CN101548830B

CN101548830B - 太阳能恒温水床

Info

Publication number: CN101548830B
Application number: CN2009101382286A
Authority: CN
Inventors: 王云龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-05-06
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-05-06
Also published as: CN101548830A

Abstract

本发明“太阳能恒温水床”是由床体内的蓄热装置从太阳能热水器或其它供热装置中获得热能，利用水温差产生的重力循环，向上端的散热器循环供热，使床面散失的热量随时得到补充。在散热器回水系统中设有的自动恒温阀，具有按所设定的床温自动控制回水流量的功能，从而实现床面的自动恒温。由于该水床由太阳能热水器一次性提供的热量，可使水床连续12～24小时保持恒温，实现了该水床以太阳能为主要能源之目的；床内的水循环系统，无需外部能源，达到节能减排的效果。所以，该水床是一种集环保卫生、坚固耐用、保暖健身等优点于一身的家庭用床。

Description

太阳能恒温水床

本发明属于家具领域中的一种太阳能恒温水床。

在我国北方，特别是东北地区，延续了几千年的火炕，因具有保暖健身等益处，一直受到人们的青睐，尤其是在广大农村，更具有极强的生命力。但是，火炕必须依赖与其相连接的炉灶进行加温，存在能耗高、热效率低、污染环境、影响室内卫生并存在一氧化碳中毒危险等诸多缺点。在我国南方，因为冬季没有暖气供应，对于大部分人，特别是老弱病及北方移居的人群来说，初入被窝的感觉，真是苦不堪言，采用电热毯等取暖工具，又存在口干舌燥和火灾危险等隐患。已有水床大都是水袋电热式，其缺点是水袋易破裂，完全的电加热不益于节能减排，而且成本较高。中国专利03210955.5公开的“环保型智能水床”是将太阳能热水器的水管与水床的蛇形散热器直接连通，因为太阳能热水器与水床之间有一段较长距离，而散热器的散热又是一个非常缓慢的过程，当太阳能热水器输出的热水，缓慢地流入散热器时，其热量已经在途中基本散尽，因此，该专利用太阳能热水器供热的方法，难以实现。

本发明的目的是解决已有技术之不足，向人们提供一种以水为传热载体，依太阳能为主要能源，依电能或燃料能为应急能源的一种恒温水床。

本发明的技术方案包括：1、水床的恒温方法；2、水床的结构。

1、水床恒温的方法

1.1热能的获得与储备。1.1.1太阳能：根据水床蓄热水箱的容量，在适当的地方设一个上部水平面低于蓄热水箱底部水平面的排水水箱，当水床需要注入热水时，在自动排气阀的作用下，将水床中的失热水全部排入排水水箱，然后将太阳能热水器的载热水，一次性注满蓄热水箱及散热器，使水床获得太阳能；1.1.2电能：在蓄热水箱的端部或底部设有的电热器，在温控显示仪的自动控制下，加热蓄热水箱中的载热水，使水床获得电能；1.1.3燃料能：在蓄热水箱一端的上部设有的锅炉供热管可与任何形式的锅炉连接，使水床获得燃料能；1.1.4热能的储备：由上述方法获得的热能，以水为载体，储存于2～4个具有保温功能的蓄热水箱中，在12～24小时范围内，随着载热水的自动循环，不断补充散热器散失的热量。

1.2载热水的自动循环。在床体内设1～2个蓄热水箱为一组的蓄热装置，每一个蓄热水箱一端的顶部，都要通过输热管与上端相对应的散热器底部连通，形成蓄热水箱向散热器供热的来路；在散热器另一端底部，即每组蓄热水箱中间，设有一组散热器的回水装置，该回水装置是将水平并联式散热器底部的回水管与蓄热水箱底部的回水管连通，形成蓄热水箱向散热器供热的回路；由于蓄热水箱上部的水温高于散热器的水温，根据水温不同水比重也不同的原理，通过上述的来路和回路，使蓄热水箱和散热器内的载热水，产生重力自动循环。

1.3水床回水流量的控制。在每一组蓄热水箱向散热器供热的回路之间，都设有一个可调式自动恒温阀，该自动恒温阀可以按要求在5～30℃的范围内提前设定床面温度；恒温阀内的感温元件所感应的温度就是散热器与床面之间的温度，并以所设定的床面温度为限，自动控制其回水流量。

通过上述方法的实施，即可实现该水床连续12～24小时保持自动恒温。

2、水床的结构

该水床的结构是由：床面、散热器、蓄热水箱、自动排气阀、各部连通管、自动恒温阀、电加热装置、温度传感器、温度控制显示仪、四周围板和床头等部件按水重力自动循环的原理，相互支持构成。

