CN103644670A - 一种新型太阳能热水器室内供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型太阳能热水器室内供暖系统，机架主体系统包括集热水箱和真空集热管，所述集热水箱上部设有进水管，所述集热水箱的下部设有排水管；所述气流循环吸热系统包括在所述集热水箱一侧端部设有进气扇管道，所述进气扇管道的一端与进气扇连接，所述进气扇管道的另一端通过导风管与第一冷热交换器连接，所述第一冷热交换器通过冷热交换过度管与第二冷热交换器连接，所述第二冷热交换器通过排气管与连接在集热水箱另一侧端部的排气扇管道一端连接，所述排气扇管道的另一端与排气扇连接。本发明具备造价低、耗电量小和无污染，一物二用等优点。

Description

一种新型太阳能热水器室内供暖系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器，尤其是涉及一种新型太阳能热水器室内供暖系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的物质文化生活水平得到了显著提高。空调、热水器作为一种改善人们生活的家用设备，无论在城市还是在农村都得到了广泛的应用。然而空调、热水器的生产安装和实用过程中会带来一系列问题。比如：空调热水器和其他供暖电器设备在生产和安装过程中需要消耗大量人力和物力，由于现有空调和家用供暖电器设备大部分都是化学制冷、制热。尤其是空调外机在使用过程中会向环境排放污染气体。加之一般家用供暖电器设备都是单一的电加热，使用时空气变得干燥。另外电动机和压缩机的功率大，耗电量大，噪音大，维修的频率高。因此为了克服现有常规空调的弊端和现有家用供暖电器设备的不合理，迫切需要发明一种符号节能、减排、环保要求的新型太阳能室内供暖系统。综上所述：现有家用供暖电器设备和现有普通空调存在生产成本高，使用时耗电量大，现有支架固定太阳能热水器使用功能单一的缺点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新型太阳能热水器室内供暖系统，具备造价低、耗电量小和无污染，一物二用等优点。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种新型太阳能热水器室内供暖系统，包括机架主体系统和气流循环吸热系统，所述机架主体系统包括集热水箱和真空集热管，所述集热水箱与真空集热管连通，所述集热水箱上部设有进水管，所述集热水箱的下部设有排水管；所述气流循环吸热系统包括设置在所述集热水箱内部的第一冷热交换器、冷热交换过度管和第二冷热交换器，在所述集热水箱一侧端部设有进气扇管道，所述进气扇管道的一端与进气扇连接，所述进气扇管道的另一端通过导风管与第一冷热交换器连接，所述第一冷热交换器通过冷热交换过度管与第二冷热交换器连接，所述第二冷热交换器通过排气管与连接在集热水箱另一侧端部的排气扇管道一端连接，所述排气扇管道的另一端与排气扇连接。

所述气流循环吸热系统是整个制热过程中的重要部分，该系统通过进气扇管道从室内抽取空气，通入集热水箱中第一冷热交换器完成初次吸热，达到了初次吸热的目的，完成初次吸热的气体经过冷热交换过度管，再通入第二冷热交换器，完成快速充分吸热，由于冷热交换器充分浸置于集热水箱的集热水中，使得它与集热水之间有着较大的接触面积，可以满足充分的吸热过程。最后将制热过的气体输出至房间或客厅中。

更进一步的，所述冷热交换过度管内设有三轮气流缓冲器，所述三轮气流缓冲器平行置于冷热交换过度管中，从而让空气在冷热交换过度管内暂时缓慢运动，使得内部的空气形成曲线流向，延长流程，再通入第二冷热交换器，从而达到充分吸热的效果。

更进一步的，在所述进气扇管道端口内侧设有管式陶瓷发热片，在进气扇的引风口外侧设置有进气扇温度传感器和预热器温控开关,所述进气扇温度传感器的信号输出端与温控开关的信号输入端连接，所述温控开关的信号输出端与管式陶瓷发热片连接。当进气扇温度传感器测得进气扇管道附近的空气温度低于某一设定值时，预热器温控开关智能化启动管式陶瓷发热片；当进气扇温度传感器测得进气扇管道附近的空气温度高于某一设定值时，预热器温控开关智能化关闭管式陶瓷发热片。

更进一步的，在所述集热水箱内设置有加热器温度传感器、加热器温控开关和辅助加热器，所述加热器温度传感器的信号输出端与加热器温控开关的信号输入端连接，所述加热器温控开关的信号输出端与辅助加热器连接。当遇到阴雨天气，太阳能无法提供足量的热量供热时，可以通过辅助加热器智能化供热。

