CN102747845A - 移动式太阳能淋浴系统 - Google Patents

Abstract

一种移动式太阳能淋浴系统，是一种可移动的淋浴房；它包括由金属框架和壁板构成的淋浴间，其特征在于在淋浴间的中间部位设置有储物空间，储物空间将淋浴间隔离成为两个独立的淋浴房；在储物空间设置有恒温水箱、水泵、缓冲水箱和蓄热水箱，淋浴间的顶部设置有太阳能集热器；水泵包括设置缓冲水箱与太阳能集热器之间的连接管道上的调温水泵和设置在蓄热水箱与太阳能集热器之间的连接管道上的循环水泵。本发明结构布置合理，便于移动，由于设计有三个水箱，储存大量的水，淋浴房单元既可独立使用，在实际使用中也适合将多个淋浴房单元拼装在一起，构成不同大小的太阳热水淋浴系统。

Description

移动式太阳能淋浴系统

技术领域：

本发明涉及一种移动式太阳能淋浴系统，它属于一种移动建筑，特别是一种可移动的淋浴房。

背景技术：

居住在建筑工地上的人员每天都需要洗澡。但出于节约成本考虑，绝大多数建筑工地都不会配备热水淋浴冲凉房。他们平时只能在冲凉房用冷水淋浴，在天气寒冷时则会用水桶提些热水到冲凉房洗澡。随着生活水平的提高和文明施工意识的普及，应该在建筑工地配备热水冲凉房。但是配备这类淋浴房存在几个难点。其一：多数建筑工人居住在廉价的工棚中，工棚两三年就要拆迁，不可能将昂贵的太阳能集热器安装在工棚上。太阳集热器必须安装在专用的淋浴房上，以便于搬迁和长期使用。其二：对于普通的建筑，太阳能集热面积的设计可按每人1m²计算。而将太阳集热器安装在专用的淋浴房上时，其集热面积只能做到略大于冲凉房面积。也就是说，用于建筑工地的淋浴房，每平方米集热面积将供至少6人淋浴使用。这就要求必须大大提高系统的热效率，并且采用技术手段促使淋浴者合理用水。其三：淋浴房的结构应采用尽可能减少占地面积、节省构筑材料，同时能够储存大量热水且应设置衣物柜，以适应工地上人员众多的实际情况。当然，如果不考虑建造成本和运行费用，建造采用电加热或空气源热泵等加热方式的热水冲凉房，以上难点都不存在。

在现有的热水系统中，运行费用最低的是太阳能热水系统，它具有安全、节能、环保、经济等优点。尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式，使太阳能热水器能全年全天候使用。

申请号为00215400.5的实用新型“移动式太阳能整体浴室”公开了一种移动式太阳能整体浴室,包括可移动房体,在可移动房体的外表面上有与房体外表面连接的太阳能热水器,装在房体顶部的吊钩。房子和太阳能随野外工作人员一起行动,到达目的地后,将整体浴室吊下即可供工作人员洗澡用。它实际上就是普通真空管式家用太阳热水器与活动房屋的组合，其蓄热水箱安装在最高处。

申请号为01216869.6的实用新型“移动式太阳能浴室”公开了一种移动式太阳能浴室，包括移动的小房子上头设太阳能热水器;热水器由前低后高的水箱、保温层、吸热层、双层透膜玻璃盖、反光板、轴、套栓、弧形滑轨、气管、带喷水头的水管、入水管、进水管、水泵、带脚踏板的脚踏上水器组成;浴室底部安装脚轮,不仅家庭可用,工地打工者也好用。它实际上就是普通闷晒式太阳热水器与活动房屋的组合，其集热器同时也是蓄热水箱安装在最高处。

申请号为200920299434.0的实用新型“移动式太阳能供水淋浴车”公开了一种移动式太阳能供水淋浴车,它是在车架的上端设有车厢,车厢的前端设有驾驶室,驾驶室内装有冷暖空调,驾驶室的后侧设有操作室,操作室内设有抽水机、储水罐、操作台及污水回收处理器,操作室的后侧设有走道,走道的两侧分别设有淋浴室、更衣室、卫生间,及临时休息室,车厢的上顶端装有太阳能热水器,操作室内设有液压操纵杆。它实际上就是将普通太阳能热水系统与活动室淋浴房以及汽车进行简单组合。

申请号为00215400.5的实用新型和申请号为01216869.6的实用新型均为太阳能热水器与活动房屋的简单组合，水箱均设在最高处，水箱容积难以做大，且水温很难调节且没有更衣室。不适合建筑工地上需淋浴人员众多的实际情况。

