CN102305476A - 一种高温太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

高温太阳能热水器属于太阳能热利用领域，其主要是克服现有太阳能热水器接收效率低、难以实现高温的问题，本发明采用的技术方案是：利用太阳跟踪装置驱动抛物面式反射灶随太阳旋转，反射灶将太阳光聚集到焦点，在接近焦点的部位设计有受热器。抛物面反射灶聚光加热受热器；受热器上部设保温层，下部设透光真空保温层；太阳灶中的中间支撑灶具的支架设计成具有进、出口管和支撑受热器两个功能，进、出水管从抛物面反射灶中间部位穿出或从两侧向下并汇集到反射灶的中间位置，进、出水管通过软管与蓄水箱连接。本发明具有结构简单、自动化程度高、水温高、集热效率高、生产成本低、操作维修方便等特点。

Description

一种高温太阳能热水器
技术领域：
本发明涉及的是太阳能热水器，尤其是涉及一种具有高温的太阳能热水器。 
背景技术：
目前太阳能热水器一种是采用全玻璃真空管式和金属平板式集热器，这种集热器接收效率在50％以内，很难实现高温，一般用在洗浴方面；另一种是聚光式的热水器，集热效率较高，一般在70％以上，但是由于聚光灶需要跟太阳转动，所以接收的热量不易传递和储存。 
发明内容：
为了克服现有的全玻璃真空管式、金属平板式集热器接收效率低和很难实现高温的问题，以及聚光式热水器的聚光灶需要跟太阳转动，接收的热量不易传递和储存的问题。本发明提供一种新型的高温太阳能热水器，该高温太阳能热水器集热效率高达70％以上，温度达300°以上，吸收的热量便于传递和储存。 
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用太阳跟踪装置驱动抛物面式反射灶随太阳旋转，反射灶将太阳光聚集到焦点，在接近焦点的部位设计有受热器。抛物面反射灶聚光加热受热器；受热器上部设保温层，下部设透光真空保温层；太阳灶中的中间支撑灶具的支架设计成具有进、出口管和支撑受热器两个功能，进、出水管从抛物面反射灶中间部位穿出或从两侧向下并汇集到反射灶的中间位置，进、出水管通过软管与蓄水箱连接。本发明具有结构简单、自动化程度高、水温高、集热效率高、生产成本低、操作维修方便等特点。 
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
图1是本发明的实施例的结构示意图。 
图2是本发明的第二个实施例的结构示意图。 
图3是本发明的第三个实施例的结构示意图。 
图4是本发明的第四个实施例的结构示意图。 
其中：1、受热器；2、进水口；3、保温层；4、受热器温度探头；5、出水口；6、进水管；7、出水管；8、反射灶；9、光感器；10、光感信号线；11、太阳跟踪装置；12、蓄水箱；13、水位探头；14、水位信号线；15、热水出水阀门；16、电加热器；17、蓄水箱温度探头；18、电加热电源线；19、蓄水箱温度信号线；20、水泵前阀门；21、水箱出水管；22、循环水泵；23、单向阀；24、自来水管；25、电磁阀；26、自来水阀门；27、电磁阀信号线；28、水泵控制信号线；29、控制仪表；30、固定底座；31、辅助支架；32、真空保温层；33、排污阀；34、受热器温度信号线。 
具体实施方式：
在图1中，受热器(1)在反射灶(8)的接近焦点部位。受热器(1)设计成承压的扁平球状形式和盘管状形式。受热器(1)的上部设计成耐高温的保温层(3)；受热器(1)的下部设计成具有透光功能的 真空保温层(32)；受热器(1)设有受热器温度探头(4)；受热器(1)的低点处设有排污阀(33)；进水口(2)在受热器(1)的低点处；进水口(2)与进水管(6)相连；出水口(5)在受热器(1)的高点处；出水口(5)与出水管(7)相连；进水管(6)的另一端分别和水箱出水管(21)及自来水管(24)相连。在水箱出水管(21)上设计有水泵前阀门(20)、循环水泵(22)、单向阀(23)；在自来水管(24)上设计有电磁阀(25)和自来水阀门(26)。出水管(7)的另一端与蓄水箱(12)相连；水箱出水管(21)的另一端与蓄水箱(12)相连；蓄水箱(12)设有水位探头(13)、温度探头(17)、电加热器(16)、热水出水阀门(15)。受热器(1)依靠进水管(6)、出水管(7)、辅助支架(31)支撑；辅助支架(31)的一端与受热器(1)相连，另一端与反射灶(8)相连；反射灶(8)与太阳跟踪装置(11)相连；太阳跟踪装置(11)下部与固定底座(30)相连；光感信号线(10)的一端与光感器(9)相连，另一端与太阳跟踪装置(11)相连；水位信号线(14)的一端与水位探头(13)相连，另一端与控制仪表(29)相连；水箱温度信号线(19)的一端与温度探头(17)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电加热电源线(18)的一端与电加热器(16)相连，另一端与控制仪表(29)相连；水泵控制线(28)的一端与循环水泵(22)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电磁阀信号线的一端与电磁阀(25)相连，另一端与控制仪表(29)相连。光感器(9)接收太阳光的强度信号通过光感信号线(10)传递到太阳跟踪装置(11)，太阳跟踪装置(11)驱动反射灶(8)随太阳转动；反射灶(8)对准太阳聚焦加热受热器(1)。