CN103388910A

CN103388910A - 利用太阳热的制冷制热垫系统

Info

Publication number: CN103388910A
Application number: CN2013101682910A
Authority: CN
Inventors: 郑頍暪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-11-13
Also published as: JP2013234840A; KR101238558B1

Abstract

本发明涉及利用太阳能的制冷制热垫，包括：集热板，其对太阳热进行集热来加热热交换介质，蓄热罐，其储存制冷制热用水，并设置有热交换器、辅助热源部及排出管，循环泵，其用于通过配管向垫供给制冷制热用水，垫，其利用通过循环泵得到的制冷制热用水进行局部制冷制热，控制器，其调节蓄热罐的用水水位，控制用于开闭向垫供给的制冷制热用水的控制阀，控制循环泵是否工作，并基于温度测定部的输出信号来控制辅助热源部的驱动；利用太阳热的制冷制热垫系统通过上述结构进行局部制冷制热。本发明具有能够进行局部制冷制热的垫，仅用太阳热本身就能够满足制冷制热负荷热量，只需要用于使得用水循环的循环电机驱动电力，能够大幅节约耗电量。

Description

利用太阳热的制冷制热垫系统

技术领域

本发明涉及利用太阳热的制冷制热垫系统，更为具体地，通过太阳热集热器对蓄热储存罐内的水进行加热后，向垫供给上述加热的热水，从而能够进行局部制冷制热的利用太阳热的制冷制热垫系统。

背景技术

利用太阳热的制热装置包括：集热管，其为热交换介质的循环管道；集热板，为了借助太阳热来对在集热管内移送的热交换介质进行加热而对太阳热进行集热；以及蓄热罐，储存通过与被加热的热交换介质进行热交换来加热的制热用水。而且，设置有循环泵，用于向所要进行制热的区域循环制热用水；以及制热循环管道。

上述内容的以往技术，具有代表性的为韩国注册专利KR10-0684125、KR10-0932240、KR10-1058575等，并且由于利用太阳热进行制热的以往技术的每平方的制热负荷热量为510kcal/h，因而不能取代锅炉来进行制热炕。并且，在对具有三间房的一家进行制热时，由于蓄热罐的容量应为15000kg以上，因此具有由于容量大因而所占体积很大的缺点。

因此，现实情况是，以往技术并不是利用太阳热的制热，而是在一般制热系统上辅助使用太阳热。

利用热水的寝具用垫，利用由本体、水储存罐、热水循环泵以及加热器等构成的便携式锅炉来连续重复用加热器对锅炉的水储存罐内的水进行加热，并用循环泵使热水循环的过程，一旦达到所设置的制热温度，则阻断向加热器供给的电源，使得热水的温度不再上升，在经过一定时间后，若水储存罐内的热水降到所设置的制热温度以下，则重复重新向加热器进行电源供给，并对热水进行加热的过程，从而能够恒定维持所设置的制热温度。

由于如上所述的垫接收电源供给来工作，因而具有耗费大量电力的问题。因此，在韩国注册实用新方案KR20-0453725中，公开了以通过太阳热来产生的电利用低电力发光二级管发热体及电阻发热体的热水供给装置。

上述技术为，为了克服太阳热炕制热的界限而利用热水垫的局部制热技术，具有与加热垫或加热坐垫相比能够减少电费的效果。

但是，上述技术需具有充电电池、辅助电池以及充电控制装置，是以太阳热产生的电来对热水进行加热的形式，因而在转换能量时产生的能量损失大，并且上述结构属于非常高价的产品，而且是使用年限受限制的产品，因而在实用性方面存在界限。