申请号为200920299434.0的实用新型是将普通太阳能热水系统与设施齐全的活动式淋浴房以及汽车进行简单组合。其造价昂贵，不适用于建筑工地。

现有的用于建筑的集中式太阳能热水系统通常配置两个水箱，它可以将自来水加热后存在蓄热水箱，虽然冬季的蓄热水箱的温度还不能满足生活热水的温度要求，但它被送往另一个相对较小的恒温水箱采用电加热器等辅助热源继续加热，相对直接加热自来水，可以节省大量能耗。显然，配置两个水箱的集中式太阳能热水系统的太阳能利用率会明显高于仅设置一个水箱的太阳能热水系统。但集中式太阳能热水系统存在另一个问题，支管中预留的热水会散发热量，在用户使用时，要么将支管中的水白白排放掉，要么需要加装回水系统，才可以满足用户对热水温度的使用要求。实践证明：这种系统虽然太阳能利用率较高，但综合考虑较高的供水温度和支管中的热量损失，实际运行的耗电或燃气量也不少。

上述的现有技术中也同时存在如下的问题：几乎所有热水淋浴室的花洒都配有调节水温的水阀，当热水的温度太高时，人们本能地会开启冷水阀将水温调低，多数情况下不但没有节约热水，反而还浪费了冷水。

发明内容：

本发明的目的是提供一种造价低廉，可供多人使用的高效节能、节水、安全、便于搬运的太阳热水淋浴系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种移动式太阳能淋浴系统，它包括由金属框架和壁板构成的淋浴间，其特征在于在所述的淋浴间的中间部位设置有储物空间，所述的储物空间将淋浴间隔离成为两个独立的淋浴房；在所述的储物空间的上部设置有一恒温水箱和水泵；在所述的储物空间的下部设置有缓冲水箱和蓄热水箱，所述的恒温水箱、水泵、缓冲水箱和蓄热水箱之间由管道连接；所述的淋浴间的顶部设置有太阳能集热器，所述的太阳能集热器通过管道与所述的三个水箱连接；在所述的恒温水箱上连接有通入两个独立淋浴房的花洒。所述的水泵包括设置缓冲水箱与太阳能集热器之间的连接管道上的调温水泵和设置在蓄热水箱与太阳能集热器之间的连接管道上的循环水泵。

在所述的水泵包括一个循环水泵和一个调温水泵。

在所述的淋浴出水口处的管道上设置有一可调试水温和水量大小的电子控制器和限时水阀。

在所述的恒温水箱中设有辅助加热器。

在所述的缓冲水箱和蓄热水箱之间设置有一储物柜。

在所述的恒温水箱、缓冲水箱和蓄热水箱均为卧式承压水箱。

在所述的由金属框架和壁板构成的淋浴间和储物空间，壁板所用材料为微发泡PVC塑料板。

在所述的蓄热水箱和恒温水箱的箱壁上均设置有保温层。

在所述的太阳能集热器通过铰链和可调支架连接到金属框架上。

在所述的太阳能集热器为3m×1m的平板式太阳能集热器。

本发明结构布置合理，结材、节地，由于设计有三个水箱，储存大量的水，淋浴房单元既可独立使用，在实际使用中也适合将多个淋浴房单元拼装在一起，构成不同大小的太阳热水淋浴系统，以适用于不同规模的建筑工地，同时也便于整体搬运。使用时，由于储存了大量的水，且重心低，所以不易被风吹倒，使用安全可靠。由于设计了将现有的用于温度和水温调节的电子控制器结合缓冲水箱和调温水泵，可以实现水温控制在50℃之内，减少了系统的热损失，充分利用了有限的集热面积。本发明造价低廉，宜维护，使用寿命长。

附图说明：

图1为本发明的立体结构示意图

图2为本发明的内部结构立体示意图

图3为本发明的水温高于设定温度时，水的循环示意图

图4为本发明的水温低于设定温度时，水的循环示意图

图5为本发明的系统控制部分的工作原理框图

具体实施方式：

下面结合附图1、图2、图3和图4，对本发明进行进一步的说明：

实施例1：

在本实施例中，本发明包括由金属框架1和壁板14构成的淋浴间，在所述的淋浴间的中间部位设置有储物空间，所述的储物空间将淋浴间隔离成为两个独立的淋浴房。为了实现本发明保持水温，节约能源的目的，在所述的储物空间的上部设置有一恒温水箱4和水泵；在所述的储物空间的下部设置有缓冲水箱2和蓄热水箱3，所述的恒温水箱4、水泵、缓冲水箱2和蓄热水箱3之间由管道连接；在本实施例中所述的恒温水箱4、缓冲水箱2和蓄热水箱3均为卧式承压水箱。所述的水泵包括设置缓冲水箱2与太阳能集热器之间的连接管道91上的调温水泵9和设置在蓄热水箱3与太阳能集热器之间的连接管道81上的循环水泵8。