当受热器(1)的温度达到一个设定值，通过受热器温度探头(4)、受热器温度信号线(34)传递给控制仪表(29)；控制仪表(29)将信号通过电磁阀信号线(27)传递给电磁阀(25)；电磁阀(25)打开，自来水经过自来水阀门(26)、电磁阀(25)、进水管(6)、进水口(2)进入受热器(1)内，将受热器(1)内的高温热水送至出水口(5)，经出水口(5)和出水管(7)到蓄水箱(12)。这样反复进行将蓄水箱(12)的水加到设定值。当蓄水箱(12)的水加到设定值后，蓄水箱温度探头(17)检测到蓄水箱(12)的水温低于受热器(1)内水温达到一个设定值后，通过蓄水箱温度信号线(19)将信号传递给控制仪表(29)，控制仪表(29)通过水泵控制线(28)启动循环水泵(22)。蓄水箱(12)内的水通过水泵前阀门(20)、循环水泵(22)、单向阀(23)、进水管(6)、进水口(2)进入受热器(1)内，将受热器(1)内的高温热水置换后送至出水口(5)，经出水口(5)、出水管(7)到蓄水箱(12)。这样反复进行，将蓄水箱(12)的水温提高。当太阳光照强度较低，蓄水箱(12)内的水温不能满足使用要求，可操作控制仪表(29)，通过电加热电源线(18)启动电加热器(16)，当蓄水箱(12)内的水温达到设定值时，电加热器(16)自动停止。本专利中的水可以是其他液体介质如导热油等。蓄水箱(12)可以承压，可以当蒸汽罐使用，以便取得更高的温度。该高温太阳能热水器可进行多台串、并联连接，串联连接可以提高水(介质)的温度，并联连接可以提高热水(介质)的生产量。 
在图2所示的实施例中，受热器(1)在反射灶(8)的接近焦点部位。受热器(1)设计成承压的扁平球状形式和盘管状形式。受热器(1)的上部设计成耐高温的保温层(3)，受热器(1)的下部设计成具有透光功能的真空保温层(32)；受热器(1)设有受热器温度探头(4)；受热器(1)的低点处设有排污阀(33)；进水口(2)在受热器(1)的低点处；进水口(2)与进水管(6)相连，出水口(5)在受热器 (1)的高点处；出水口(5)与出水管(7)相连；进水管(6)的另一端和水箱出水管(21)相连；水箱出水管(21)与蓄水箱(12)相连。在水箱出水管(21)上设计有水泵前阀门(20)、循环水泵(22)、单向阀(23)。自来水管(24)接在蓄水箱(12)上，在自来水管(24)上设计有电磁阀(25)和自来水阀门(26)；出水管(7)的另一端与蓄水箱(12)相连。蓄水箱(12)设有水位探头(13)、温度探头(17)、电加热器(16)；热水出水阀门(15)与蓄水箱(12)相连；受热器(1)靠进水管(6)、出水管(7)、辅助支架(31)支撑；辅助支架(31)的一端与受热器(1)相连，另一端与反射灶(8)相连；反射灶(8)与太阳跟踪装置(11)相连；太阳跟踪装置(11)下部与固定底座(30)相连；光感信号线(10)的一端与光感器(9)相连，另一端与太阳跟踪装置(11)相连；水位信号线(14)的一端与水位探头相连，另一端与控制仪表(29)相连；水箱温度信号线(19)的一端与温度探头(17)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电加热电源线(18)的一端与电加热器(16)相连，另一端与控制仪表(29)相连；水泵控制线(28)的一端与循环水泵(22)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电磁阀信号线(27)的一端与电磁阀(25)相连，另一端与控制仪表(29)相连。水位探头(13)检测到蓄水箱水位低于设定值时，通过水位信号线(14)将信号传递给控制仪表(29)，控制仪表(29)通过电磁阀信号线(27)将电磁阀(25)打开，自来水经过自来水阀门(26)、电磁阀(25)、自来水管(24)进入蓄水箱(12)，将蓄水箱(12)水加到设定值。当蓄水箱(12)加到设定值后，蓄水箱温度探头(17)检测到蓄水箱(12)的水温低于受热器(1)内水温达到一个设定值后，通过蓄水箱温度信号线(19)将信号传递给控制仪表(29)，控制仪表(29)通过水泵控制线(28)启动循环水泵(22)。蓄水箱(12)内的水通过水泵前阀门(20)、循环水泵(22)、单向阀(23)、进水管(6)、进水口(2)进入受热器(1)内，将受热器(1)内的高温热水置换后送至出水口(5)，经出水口(5)、出水管(7)到蓄水箱(12)。这样反复进行，将蓄水箱(12)的水温提高。当太阳光照强度较低，蓄水箱(12)内的水温不能满足使用要求，可操作控制仪表(29)，通过电加热电源线(18)启动电加热器(16)，当蓄水箱(12)内的水温达到设定值时，电加热器(16)自动停止。本专利中的水可以是其他液体介质如导热油等。蓄水箱(12)可以承压，可以当蒸汽罐使用，以便取得更高的温度。该高温热水器可进行多台串、并联连接，串联连接可以提高水(介质)的温度，并联连接可以提高热水(介质)的生产量。 
图3所示的第三个实施例中，进水管(6)和出水管(7)位于反射灶(8)的两侧，其他结构连接和循环方式与图2所示的实施例相同。 
图4所示的第四个实施例中，进水管(6)和出水管(7)位于反射灶(8)的两侧，其他结构连接和循环方式与图1所示的实施例相同。 
同时：集热器部分设计有光感自动太阳跟踪装置。蓄水箱内设计有自动控制的电辅助加热装置。 

