一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统的制作方法

1.本实用新型属于建筑供热技术领域，具体涉及一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统。


背景技术：

2.随着燃料能源的日益减少，可再生能源日益发展，并逐渐改变了能源结构。其中，太阳能以其廉价、无污染、可再生等优势而成为重要能源，是人类能够自由利用的绿色能源。
3.随着太阳能技术的不断发展，太阳能供热采暖系统也逐渐得到应用，以替代传统燃料供热。太阳能供热采暖系统是指将分散的太阳能通过太阳能集热器把太阳能转换成热能，热能加热水体，然后通过将热水输送到发热末端来提供建筑供热需求。
4.市场上太阳能供热系统多种多样，但在实际使用过程中也存在如下缺陷：
5.1、在阴天、雾霾、雨雪，以及夜间无阳光环境下，导致太阳能集热器无法正常集热，供热温度达不到要求，因此有的系统会加设保温水箱和电加热器，保温水箱储蓄一部分热水延长供热时间，电加热器用于补充加热，保证温度达标。但是，在长时间无光环境中，保温水箱储热量低，水循环供热的维持不了太长时间，电辅助加热会耗费大量电费。
6.2、目前的太阳能管式集热器供热系统是，集热介质为油，油给水加热，水箱储能，以及供热，其外循环系统中的介质是水，油只参与集热不参与循环和储能。这样水介质在外循环水管内会随着环境温差发生热胀冷缩或冻结，导致管道发生炸裂现象，使系统瘫痪，需要经常维修。
7.3、太阳能供热系统构件和管路走向排布复杂也影响布设便捷性和美观性，构件和管路的布置也影响循环热量损失，降低供热效率。因外循环系统管道的热量损失较大，需要加设伴热带。


技术实现要素：

8.针对现有太阳能供热系统在无光照环境下，保温水箱中水储热量低，电辅助加热后耗电量大；水介质的外循环系统容易发生管道炸裂；构件和管路走向排布复杂也影响布设便捷性和美观性，外循环管道的热量损失较大，需要加设伴热带，耗材耗电，降低供热效率的问题。本实用新型提供一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统，采用室内油箱进行大量储能，以导热油为储能介质，能够大幅提高储热量，并给循环水加热，延长无光环境下的供热时间，节省耗电；另外，水只在室内循环，能够减少循环水的热量损失；太阳能集热器的集热管内设置储能管，形成双层管结构，储能管隔离导热油和集热管，防止集热管炸裂；导热油凝固点低，配合膨胀油箱缓释热胀冷缩，也能有效防止循环管道炸裂；太阳能集热器的集热箱设置隔板，使进出管道能够在太阳能集热器一端布设，进出管道贴合，传递热量，热油管道的热量损失能够回收利用传递给冷油管道，减少热量损失，省去伴热带，管路走向排布也便捷、美观。其具体技术方案如下：
9.一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统，太阳能供热系统包括油循环系统和水循环系统，油循环系统的循环介质为导热油，水循环系统的循环介质为水，油循环系统给水循环系统提供热能；
10.油循环系统包括太阳能集热器、膨胀油箱和储能油箱，太阳能集热器一端连接膨胀油箱，另一端通过循环管道连接储能油箱；
11.太阳能集热器包括集热箱和若干个集热管，集热箱连接若干个集热管；集热箱的外部为保温壳，集热箱的内部设置有内胆，内胆中间设置有隔板，隔板将内胆隔离为出油腔和回油腔，隔板在太阳能集热器与膨胀油箱的连接一端为非封堵状态，使出油腔和回油腔连通；集热管内部设置有储能管，储能管与内胆连通；内胆的出油腔和回油腔分别通过管道连接储能油箱；