本发明的太阳能恒温水床具有如下优点：

1、由于本发明的水床，在晴朗的天气里，所需热能全部由太阳能热水器提供，床面的恒温不需要外部能源，完全由温度控制恒温阀和水的比重实现，并且寂静无声；由于水床对水质没有污染，排水水箱中的蓄水，可以重新返回太阳能热水器重复利用，也可以作为其它生活用水，达到节能减排之目的；

2、由于本发明的水床，可采用金属、非金属或注塑材料制作，牢固、美观、耐用，可做到一次投资，相伴终生；

3、由于本发明水床中的蓄热水箱，是根据热传导的物理原理，实施了多项保温措施，实现了一次性蓄热，连续12～24小时的恒温效果；

4、利用本发明的核心技术，可以对已有睡床实施改造，从而可节省大量成本，受益于更多人群。

下面通过附图，并结合其实施方案，对本发明作进一步描述。

附图1是本发明一体双人床的纵向结构剖视图；附图2是本发明一体双人床的横向结构剖视图；附图3是本发明利用太阳能热水器供热的方法及安装示意图；

附图序号名称：1床面、2液压床面支撑、3散热器纵向管、4散热器横向管、5自动排气阀、6散热器座垫、7蓄热水箱、8水箱保温层、9电加热器、10锅炉供热分管、11蓄热水箱连通管、12锅炉供热总管、13输热管、14散热器回水连通管、15阀前回水管、16自动恒温阀、17阀后回水管、18蓄热水箱回水管、19回水连通管、20多用途管、21隔热堵板、22蓄热水箱温度传感器、23床面温度传感器、24支撑架、25床体围板、26太阳能热水器、27太阳能水管、28加水阀、29床体、30排水阀、31排水水箱、32水泵、33逆止阀、34床头、35床面温度显示仪、36蓄热水箱电热温控显示仪、37居室墙。

参见附图1、2：水床的上端是具有起落功能并带有散热孔或网状的床面1，床面的起落是由设在其底部的1～2个液压床面支撑2任意限位。床面下端的散热器是由4～8根散热器纵向管3和3～5根散热器横向管4相互连通，制成的水平并联式散热器，其材料可用方形、圆形金属管或其它塑料管制造、铸造或注塑成型。在散热器一端的顶部，设有自动排气阀5，其作用是，排水时吸入空气，加水时排出空气。散热器座垫6，分布于散热器底部四周，起到将散热器托起、固定的作用。在散热器底部设有至少由1～2个蓄热水箱7为一组的蓄热装置(一体双人床应设两组，纵向分体双人床或单人床设一组即可)，蓄热水箱与床体纵向设置，其材料可选用金属或其它塑料制成，直径为100～200mm，长度为1500～1800mm，水箱内壁设有反光层，外部是用聚胺脂或其它保温材料制成的水箱保温层8，保温层外部用铁皮或塑料包裹。在蓄热水箱一端中心偏下的部位，设有电加热器9，其作用是在太阳能热水器不能提供热水的情况下，应急加热。在蓄热水箱一端上部设有的锅炉供热分管10由蓄热水箱连通管11连通，并汇聚于锅炉供热总管12。在每个蓄热水箱一端顶部，都设有输热管13，输热管13与相对应的散热器横向管4的底部连通，形成蓄热水箱向散热器循环供热的来路；在散热器另一端底部，即每组蓄热水箱中间，设一组散热器的回水装置，该回水装置是由左右两根散热器回水连通管14，汇聚到一根阀前回水管15，自动恒温阀16设在阀前回水管15和阀后回水管17之间(一组散热器回水装置，可控制2～8根散热器纵向管的回水流量)，与散热器回水装置相对应的每个蓄热水箱一端的底部，设有的蓄热水箱回水管18和散热器阀后回水管17，都汇聚于回水连通管19，形成蓄热水箱向散热器循环供热的回路；由上述的来路和回路，构成该水床载热水自动循环系统。多用途管20与回水连通管19连通，该多用途管20的作用是：1、用于太阳能热水器热水的输入和失热水的排出；2、在锅炉供热时，作为其回路；3、作为水床的总泄水管。在蓄热水箱的缝隙中，设有用保温材料制成的隔热堵板21，作用是形成一个保温层，起到散热器和床面的保温作用。位于蓄热水箱另一端的中心部位，设有蓄热水箱温度传感器22。在散热器的底部，设有床面温度传感器23。床内设有的支撑架24，可选择木板或金属材料制作，起到支撑蓄热水箱、散热器和床面的作用。该床的床体围板25，考虑其美观耐用和成本等因素，选择金属或非金属材料制作。

