一种模块式太阳能集热储能机构

技术领域

本发明涉及太阳能设备技术领域，具体涉及一种模块式太阳能集热储能机构。

背景技术

太阳能是一种清洁的自然再生能源，开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，亦不会影响自然界的生态平衡。利用太阳能获得热水的设备，如太阳能热水器，目前已得到广泛的应用。对于小型家庭用的太阳能热水器一般由集热器、储水箱等组成，集热器由多根集热管构成，储水箱设置在集热器的上部，在储水箱上设置进、出水管，利用集热管中的水和储水箱内的水对流加热水。而现有的太阳能设备的集热结构多为整体结构，在出现问题时不易更换。且现在的太阳能不能够充分的利用太阳能，如遇阴雨天或下雪天气，太阳能系统则处于瘫痪状态，人们不得不花费大量的电能或其他能源来暂时替代太阳能；而在夏季太阳能光照充足，产生的热能远远大于人们的需求，这样就造成了能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块式太阳能集热储能机构，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块式太阳能集热储能机构，包括集热模块，所述集热模块固定安装于固定安装架内部，所述固定安装架底端枢轴连接支撑架上端，所述支撑架的上端枢轴连接有顶升机构，所述顶升机构上端枢轴连接连接块，所述连接块连接固定安装架；

所述集热模块包括保温箱体，所述保温箱体为U形槽结构，所述保温箱体内部设有填充腔，所述填充腔内部填充有保温材料，所述保温箱体的槽体两端固定安装有上集水管和下集水管，所述上集水管和下集水管之间安装有集热板芯，所述集热板芯与上集水管和下集水管连通，所述上集水管和下集水管上分别设有进水口和出水口，所述保温箱体的侧边顶部开有安装支撑槽，所述安装支撑槽上放置有透明玻璃板的四边，所述透明玻璃板的四边通过压条压紧，所述压条通过螺栓固定连接保温箱体；

所述集热模块设有多个，相邻的集热模块的上集水管的进水口通过波纹管连接，最外侧的进水口通过进水管道连接水泵，所述水泵通过管道连接储能罐，相邻的集热模块的下集水管的出水口通过波纹管连接，最外侧的出水口通过出水管道连接水泵Ⅰ，所述水泵Ⅰ管道连接储能罐，所述水泵和水泵Ⅰ连接控制器。

优选地，所述储能罐包括罐体，所述罐体的侧壁上设有保温层，所述罐体中安装有固定支架，所述固定支架上方和下方分别安装有上布水器和下布水器；所述上布水器和下布水器结构相同，均包括进出水管，所述进出水管连接连接异径管，所述连接异径管连接三通管一端，所述三通管的另外两端连接水流分配管，所述水流分配管连接布水管，所述布水管上开有布水孔，所述水泵通过管道连接下布水器的进出水管，所述水泵Ⅰ通过管道连接上布水器的进出水管。

优选地，所述保温箱体的槽体中部设有用于支撑集热板芯的支撑板，所述支撑板的两端和底部连接保温箱体，所述支撑板的上表面开有弧形安装槽，所述弧形安装槽内部安装有缓冲垫，所述弧形安装槽的形状、数量和位置均与集热板芯相对应。

优选地，所述支撑架上端开有安装槽，所述安装槽内部安装有U形板，所述U形板上枢轴连接有顶升机构。

优选地，所述储能罐的内部安装有上部温度传感器和下部温度传感器，所述上部温度传感器和下部温度传感器分别固定安装于罐体上端和下端，所述上部温度传感器和下部温度传感器连接控制器，所述上布水器和下布水器的进出水管分别通过三叉管道连接用水管和回水管，所述出水口处设有出水温度传感器，所述出水温度传感连接控制器。

优选地，所述水流分配管包括一级水流分配管，所述一级水流分配管通过异径弯管连接二级水流分配管的中部，所述二级水流分配管的两端通过异径弯管Ⅰ连接三级水流分配管中部，所述三级水流分配管通过异径弯管Ⅱ连接四级水流分配管，所述四级水流分配管通过异径管Ⅰ连接布水管，所述布水管为八边形闭合结构，所述布水管设有多个，且尺寸逐渐变大，多个布水管同圆心套装分布。

