相互不掺混，可将富裕的太阳能资源通过地源热泵系统地埋管进行季节性蓄热。该热水器在保证生活热水需求的同时，可解决地源热泵空调系统在北方住宅建筑应用中冷热负荷不平衡问题，大大提高太阳能热利用率。
【技术实现步骤摘要】
本技术技术涉及一种太阳能热利用装置，属于太阳能热利用工程
技术介绍
地埋管地源热泵中央空调系统是利用可再生能源的一种形式，在北方地区，只靠地源热泵系统满足住宅夏季供冷、冬季供暖的要求受到技术上的限制，因为冬季系统从土壤取热多于夏季向土壤的放热，长期运行使土壤温度降低，导致热泵系统能效比下降。因此可考虑利用夏季富裕的太阳能资源进行土壤季节性蓄热，维持土壤温度的恒定。在住宅建筑中，夏季太阳能的热利用往往仅限于加热生活热水，由于生活热水只是部分时间段使用且使用量不大，被利用的太阳能仅占太阳辐射热的10%~20%，因此除去加热生活热水后，太阳能资源仍富余。目前市场上存在的太阳能热水器只利用集热器作为加热装置，集热器本身不具有蓄热功能，在需要生活热水及地埋管季节性蓄热时，需要额外设置一定体积的储水箱，从而增加了占地空间及热交换次数，太阳能热利用率低。容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器本身相当于生活热水水箱，无需另外设置生活水箱，其与地埋管地源热泵系统相结合不仅可以利用土壤进行季节性蓄热，解决北方住宅建筑冷热负荷不平衡的问题，还可以满足居民生活热水的需求，大大提高太阳能利用率。
技术实现思路
为了提高太阳能的热利用率，充分利用夏季富裕的太阳能资源，本技术提供一种容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器，该太阳能热水器多组并联后不仅可以满足生活热水的需求，还可以将富余的太阳能资源通过土壤进行季节性蓄热，减少地源热泵系统冷热不平衡对土壤温度的影响。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:本技术太阳能热水器的集热器为全玻璃真空集热器，每根真空管集热器不仅吸收来自太阳能的热量，而且具有一定的容积，相当于普通的小储水箱，当多组热水器并联后其内部可储存生活热水所需水量?’每根真空管集热器内部均设置一组U型管(或者螺旋管)换热器，U型管换热器与真空管集热器内的水相互不掺混，U型管换热器内的水与地埋管系统相连接，用于地源热泵系统季节性蓄热，真空管集热器内部的水供给居民满足生活需求；u型管换热器在真空管集热器内并联布置，减少因水力不平衡造成的集热器温度不均匀现象。本技术的有益效果是，可以在保证生活热水需求的同时，将富余的太阳能资源通过土壤进行季节性蓄热，解决地源热泵空调系统在北方住宅建筑应用中冷热负荷不平衡问题。大大提高太阳能热利用率。【附图说明】图1是本技术的结构图。图2是图1中1-1剖面图。图3是图1中I1-1I剖面图。图中1.外玻璃管，2.内玻璃管，3.U型管(或者螺旋管)换热器，4.洗浴喷头，5.系统定压膨胀水箱，6.浮球阀，7.反射层，8.太阳能蓄热水泵，9.地埋管。【具体实施方式】下面结合附图对本技术的具体实施作进一步的描述:在图1与图2中，太阳辐射热通过外玻璃管(I)和反射层(7)照射到内玻璃管(2)，内玻璃管(2)表面涂有选择性吸收涂层，用于增强对太阳辐射热的吸收，外玻璃管(I)与内玻璃管(2)之间抽真空，减少内玻璃管的散热损失。当内玻璃管(2)被太阳福射热加热后，其内部的生活热水水温也会上升，进而加热与地埋管系统相连接的U型管(或者螺旋管)换热器(3)。系统定压膨胀水箱(5)不仅使所有集热器的内玻璃管(2)充满水，防止真空管集热器出现缺水而干烧爆管，还可以容纳水温升高引起的膨胀水容量。随着用户打开洗浴喷头(4)使用内玻璃管(2)中的生活热水时，系统定压膨胀水箱(5)内水位液面会不断下降，当水位液面低于最低设计水位时，浮球阀(6)打开向水箱内充水，当水位液面超过最高设计水位时，浮球阀(6 )关闭，停止充水。该容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器优先保证生活热水所需温度，当内玻璃管(2)内的水温高于设计温度&。C时，太阳能蓄热水泵(8)打开，U型管(或者螺旋管)换热器(3)开始与地埋管(9)进行季节性土壤蓄热，随着蓄热的进行，内玻璃管(2)内的水温不断下降，当内玻璃管(2)内的水温低于生活热水设计温度&。C时，太阳能蓄热水泵(8)关闭，U型管(或者螺旋管)换热器(3)停止与地埋管(9)进行季节性土壤蓄热。【主权项】1.一种容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器，包括外玻璃管(1)，内玻璃管(2)，系统定压膨胀水箱(5)与换热器(3)，其特征是:每组换热器(3)在内玻璃管(2)内并联布置，其供回水管与地源热泵系统的地埋管供回水管相连，换热器(3)顶部固定在太阳能热水器的底部，换热器(3 )内的水与真空管集热器内的水相互独立、不掺混。2.根据权利要求1所述的容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器，其特征是:所述的换热器(3)为U型管换热器，或者螺旋管换热器。3.根据权利要求1所述的容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器，其特征是:所述的系统定压膨胀水箱(5)设置在太阳能热水器顶部。【专利摘要】一种能够提高太阳能热利用率的容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器。每根真空管集热器不仅吸收来自太阳能的热量，而且具有一定的容积，相当于普通的小储水箱，真空管集热器内部均设置一组U型管（或者螺旋管）换热器（3），U型管（或者螺旋管）换热器（3）与真空管集热器内的水相互不掺混，可将富裕的太阳能资源通过地源热泵系统地埋管进行季节性蓄热。该热水器在保证生活热水需求的同时，可解决地源热泵空调系统在北方住宅建筑应用中冷热负荷不平衡问题，大大提高太阳能热利用率。【IPC分类】F24J2-05, F24J2-30, F24J2-46, F25B30-06, F24J2-24【公开号】CN204535143【申请号】CN201520221585【专利技术人】郭敏, 王金标, 刁乃仁 【申请人】山东建筑大学【公开日】2015年8月5日【申请日】2015年4月14日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种容积式集热、季节性蓄热双功能太阳能热水器，包括外玻璃管（1），内玻璃管（2），系统定压膨胀水箱（5）与换热器（3），其特征是：每组换热器（3）在内玻璃管（2）内并联布置，其供回水管与地源热泵系统的地埋管供回水管相连，换热器（3）顶部固定在太阳能热水器的底部，换热器（3）内的水与真空管集热器内的水相互独立、不掺混。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏，王金标，刁乃仁，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：新型
国别省市：山东;37
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