12.储能管、内胆、储能油箱、膨胀油箱中均通有导热油，其中：储能管中的导热油参与集热并传导热量，内胆用于导热油回流热交换，储能油箱中的导热油用于储能，以及给水循环系统供热，膨胀油箱用于缓释导热油的热胀冷缩。
13.上述技术方案中，回油腔与储能油箱的连接管道上设置有油循环泵，用于给油循环系统提供循环动力。
14.上述技术方案中，出油腔和回油腔与储能油箱连接的两根管道互相贴合。
15.上述技术方案中，水循环系统包括水箱、散热器和水循环泵，水箱的出水口通过管道连接散热器的进水口，散热器的出水口通过管道连接水循环泵的进水口，水循环泵的出水口通过管道连接水箱的进水口，形成一个闭环的室内水循环系统；
16.储能油箱设置在水箱的储水腔中央，储能油箱内部装有大量的导热油，用于储能，并给水箱的储水腔中的水传导热量，达到热交换目的。
17.上述技术方案中，水箱的储水腔还设置有电加热器，电加热器用于给水补充加热。
18.上述技术方案中，集热管为铜膜中空玻璃集热器管。
19.上述技术方案中，导热油为350号导热油。
20.上述技术方案中，膨胀油箱为圆型筒体，圆型筒体的材质为304不锈钢，圆型筒体的外壁设有保温层，膨胀油箱设置有回油管和排气通道。
21.上述技术方案中，太阳能供热系统还包括电脑控制器，电脑控制器电连接油循环泵和水循环泵，用于控制油循环泵和水循环泵的开和关，以及控制流速、流量。
22.上述技术方案中，电连接为有线或无线连接。
23.上述太阳能供热系统的运行原理为：
24.油循环泵给油循环系统提供循环动力，集热管进行集热，并将热量传导给储能管内的导热油，热的导热油进入集热箱的出油腔，并通过管道进入储能油箱进行储存大量的热能，然后传导释放部分热能给水箱内的水；水循环泵给水循环系统提供循环动力，水箱的储水箱内的热水流经散热器进行建筑供热，供热后的水流回水箱；储能油箱内的导热油放热后循环流入集热箱的回油腔，并通过回油腔与出油腔端部的连通处进入出油腔和储能管，导热油在储能管进行集热。
25.其中，水箱的储水腔中的水用于换热，并不用于储能，储水腔的空间较小，不能储存大量水；储能油箱在水箱中占据体积较大，储能油箱中存有大量导热油，用于储存热量，以延长无光环境下的供热时间。
26.本实用新型的一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统，与现有技术相比，有益效果为：
27.一、现有技术的太阳能供热系统为单水循环系统或者双水循环系统，即太阳能集热器内导热油仅为集热介质，导热油不参与循环和储能，只给太阳能集热器内的水循环管加热，室内水箱存有大量的热水，以热水储能，延长无光环境下的供热时间。水储能的热能低，维持不了太长时间，用电加热器辅助加热，耗电量大。
28.本实用新型的太阳能供热系统，不仅使用导热油在储能管内集热，还能够循环进入室内的储能油箱，导热油大量汇集在储能油箱中，采用导热油来储存热能。导热油为350号导热油，沸点为350℃；使用该导热油储热量高于水储能，能够大幅延长无光环境下的供热时间，电加热器辅助加热，耗电量少，甚至不需要电加热。
29.二、本实用新型的储能管隔离了导热油与集热管接触，能够完全杜绝集热管受介质热胀冷缩发生炸裂现象，达到无需维修集热器管的效果。
30.三、本实用新型的太阳能供热系统中，外循环系统采用导热油循环，导热油为350号导热油，其凝固点为-45℃，且为不燃材料，运行中安全可靠，适用于寒冷地区，优于水循环系统。在寒冷的冬天（-45℃），无光环境下，储能油箱内存有大量热能，不仅能够给水提供热能，而且启动油循环还能够防止室外系统油介质凝固，另外，辅助电加热，热量传导给储能油箱，开启循环后，也能防止导热油凝固，也防止管道炸裂。