优选地，所述顶升机构为电动丝杆。

优选地，所述上布水器和下布水器的进出水管上均安装有电磁阀，所述电磁阀连接控制器，所述进水管道和出水管道均为软管。

本发明的技术效果和优点：本装置可以根据需求确定集热模块的数量，适用范围比较广，且各个集热模块为独立结构，便于后期的维修；可以根据时间的不同，调整固定安装架的角度，使集热模块达到最佳采光位置；了实现储能罐内冷热水不混合，提高了储能罐的使用效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的集热模块的剖面图；

图3为本发明的储能罐内部结构示意图；

图4为本发明的固定支架安装示意图；

图5为本发明的顶升机构安装示意图。

图中：1-集热模块，2-固定安装架，3-支撑架，4-顶升机构，5-连接块，6-进水管道，7-水泵，8-水泵Ⅰ，9-储能罐，10-出水管道，11-保温箱体，12-填充腔，13-保温材料，14-上集水管，15-下集水管，16-集热板芯，17-进水口，18-出水口，19-安装支撑槽，110-透明玻璃板，111-压条，112-支撑板，113-弧形安装槽，114-缓冲垫，20-安装槽，21-U形板，22-用水管，23-回水管，24-一级水流分配管，25-异径弯管，26-二级水流分配管，27-异径弯管Ⅰ，28-三级水流分配管，29-异径弯管Ⅱ，30-四级水流分配管，31-异径管Ⅰ，32-电磁阀，91-罐体，92-保温层，93-固定支架，94-上布水器，95-下布水器，96-进出水管，97-异径管，98-三通管，910-布水管，911-布水孔。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

实施例1

如图1、图2和图5所示的一种模块式太阳能集热储能机构，包括集热模块1，所述集热模块1固定安装于固定安装架2内部，所述固定安装架2底端枢轴连接支撑架3上端，所述支撑架3的上端枢轴连接有顶升机构4，所述顶升机构4上端枢轴连接连接块5，所述连接块5连接固定安装架2；

所述集热模块1包括保温箱体11，所述保温箱体11为U形槽结构，所述保温箱体11内部设有填充腔12，所述填充腔12内部填充有保温材料13，所述保温箱体11的槽体两端固定安装有上集水管14和下集水管15，所述上集水管14和下集水管15之间安装有集热板芯16，所述集热板芯16与上集水管14和下集水管15连通，所述上集水管14和下集水管15上分别设有进水口17和出水口18，所述保温箱体11的侧边顶部开有安装支撑槽19，所述安装支撑槽19上放置有透明玻璃板110的四边，所述透明玻璃板110的四边通过压条111压紧，所述压条111通过螺栓固定连接保温箱体11；

所述集热模块1设有多个，相邻的集热模块1的上集水管14的进水口17通过波纹管连接，最外侧的进水口17通过进水管道6连接水泵7，所述水泵7通过管道连接储能罐9，相邻的集热模块1的下集水管15的出水口18通过波纹管连接，最外侧的出水口18通过出水管道10连接水泵Ⅰ8，所述水泵Ⅰ8管道连接储能罐9，所述水泵7和水泵Ⅰ8连接控制器。

实施例2

如图1-图5所示的一种模块式太阳能集热储能机构，包括集热模块1，所述集热模块1固定安装于固定安装架2内部，所述固定安装架2底端枢轴连接支撑架3上端，所述支撑架3上端开有安装槽20，所述安装槽20内部安装有U形板21，所述U形板21上枢轴连接有顶升机构4，所述顶升机构4为电动丝杆，电动丝杆上端枢轴连接连接块5，所述连接块5连接固定安装架2；

所述集热模块1包括保温箱体11，所述保温箱体11为U形槽结构，所述保温箱体11内部设有填充腔12，所述填充腔12内部填充有保温材料13，所述保温箱体11的槽体两端固定安装有上集水管14和下集水管15，所述上集水管14和下集水管15之间安装有集热板芯16，所述集热板芯16与上集水管14和下集水管15连通，所述上集水管14和下集水管15上分别设有进水口17和出水口18，所述保温箱体11的侧边顶部开有安装支撑槽19，所述安装支撑槽19上放置有透明玻璃板110的四边，所述透明玻璃板110的四边通过压条111压紧，所述压条111通过螺栓固定连接保温箱体11；