因此，实际情况是，需要向能够进行局部制冷制热的垫或坐垫供给以太阳热进行加热的热水的技术。

现有技术文献

专利文献

（专利文献0001）1．韩国授权专利，KR10-0684125，《利用太阳热的锅炉系统的运行控制方法》，2007年02月12日

（专利文献0002）2．韩国授权专利，KR10-0932240，《利用太阳热的制热及热水装置》，2009年12月08日

（专利文献0003）3．韩国授权专利，KR10-1058575，《利用太阳热的制热装置》，2011年08月16日

（专利文献0004）4．韩国国内授权实用新型，KR20-0453725，《利用低电力发光二级管发热体及电阻发热体的热水供给装置》，2011年05月17日

发明内容

由于炕制热向存在于所要制热的热水配管周边的混凝土的热传导多，因而仅用太阳热能无法满足每平米制热负荷热量。

在炕制热方面，以往技术在将太阳热作为主热源来使用方面存在局限性，要克服此问题，则需要大容量的蓄热罐以及高昂的费用。

因此，本发明为解决如上所述的问题而进行发明的，在本发明中，比起炕制热，更想吸收能够进行局部制冷制热的垫系统。

利用热水垫的局部制冷制热不向外部产生热传导，平时为盖着被子的状态，因而能够维持保温性，具有不需要很多每平米制热负荷热量的优点。

因此，本发明的利用太阳热的制冷制热垫系统，其特征在于，

包括：集热板10，其对太阳热进行集热来对热交换介质进行加热，蓄热罐20，其储存制冷制热用水40，热交换器30，其设置于上述蓄热罐20，利用被上述集热板10加热的热交换介质来对制冷制热用水进行加热，辅助热源部90，其设置于上述蓄热罐20，对上述制冷制热用水40进行加热，温度测定部91，其设置于上述蓄热罐20，测定储存于蓄热罐20的制冷制热用水40的温度，排出管46，其与上述蓄热罐20的下端部相连接，排出阻断阀45，其通过控制器60开闭排出管46，循环泵70，其用于通过所连接的配管向垫50供给上述制冷制热用水40，垫50，其利用通过上述循环泵70得到的制冷制热用水进行局部制冷制热，连接器52，其能够连接上述垫50和用于供给上述制冷制热用水的配管，控制器60，其调节储存于上述蓄热罐20的制冷制热用水的水位，控制用于开闭向个别垫50供给的制冷制热用水的供给阀51，控制上述循环泵70是否工作，并以上述温度测定部91的输出信号为基础来控制上述辅助热源部的驱动；上述利用太阳热的制冷制热垫系统通过垫50进行局部制冷制热。

并且，本发明的特征在于，在上述垫50与蓄热罐20之间还包括还水部阀52，其在循环上述垫50并回到蓄热罐20的还水部具有形状记忆金属，从而使循环效率极大化。

并且，本发明的特征在于，通过上述控制器60来阻断上述制冷制热用水的加热，从而通过循环泵70向垫50只供给制冷制热用水，由此具有夏季制冷效果。

本发明随着具有能够进行局部制冷制热，向垫周边的热传导低，从而仅以太阳热也能够满足制冷制热负荷热量，因而只需要用于使得用水循环的循环电机驱动电力，由此能够大幅节约耗电量。

本发明的结构为小型，与现有设施相比能够减少50%以上的制造单价，并且维护费用也少。

本发明在冬季能够进行制热，夏季则通过阻断加热装置仅使制冷水进行循环，从而具有制冷效果。

附图说明

图1为本发明的优选一实施例的简图。

附图标记的说明

10：集热板 20：蓄热罐

21：水位调节部 22：空气排出口

30：热交换器 31：热介质循环管

32：热介质循环泵 33：检测阀

34：空气排出器 35：球阀

36：三通阀 37：热介质补充罐连接管

40：制冷制热用水 45：排出阻断阀

46：排出管 49：投入口

50：垫 51：供给阀

52：连接器 53：还水部阀

54：供给阀开闭开关 60：控制器

62：控制阀 70：循环电机

80：原水供给管 81：减压阀

82：阻断阀 90：辅助热源部

91：温度测定部

具体实施方式

以下，申请人参照附图将对之前本实施例的结构进行详细说明。并且，将省略对判断为有可能不必要地使本发明的要旨变得模糊的公知功能及结构的详细技术。

图1为本发明的优选一实施例的简图。

如图1所示，本发明的利用太阳热的制冷制热垫系统其特征在于，

包括：集热板10，其对太阳热进行集热来对热交换介质进行加热，蓄热罐20，其储存制冷制热用水40，热交换器30，其设置于上述蓄热罐20，利用被上述集热板10加热的热交换介质来对制冷制热用水进行加热，辅助热源部90，其设置于上述蓄热罐20，并对上述制冷制热用水40进行加热，温度测定部91，其设置于上述蓄热罐20，测定储存于蓄热罐20的制冷制热用水40的温度，排出管46，其与上述蓄热罐20的下端部相连接，排出阻断阀45，其通过控制器60开闭排出管46，循环泵70，其用于通过所连接的配管向垫50供给上述制冷制热用水40，垫50，其利用通过上述循环泵70得到的制冷制热用水进行局部制冷制热，连接器52，其能够连接上述垫50和用于供给上述制冷制热用水的配管，控制器60，其调节储存于上述蓄热罐20的制冷制热用水的水位，控制用于开闭向个别垫50供给的制冷制热用水的供给阀51，控制上述循环泵70是否工作，并以上述温度测定部91的输出信号为基础来控制上述辅助热源部的驱动；上述利用太阳热的制冷制热垫系统通过垫50进行局部制冷制热。