31.四、本实用新型的储能油箱设置在水箱中央，储能油箱与水箱之间的热量传递不会有热量损失。
32.五、本实用新型的油循环系统采用膨胀油箱为导热油缓释体积变化，有效防止管道炸裂。现有技术是室内室外为单水循环系统或双水循环系统，水的凝固点为0℃，室外水管受冷，水容易凝固，导致管道炸裂，需要加设伴热带。而本实用新型使用导热油，要比水介质更不易凝固，在-40℃的寒冷环境下也能够顺利运行。另外，储能油箱内导热油存有大量热能，导热油在白天储能，到了夜间也是高温状态，开启循环后，不会轻易发生凝固现象。
33.六、本实用新型的太阳能供热系统，设计水循环系统只在室内循环，建筑物室内循环能够防止水参与室外循环导致温差大，热量损失大。本实用新型的室内水循环系统热量损失少，能够充分利用热能供热，供热效率高。
34.七、本实用新型系统在集热箱的内胆中间设置有隔板，隔板将内胆隔离为出油腔和回油腔，出油腔和回油腔在膨胀油箱的一端为连通，隔板的设计能够使进出油循环管道在集热箱的另一侧连接，从而方便管线排布，使油循环管道的两油管为贴合设计，热油管的热量损失能够共给冷油管，使热量部分回收，提高热能利用率。双管并行，能够简化管道补管复杂性，其排布也更加美观。
35.八、相比于现有技术，本实用新型系统的双管并行，回收利用热量，油运行管道能够取消管道伴热带；室内水循环热量损失少，也能取消伴热带；因此大大降低了运行过程中耗材耗电，减少很大的运营成本。
36.综上，本实用新型系统主要改造了水箱，水箱内部设置有储能油箱，用于导热油储能，储能能量大幅提高；改造了集热器的集热箱内部结构，加设隔板，使油循环管道连接在集热箱一端，布管简单美观，使两管道贴合减少热量损失，取消伴热带；改造了集热管内部结构，加设储能管，隔离导热油，防止集热管炸裂。本系统冬季白天能够将热量收集到室内
的储能油箱内进行大量储热，由电脑控制器控制泵流速、流量、开、停，能够有计划的将储能油箱的热量释放给水箱中的水。相比于现有技术的水储能系统，本系统在夜间能够大幅延长供热时间，电加热器补充加热的用电量也较少，节省电费。
附图说明
37.图1为本实用新型的一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统的结构示意图，其中：1-太阳能集热器，1.1-集热箱，1.11-内胆，1.12-隔板，1.2-集热管，1.21-储能管，2-膨胀油箱，3-储能油箱，4-油循环泵，5-水箱，6-散热器，7-水循环泵，8-电加热器，9-电脑控制器。
具体实施方式
38.下面结合具体实施案例和附图1对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。
39.实施例1
40.本太阳能系统试用于房屋的供热，将原有的太阳能供暖系统改造为本太阳能系统。
41.一种防炸裂油循环储能式太阳能供热系统，如图1所示，太阳能供热系统包括油循环系统和水循环系统，油循环系统的循环介质为导热油，水循环系统的循环介质为水，油循环系统给水循环系统提供热能；
42.油循环系统包括太阳能集热器1、膨胀油箱2和储能油箱3，太阳能集热器1一端连接膨胀油箱2，另一端通过循环管道连接储能油箱3；太阳能集热器1包括集热箱1.1和若干个集热管1.2，集热箱1.1连接若干个集热管1.2，集热管1.2为铜膜中空玻璃集热器管；集热箱1.1的外部为保温壳，集热箱1.1的内部设置有内胆1.11，内胆1.11中间设置有隔板1.12，隔板1.12将内胆1.11隔离为出油腔和回油腔，隔板1.12在太阳能集热器1与膨胀油箱2的连接一端为非封堵状态，使出油腔和回油腔连通；集热管1.2内部设置有储能管1.21，储能管1.21与内胆1.11连通；内胆1.11的出油腔和回油腔分别通过管道连接储能油箱3，出油腔和回油腔与储能油箱3连接的两根管道互相贴合；储能管1.21、内胆1.11、储能油箱3、膨胀油箱2中均通有导热油，其中：储能管1.21中的导热油参与集热并传导热量，内胆1.11用于导热油回流热交换，储能油箱3中的导热油用于储能，以及给水循环系统供热，膨胀油箱2用于缓释导热油的热胀冷缩。