Claims (4)

1.一种高温太阳能热水器，在低温太阳能热水器中采用全玻璃真空管式和金属平板式集热器，在聚光式的热水器中反射镜、受热器、支架、进出水管、蓄水箱、控制系统相连接，其特征是抛物面反射灶聚光加热受热器；受热器上部设保温层，下部设透光真空保温层；太阳灶中的中间支撑灶具的支架设计成具有进、出口管和支撑受热器两个功能，进、出水管从抛物面反射灶中间部位穿出或从两侧向下并汇集到反射灶的中间位置，进、出水管通过软管与蓄水箱连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温太阳能热水器，其特征是受热器(1)在反射灶(8)的接近焦点部位。受热器(1)设计成承压的扁平球状形式和盘管状形式。受热器(1)的上部设计成耐高温的保温层(3)；受热器(1)的下部设计成具有透光功能的真空保温层(32)；受热器(1)设有受热器温度探头(4)；受热器(1)的低点处设有排污阀(33)；进水口(2)在受热器(1)的低点处；进水口(2)与进水管(6)相连；出水口(5)在受热器(1)的高点处；出水口(5)与出水管(7)相连，进水管(6)的另一端分别和水箱出水管(21)及自来水管(24)相连。在水箱出水管(21)上设计有水泵前阀门(20)、循环水泵(22)、单向阀(23)；在自来水管(24)上设计有电磁阀(25)和自来水阀门(26)。出水管(7)的另一端与蓄水箱(12)相连；水箱出水管(21)的另一端与蓄水箱(12)相连；蓄水箱(12)内设有水位探头(13)、温度探头(17)、电加热器(16)、热水出水阀门(15)。受热器(1)依靠进水管(6)、出水管(7)、辅助支架(31)支撑；辅助支架(31)的一端与受热器(1)相连，另一端与反射灶(8)相连；反射灶(8)与太阳跟踪装置(11)相连；太阳跟踪装置(11)下部与固定底座(30)相连；光感信号线(10)的一端与光感器(9)相连，另一端与太阳跟踪装置(11)相连；水位信号线(14)的一端与水位探头(13)相连，另一端与控制仪表(29)相连；水箱温度信号线(19)的一端与温度探头(17)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电加热电源线(18)的一端与电加热器(16)相连，另一端与控制仪表(29)相连；水泵控制线(28)的一端与循环水泵(22)相连，另一端与控制仪表(29)相连；电磁阀信号线的一端与电磁阀(25)相连，另一端与控制仪表(29)相连。
3.根据权利要求1所述的一种高温太阳能热水器，其特征是：集热器部分设计有光感自动太阳跟踪装置。
4.根据权利要求1所述的一种高温太阳能热水器，其特征是：蓄水箱内设计有自动控制的电辅助加热装置。
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