参见附图3：由太阳能热水器26提供50～90℃的热水，通过太阳能水管27、加水阀28和多用途管20，快速注满床体29之中的蓄热水箱和散热器，使水床获得热能。水床在输入热水之前，应首先打开排水阀30，将床内的失热水全部排入排水水箱31。排水水箱的蓄水，可以用水泵32，通过太阳能水管27，返回太阳能热水器，循环利用。为了防止水的倒流，在水泵出口设有逆止阀33。在床头34上部设有床面温度显示仪35和蓄热水箱电热温控显示仪36。其中床面温度显示仪35与床面温度传感器23接通，蓄热水箱电热温控显示仪36与电加热器9和蓄热水箱温度传感器22接通。上述加水与排水装置，应设在居室墙37之外为宜。上述加水阀28和排水阀30，可以采用电磁阀或手动阀，如果采用电磁阀，其启动按钮安装在床头或其它适当之处，以方便控制为宜。

Claims

1.一种太阳能恒温水床的恒温方法，是由热能的获得与储备，载热水的自动循环和回水流量的自动控制实现的；其特征是：热能的获得与储备，是根据水床蓄热水箱的容量，在适当的地方设一个上部水平面低于蓄热水箱底部水平面的排水水箱，当水床需要注入热水时，在自动排气阀的作用下，将水床中的失热水全部排入排水水箱中储存，然后将太阳能热水器的载热水一次性注满蓄热水箱及散热器，使水床获得太阳能；在蓄热水箱端部或底部设有的电热器在温控显示仪的自动控制下，加热蓄热水箱中的载热水，使水床获得电能；在蓄热水箱一端的上部设有的锅炉供热管和床体底部设有的锅炉回水管，可与任何形式的锅炉连接，使水床获得燃料能；获得热能的载热水，储存于2～4个具有保温功能的蓄热水箱中，在12～24小时范围内，随着载热水的自动循环，不断补充散热器所散失的热量；载热水的自动循环，是在床体内设1～2个蓄热水箱为一组的蓄热装置，每一个蓄热水箱一端的顶部，都要通过输热管与上端相对应的散热器底部连通，形成蓄热水箱向散热器供热的来路，在散热器另一端的底部，即每组蓄热水箱之间，都设有一组散热器的回水装置，该回水装置是将散热器底部的回水管与蓄热水箱底部的回水管连通，形成蓄热水箱向散热器供热的回路，通过上述的来路和回路，使蓄热水箱和散热器内的载热水，产生重力自动循环；回水流量的自动控制，是在每一组蓄热水箱向散热器供热的回路之间都设有一个可调式自动恒温阀，自动控制其回水流量，从而实现该水床的自动恒温。

2.根据权利要求1所述的太阳能恒温水床的恒温方法，其中所述太阳能恒温水床的结构是由床面、散热器、蓄热水箱、自动排气阀、自动恒温阀、各部连接管、电加热装置、温度传感器、温度控制显示仪、四周围板和床头构成，其特征是：水床的上端是具有起落功能并带有散热孔的床面(1)，床面的起落是由液压床面支撑(2)任意限位；床面下端的散热器是由4～8根散热器纵向管(3)和3～5根散热器横向管(4)相互连通制成的水平并联式散热器；在散热器一端的顶部，设有自动排气阀(5)；散热器座垫(6)，分布于散热器底部四周；在散热器底部设有至少由1～2个蓄热水箱(7)为一组的蓄热装置，蓄热水箱与床体纵向设置，其直径为100～200mm，长度为1500～1800mm，内壁设有反光层，外部是水箱保温层(8)，水箱保温层外部用铁皮或塑料包裹；在蓄热水箱一端中心偏下的部位，设有电加热器(9)，在蓄热水箱一端上部设有的锅炉供热分管(10)由蓄热水箱连通管(11)连通，并汇聚于锅炉供热总管(12)；在每个蓄热水箱一端顶部都设有的输热管(13)与相对应的散热器横向管(4)的底部连通，形成蓄热水箱向散热器循环供热的来路；在散热器另一端底部，设有至少一组散热器的回水装置，该回水装置是由左右两根散热器回水连通管(14)汇聚于一根阀前回水管(15)，自动恒温阀(16)设在阀前回水管(15)和阀后回水管(17)之间，一组散热器回水装置，可控制2～8根散热器纵向管(3)的回水流量，在每个蓄热水箱一端的底部，设有的蓄热水箱回水管(18)和散热器阀后回水管(17)都汇聚于回水连通管(19)，形成散热器和蓄热水箱循环系统的回路；多用途管(20)与回水连通管(19)连通；在蓄热水箱的缝隙中，设有用保温材料制成的隔热堵板(21)；位于蓄热水箱另一端的中心部位，设有蓄热水箱温度传感器(22)；在散热器的底部，设有床面温度传感器(23)；床内设有的支撑架(24)和该床的床体围板(25)，可用金属或非金属材料制作；在床头(34)上部设有床面温度显示仪(35)和蓄热水箱电热温控显示仪(36)，其中床面温度显示仪(35)与床面温度传感器(23)接通，蓄热水箱电热温控显示仪(36)与电加热器(9)和蓄热水箱温度传感器(22)接通；加水阀(28)和排水阀(30)，采用电磁阀或手动阀。