导热油为350号导热油，其凝固点为-45℃，沸点为350℃，且为不燃材料，运行中安全可靠。其中，回油腔与储能油箱3的连接管道上设置有油循环泵4，用于给油循环系统提供循环动力。
43.膨胀油箱2为圆型筒体，圆型筒体的材质为304不锈钢，圆型筒体的外壁设有保温层，膨胀油箱2设置有回油管和排气通道。
44.水循环系统包括水箱5、散热器6和水循环泵7，水箱5的出水口通过管道连接散热器6的进水口，散热器6的出水口通过管道连接水循环泵7的进水口，水循环泵7的出水口通过管道连接水箱5的进水口，形成一个闭环的室内水循环系统；储能油箱3设置在水箱5的储水腔中央，储能油箱3内部装有大量的导热油，用于储能，并给水箱5的储水腔中的水传导热量，达到热交换目的。水箱5的储水腔还设置有电加热器8，电加热器8用于给水补充加热。
45.本实施例的太阳能供热系统还包括电脑控制器9，电脑控制器9电连接油循环泵4和水循环泵7，用于控制油循环泵4和水循环泵7的开和关，以及控制流速、流量；电脑控制器9还电连接太阳能集热器；电连接为有线或无线连接。电脑控制器9为现有技术。
46.本实施例的太阳能供热系统的运行原理为：
47.油循环泵4给油循环系统提供循环动力，集热管1.2进行集热，并将热量传导给储能管1.21内的导热油，热的导热油进入集热箱1.1的出油腔，并通过管道进入储能油箱3进行储存大量的热能，然后传导释放部分热能给水箱5内的水；水循环泵7给水循环系统提供循环动力，水箱5的储水箱内的热水流经散热器6进行建筑供热，供热后的水流回水箱5；储能油箱3内的导热油放热后循环流入集热箱1.1的回油腔，并通过回油腔与出油腔端部的连通处进入出油腔和储能管1.21，导热油在储能管1.21进行集热。
48.其中，水箱5的储水腔中的水用于换热，并不用于储能，储水腔的空间较小，不能储存大量水；储能油箱3在水箱5中占据体积较大，储能油箱3中存有大量导热油，用于储存热量，以延长无光环境下的供热时间。
49.本实施例太阳能供热系统经运行，供热效果良好。现有技术的太阳能供热系统为单水循环系统或者双水循环系统（室内、室外的循环系统介质均为水），即太阳能集热器内导热油仅为集热介质，导热油不参与循环和储能，只给太阳能集热器内的水循环管加热，室内水箱存有大量的热水，以热水储能，延长无光环境下的供热时间。水储能的热能低，维持不了太长时间，用电加热器辅助加热，耗电量大。本实施例的太阳能供热系统，不仅使用导热油在储能管内集热，还能够循环进入室内的储能油箱，导热油大量汇集在储能油箱中，采用导热油来储存热能。导热油为350号导热油，沸点为350℃；使用该导热油储热量高于水储能，能够大幅延长无光环境下的供热时间，电加热器辅助加热，耗电量少，甚至不需要电加热。
50.本实施例系统主要改造了水箱，水箱内部设置有储能油箱，用于导热油储能，储能能量大幅提高；改造了集热器的集热箱内部结构，加设隔板，使油循环管道连接在集热箱一端，布管简单美观，使两管道贴合减少热量损失，取消伴热带；改造了集热管内部结构，加设储能管，隔离导热油，防止集热管炸裂。本系统冬季白天能够将热量收集到室内的储能油箱内进行大量储热，由电脑控制器控制泵流速、流量、开、停，能够有计划的将储能油箱的热量释放给水箱中的水。相比于现有技术的水储能系统，本系统在夜间能够大幅延长供热时间，电加热器补充加热的用电量也较少，节省电费。