所述集热模块1设有多个，相邻的集热模块1的上集水管14的进水口17通过波纹管连接，最外侧的进水口17通过进水管道6连接水泵7，所述水泵7通过管道连接储能罐9，相邻的集热模块1的下集水管15的出水口18通过波纹管连接，最外侧的出水口18通过出水管道10连接水泵Ⅰ8，所述水泵Ⅰ8管道连接储能罐9，所述水泵7和水泵Ⅰ8连接控制器。

优选地，所述储能罐9包括罐体91，所述罐体91的侧壁上设有保温层92，所述罐体91中安装有固定支架93，所述固定支架93上方和下方分别安装有上布水器94和下布水器95；所述上布水器94和下布水器95结构相同，均包括进出水管96，所述进出水管96连接连接异径管97，所述连接异径管97连接三通管98一端，所述三通管98的另外两端连接水流分配管，所述水流分配管连接布水管910，所述布水管910上开有布水孔911，所述水泵7通过管道连接下布水器95的进出水管96，所述水泵Ⅰ8通过管道连接上布水器94的进出水管96。

优选地，所述保温箱体11的槽体中部设有用于支撑集热板芯16的支撑板112，所述支撑板112的两端和底部连接保温箱体11，所述支撑板112的上表面开有弧形安装槽113，所述弧形安装槽113内部安装有缓冲垫114，所述弧形安装槽113的形状、数量和位置均与集热板芯16相对应。

优选地，所述储能罐9的内部安装有上部温度传感器和下部温度传感器，所述上部温度传感器和下部温度传感器分别固定安装于罐体上端和下端，所述上部温度传感器和下部温度传感器连接控制器，所述上布水器94和下布水器95的进出水管96分别通过三叉管道连接用水管22和回水管23，所述出水口18处设有出水温度传感器。

优选地，所述水流分配管包括一级水流分配管24，所述一级水流分配管24通过异径弯管25连接二级水流分配管26的中部，所述二级水流分配管26的两端通过异径弯管Ⅰ27连接三级水流分配管28中部，所述三级水流分配管28通过异径弯管Ⅱ29连接四级水流分配管30，所述四级水流分配管30通过异径管Ⅰ31连接布水管910，所述布水管910为八边形闭合结构，所述布水管910设有多个，且尺寸逐渐变大，多个布水管910同圆心套装分布。

优选地，所述上布水器94和下布水器95的进出水管96上均安装有电磁阀32，所述电磁阀32连接控制器，所述进水管道6、进水管道Ⅰ8和出水管道10均为软管。

本发明工艺流程和工作原理为：根据用户的需求准备一定数量的集热模块1，将集热模块1固定于固定安装架2内部，通过顶升机构4调节固定安装架2的倾斜角度，使集热模块1达到最佳采光位置，启动水泵7和下布水器95的进出水管96上的电磁阀32，水泵7通过下布水器95上的布水孔911将储能罐9下端的水运送到集热模块1的上集水管14中，通过集热板芯16吸收太阳能对水进行加热，当出水温度传感器检测到水温加热到设定值后，控制器控制水泵Ⅰ8运行，控制上布水器94的进出水管96上的电磁阀32打开，水泵Ⅰ8将热水运送到上布水器94中，上布水器94经过一级水流分配管24、二级水流分配管26、三级水流分配管28和四级水流分配管30进入每个布水管910，再从布水孔911进入到储能罐9内部，依次对储能罐9的水进行加热，则储能罐9中热水体积不断增加，储能罐9内冷热水交界的斜温层将被向下推移，而储能罐9中总水量保持不变，从而进行蓄热储能，当储能罐9内的上部温度传感器和下部温度传感器所感应的温度接近时，上布水器94和下布水器95的进出水管96上的电磁阀32关闭，完成蓄热；将用水管22连接外部放热泵，当用户需要进行供热时，热水由上布水器94被放热泵抽出送至用户，经换热后的温度较低的水则通过外部管道从下布水器95进入储能罐1。

另外，该水蓄能技术主要是利用了水的物理特性。对于在1个大气压的水，4℃水温时其密度最大，此时为1000Kg/m

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。