为了进一步的提高本发明节能效果，所述的蓄热水箱3和恒温水箱4的箱壁上均设置有保温层，有效的防止了热量的损失，保证了用水的温度。蓄热水箱3和恒温水箱4的容积大小可以是依据采用的太阳能集热器的集热面积依据常规的计算方法确定。在本发明中，所述的蓄热水箱3和恒温水箱4以及缓冲水箱2的箱体可以是采用不锈钢板制作。本发明的能源来源主要是太阳能，所以在所述的淋浴间的顶部设置有太阳能集热器5，所述的太阳能集热器通过管道与上述的三个水箱连接。在本实施例中，所述的太阳能集热器5通过铰链11和可调支架12连接到金属框架1上，即这样的结构实现了将太阳能集热器5覆盖在了淋浴间顶部，在所述的恒温水箱4上连接有通入两个独立淋浴房的花洒6。本发明的水温控制和调节的实现由下述机构完成：在所述的淋浴出水口处的管道上设置有一限时水阀7，并结合一个循环水泵8和一个调温水泵9。限时水阀7均可以采用现有技术中的电子控制器和定时水阀。例如：限时水阀7可采用现有技术中由水流开关、数显定时器和电磁水阀组成的限时水阀。目的是限制每个人的淋浴时间不超过管理者限定的时间（如5分钟），使工地上的每个人都能有机会使用热水淋浴。为了在阴天或者冬天时保证本发明的水温，在所述的恒温水箱1中设有辅助电加热器41。辅助电加热器41可以是由一个普通的数显式温度控制器控制。所述恒温水箱也可选用市售的普通的带数显的储热式电热水器整体取代之。

在本实施例中，本发明中所使用的太阳能集热器5为3m×1m的平板式太阳能集热器。

本发明的电气控制部分完全采用现有太阳能淋浴器中所使用的水温控制系统，如图5中所示，它能够实现如下控制功能：

a.当有直射阳光（夏季薄云遮日时，云层也有较强的红外辐射，此时如能对集热器进行加热，也认为是直射阳光，触发循环水泵所需的光照强度是需要现场调整的）时，循环水泵8延时若干秒钟后启动。无直射阳光时，无论水温高低，循环水泵8延时若干秒钟后关停。

b.当有直射阳光时，当集热器出水温度T₁低于50℃时，此时的水循环路径为：集热器5出水口——恒温水箱4——蓄热水箱3——循环水泵8——集热器5进水口，即附图4中的箭头指示方向；当集热器出水温度T₁超过50℃时，调温水泵9启动，将50℃以上的热水送到最下面的缓冲水箱2中。此时的水循环路径为：集热器5出水口——调温水泵9——缓冲水箱2——蓄热水箱3——循环水泵8——集热器进水口，即附图3中的箭头指示方向。

c.无直射阳光时，由于循环水泵8延时若干秒钟后关停，所以T₁不可能超过50℃，此时调温水泵9必然停转。但是可以通过手动操作使调温水泵9转动，手动操作的目的是使三个水箱的水温接近。

d.在通向花洒管路中接有限时水阀7。限时水阀7可由水流开关、数显定时器和电磁水阀组成。当管路中有水流流动时，水流开关闭合，触发数显定时器倒计时；当管路中的水不流动时，水流开关断开，数显定时器停止倒计时。数显定时器的预置时间可通过投币或刷卡的方式启动预置，只有在水流开关闭合才进行倒计时。当倒记时达到零时，切断水路。使用者可根据数显定时器显示的剩余时间来把握沐浴的速度。