上述集热板10通过反射板来对太阳光进行集光，并利用通过集光所产生的太阳热来对热交换介质进行加热，用于一般的利用太阳热的制热装置，因而省略详细的说明。

上述集热板10与蓄热罐20内的热交换器30借助热介质循环管31来连接，并且在热介质循环管31设置有用于使热交换介质循环的热介质循环泵32。由此，热交换介质将循环集热板10和热交换器30。

并且，为了补充热交换介质的不足的部分，上述热介质循环管设置有热介质补充罐、空气排出器34、用于安全方面的检测阀33、球阀35。

在上述热介质循环管31设置有遮挡热介质循环管31以使热交换介质向封闭回路管迂回而流的三通（3-way）阀36。

上述热交换器30在蓄热罐20中，以能够使热交换介质的热很好地传递于制热用水的热传导率高的材质（铜、银等）形成，为了扩大放热面积，以波形或螺旋形形成。

上述辅助热源部90，使用电加热器或使用液化气、油、煤炭等的化石燃料的锅炉。

上述制冷制热温度测定部91使用设置于蓄热罐20，并测定制冷制热用水的温度的热电偶等的温度测定传感器。

上述蓄热罐20作为储存制冷制热用水40的容器，以保温性好的材质构成，并具有制冷制热用水40的水位调节控制部21和温度测定部91。

上述连接器51具有能够与各垫50连接的结构，并具有在与垫50分离时，防止制冷制热用水40向外部流出的阻断功能。

原水供给管80经通过减压阀81和控制器60来开闭的阻断阀82来向蓄热罐20供给从外部供给的原水。

上述制冷制热用水40通过循环电机70从蓄热罐20向给水部传送，若通过控制器60来开闭的供给阀51开启，则随着形成于垫50内的循环配管来循环，并通过还水部阀53，经还水部向蓄热罐20进行循环。

上述供给阀51可将通过控制器60来控制的方式代替为手动方式。

上述排出管46与蓄热罐20的下端部相连接，在异物沉淀于蓄热罐或清扫蓄热罐20时，向外部排出制冷制热用水40。

上述排出管46的开闭通过与排出管的一端部相连接的排出阻断阀45来形成，并根据控制器60的信号来工作。

并且，上述排出阻断阀45能够将通过控制器60来控制的方式代替为手动方式。

在上述循环过程中，制冷制热用水40为热水时，将热水的热向垫50进行放热，随着放热而变凉的热水通过还水部阀53流入于还水部后重新回到蓄热罐20，并通过集热板10来被加热。

本发明的特征在于，在上述垫50与蓄热罐20之间还包括还水部阀52，所述还水部阀52在循环上述垫50并回到蓄热罐20的还水部具有形状记忆金属，从而使循环效率极大化。

上述还水部阀53在阀本体内安装随着温度可变的形状记忆合金，以在具有设置温度以上的温度的流体流动时能够遮挡阀的方式形成。

通过上述还水部阀53来连接多个垫50时，阻断首先达到设置温度的垫50的循环，以使其他垫50能够快速达到设置温度。

本发明的特征在于，通过上述控制器60来阻断对上述制冷制热用水进行加热，从而通过循环泵70来只向垫50供给制冷制热用水，由此得到夏季制冷效果。

在需要进行制冷时，通过使与热介质循环管31相连接的三通阀36工作，从而防止向蓄热罐20内的热交换器传送，仅向集热板10中心的内部回路循环。由此，阻断蓄热罐20内的制冷制热用水40被加热。

在需要进行夏季制冷时，通过使存储于蓄热罐20的制冷水和向蓄热罐20供给的原水循环来得到制冷效果。

作为提高上述制冷效果的方法，可向蓄热罐20插入冰块，由上述冰块来降低制冷制热用水40的温度来进行供给。因此，本发明的特征在于，在蓄热罐20的盖还包括能够插入冰块的投入口49，以通过降低上述制冷制热用水40的水温来提高制冷效果。