本发明的使用方法和工作流程如下：

使用方法：

接通水路后，首次使用时应打开花洒阀门排气，使3个水箱都注满水。接通所有电路，调节恒温水箱的设定温度T₁为40℃。

a.经一天太阳能加热后，观察恒温水箱显示的水温。若水温偏高，可按下调温按钮使调温水泵转动，直至水温降至满意的温度。启动限时水阀7，即可开始沐浴。

b.在非淋浴时间应关掉恒温水箱加热器电源。淋浴前再开启恒温水箱加热器电源。

c.当恒温水箱的辅助加热器的功率无法满足多人连续洗浴的需要时，此时可预先启动辅助加热电源，并适当启动调温水泵，使3个水箱的水温都预热到约35℃。

工作原理

a.当有阳光直射集热器的集热芯5时，延时适当的时间（如10秒）后循环水泵8工作，此时即使集热器的水温不高，但是只要高于周围的空气温度就说明有能量被吸收，该能量就应该被存放到水箱中。由于水的流动路径为：集热器5出水口——恒温水箱4——蓄热水箱3——循环水泵8——集热器5进水口。恒温水箱4和蓄热水箱3中的水会被加热。

d.当有阳光直射集热器的集热芯时，蓄热水箱的水温可能会接近50℃。此时，集热器出水的温度T₂就可能超过50℃，调温水泵开始运转，此时，集热器收集的能量将被存储到缓冲水箱中。设计时尽可能加大缓冲水箱的容积，使缓冲水箱中的水温不可能超过50℃。

b.对于夏季多云天气或冬季的晴天，太阳辐射量不足以将三个水箱的水温加热到40℃以上，但由于上述控制方式会首先加热上面两个水箱，而上面两个水箱的容积刚好是按照常规计算方法设计的，所以尽管没有多余的能量对最下面的缓冲水箱进行加热，上面两个水箱的水温一般还是会达到可淋浴的温度。

c.当接通辅助加热器电源时，无论何种原因导致恒温水箱水温低于40℃，电加热器都会将恒温水箱中的水加热至40℃。

d.在冬季寒冷天气，辅助加热器的功率可能无法满足多人连续洗浴的需要，此时管理员可预先启动辅助加热电源，并适当启动调温水泵，使3个水箱的水温都预热到约35℃。这样做并不会增加能耗的理由：不预热时，每个人洗完后，第二个人须等待水温上升至40℃后再洗，假设总共需要10小时。而预热9小时，然后要求所有人集中在1小时内洗完，总共也是10个小时。而这期间辅助加热器都是在不间断地工作的，即所消耗的电是一样多的。

实施例2：

在本实施例中，在所述的缓冲水箱2和蓄热水箱3之间设置有一储物柜13，方便洗浴时将衣物置于其中，而不需要另外设置一个专用空间。

本实施例的其他部分与实施例1完全相同。

Claims (10)

1.一种移动式太阳能淋浴系统，它包括由金属框架（1）和壁板（14）构成的淋浴间，其特征在于在所述的淋浴间的中间部位设置有储物空间，所述的储物空间将淋浴间隔离成为两个独立的淋浴房；在所述的储物空间的上部设置有一恒温水箱（4）和水泵；在所述的储物空间的下部设置有缓冲水箱（2）和蓄热水箱（3），所述的恒温水箱（4）、缓冲水箱（2）和蓄热水箱（3）之间由管道连接；在所述的淋浴间的顶部设置有太阳能集热器（5），所述的太阳能集热器通过管道与所述的三个水箱连接；在所述的恒温水箱（4）上连接有通入两个独立淋浴房的花洒（6）；所述的水泵包括设置在缓冲水箱（2）与太阳能集热器之间的连接管道（91）上的调温水泵（9）和设置在蓄热水箱（3）与太阳能集热器之间的连接管道（81）上的循环水泵（8）。

2.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的淋浴出水口处的管道上设置有一可限时水阀（7）。

3.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于所述的限时水阀（7）是由水流开关、数显定时器和电磁水阀组成的限时水阀。

4.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的恒温水箱（1）中设有辅助加热器（41）。

5.如权利要求1或2或3中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的缓冲水箱（2）和蓄热水箱（3）之间设置有一储物柜（13）。

6.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的恒温水箱（4）、缓冲水箱（2）和蓄热水箱（3）均为卧式承压水箱。

7.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于由金属框架（1）和壁板（14）构成的淋浴间和储物空间，壁板（14）所用材料为微发泡PVC塑料板。

8.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的蓄热水箱（3）和恒温水箱（4）的箱壁上均设置有保温层。

9.如权利要求1中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的太阳能集热器（5）通过铰链（11）和可调支架（12）连接到金属框架（1）上。

10.如权利要求8中所述的移动式太阳能淋浴系统，其特征在于在所述的太阳能集热器（5）为3m×1m的平板式太阳能集热器。

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