以上述的结构来对本发明的优选工作方法进行说明，在上述控制器60施加电源，则得到水位调节部21的信号来开启原水供给管80的阻断阀82，从而向蓄热罐20供给原水。

在上述原水供给管80的原水水压高时，通过减压阀81来将水压调节为0．5kgf以下并进行供给，达到存储与蓄热罐20的设置水位，则根据水位调节部21的信号，控制器60阻断原水供给。

通过上述集热板10吸收太阳热来被加热的热传导介质，通过热介质循环泵32来循环热介质循环管31，同时通过蓄热罐20内的热交换器30来对制冷制热用水40进行加热。

被加热的上述制冷制热用水40借助通过控制器工作的循环电机来循环所连接的多个垫50。

通过向上述垫50循环的制冷制热用水40进行局部制冷制热。

上述热介质循环泵32通过控制器60来在集热板出口温度及夜间时间不工作。

上述控制器60具有能够显示集热板信息、热介质信息、原水供给与否、垫联接与否、蓄热罐状态信息、以及对制冷制热状态的信息的显示器。

上述显示器可分离为其他显示器，以使得使用人员能够易于察看。

在用垫制热时，由于盖着被子的情况很多，因而适用本发明，就只用太阳热也能够制热。

根据本发明，在适用4个垫50时，以20至30升的蓄热罐20和5至6升的循环制冷制热用水40就能够得到充分的制冷制热效果。

因此，在上述集热板10无法对制冷制热用水40进行加热时，以辅助热源部90来对制冷制热用水40进行加热，但是对25至36升的制冷制热用水40进行加热并不需要很多能源费用。

本发明通过使用利用太阳热的能够进行局部制冷制热的垫，因而向垫周边的热传导低，从而仅以太阳热本身也能够满足制冷制热负荷热量，因此仅需要用于使得用水循环的循环电机驱动电力（6W），由此能够大幅节约耗电量，并能够进行利用太阳热的免费制热。

本发明的结构不需要大容量的蓄热罐20，并且能够以小容量的蓄热罐20以及小型化的整体结构来进行制作，因而与现有设施相比能够降低50%的制备单价，维护费用也低。

以上说明的本发明并不限定于上述实施例及附图，本发明所述技术领域的普通技术人员应能够明确，在不脱离本发明的技术思想的范围内能够进行多种替换、变形及变更。

Claims

1.一种利用太阳热的制冷制热垫系统，其特征在于，

包括：

集热板（10），其对太阳热进行集热来对热交换介质进行加热，

蓄热罐（20），其储存制冷制热用水（40），

热交换器（30），其设置于上述蓄热罐（20），利用被上述集热板（10）加热的热交换介质来对制冷制热用水进行加热，

辅助热源部（90），其设置于上述蓄热罐（20），对上述制冷制热用水（40）进行加热，

温度测定部（91），其设置于上述蓄热罐（20），测定储存于蓄热罐（20）的制冷制热用水（40）的温度，

排出管（46），其与上述蓄热罐（20）的下端部相连接，

排出阻断阀（45），其通过控制器（60）来开闭排出管（46），

循环泵（70），其用于通过所连接的配管向垫（50）供给上述制冷制热用水（40），

垫（50），其利用通过上述循环泵（70）得到的制冷制热用水进行局部制冷制热，

连接器（52），其能够连接上述垫（50）和用于供给上述制冷制热用水的配管，

控制器（60），其调节储存于上述蓄热罐（20）的制冷制热用水的水位，控制用于开闭向个别垫（50）供给的制冷制热用水的供给阀（51），控制上述循环泵（70）是否工作，并以上述温度测定部（91）的输出信号为基础来控制上述辅助热源部的驱动；

上述利用太阳热的制冷制热垫系统通过垫（50）进行局部制冷制热。

2.根据权利要求1所述的制冷制热垫系统，其特征在于，

通过上述控制器（60）来阻断上述制冷制热用水（40）的加热，并通过循环泵（70）向垫（50）供给制冷制热用水和原水，具有夏季制冷效果；

在蓄热罐（20）的盖还包括能够插入冰块的投入口（49），以通过降低上述制冷制热用水（40）的水温来提高制冷效果。