更进一步的，所述进水管通过自动给水电子阀连接在集热水箱上，在所述集热水箱内壁上端安装有水位控制仪，所述水位控制仪的信号输出端与自动给水电子阀的信号输入端连接。当集热水箱中的水量低于或者高于某一设定值时，可以自动给水或停止供水。

更进一步的，所述集热水箱的上侧壁上安装有溢水管。当水位控制仪损坏或无法读取水位时或自动给水电子阀不停地给集热水箱供水时，可以把多余的水从溢水管中排出。

有益效果：本发明的优点在于，（1）本发明通过太阳能的机架主体系统和气流循环吸热系统，完成对空气的充分吸热，制热效果好，完全环保。并且具有热水器提供热水的功能，还可以当作取暖空调使用，一机二用。（2）本发明与现有家用供暖设备相比，具备耗能小、无噪音、室内空气舒适等优点。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明集热水箱的内部结构图。

附图3为本发明气流循环吸热系统的结构框图。

附图4为本发明进气扇端口安装滤网的示意图。

附图5为本发明进气扇端口的侧视图。

附图6为本发明冷热交换过度管的主视图。

附图7为本发明冷热交换过度管的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1、附图2和附图3所示，本发明包括机架主体系统和气流循环吸热系统，所述机架主体系统包括装有待加热水的集热水箱1、支架18和真空集热管19，所述支架18为左右立柱钢板、侧面钢板和底盘框架连接组合成的三角形支架，所述集热水箱1固定安装在支架18的上端，支架18的前面外侧安装有真空集热管座脚10，真空集热管座脚10上安装真空集热管19，所述集热水箱1与真空集热管19通过管道连通，所述集热水箱1上部设有进水管7，所述集热水箱1的下部设有排水管21；所述气流循环吸热系统包括设置在所述集热水箱1内部的第一冷热交换器4、冷热交换过度管5和第二冷热交换器8，在所述集热水箱1一侧端部设有进气扇管道13，所述进气扇管道13的一端与进气扇23连接，所述进气扇管道13的另一端通过导风管2与第一冷热交换器4连接，所述第一冷热交换器4通过冷热交换过度管5与第二冷热交换器8连接，所述第二冷热交换器8通过排气管15与连接在集热水箱1另一侧端部的排气扇管道16一端连接，所述排气扇管道16的另一端与排气扇24连接。

如附图6、7所示，所述冷热交换过度管5内设有三轮气流缓冲器20，所述三轮气流缓冲器20平行置于冷热交换过度管5中。所述三轮气流缓冲器20内设有三个轮片201，通过三根小轴沿轮片201的直径方向穿透连接，每根小轴的两端分别装在三轮气流缓冲器20内壁相对应的小轴弹簧座脚上，所述轮片201上均匀分布前后导通的气孔，当进入空气时，轮片201自主旋转，用来阻击流进来的空气，轮片201上均匀分布有相导通的气孔，从而让空气在冷热交换过度管5内暂时缓慢运动，使得内部的空气形成曲线流向，延长流程，再通入第二冷热交换器8，从而达到充分吸热的效果。

所述的集热水箱1和真空集热管19通过支架18安装在户外便于接收太阳光的地方；所述的进气扇23、排气扇24安装在室内。

如附图5所示，在所述进气扇管道13端口内侧设有管式陶瓷发热片28，在进气扇23的引风口外侧设置有进气扇温度传感器26和预热器温控开关27，所述进气扇温度传感器26的信号输出端与温控开关27的信号输入端连接，所述温控开关27的信号输出端与管式陶瓷发热片28连接。当进气扇温度传感器26测得进气扇管道13附近的空气温度低于某一设定值时，本发明中该设定值为2℃，预热器温控开关27智能化启动管式陶瓷发热片28；当进气扇温度传感器26测得进气扇管道13附近的空气温度高于某一设定值时，本发明中该设定值为8℃，预热器温控开关27智能化关闭管式陶瓷发热片28。这样的设计优越于：可以通过管式陶瓷发热片28的预热，使得进入进气扇23的空气提前加热，可以满足短时间将室内的气温最快速度的提升。

在所述集热水箱1内设置有加热器温度传感器3、加热器温控开关9和辅助加热器14，所述加热器温度传感器3的信号输出端与加热器温控开关9的信号输入端连接，所述加热器温控开关9的信号输出端与辅助加热器14连接。当遇到阴雨天气，太阳能无法提供足量的热量供热时，可以通过辅助加热器14智能化供热。所述的辅助加热器14用于加热集热水箱1内的水。

所述进水管7通过自动给水电子阀12连接在集热水箱1上，在所述集热水箱1内壁上端安装有水位控制仪11，所述水位控制仪11的信号输出端与自动给水电子阀12的信号输入端连接。当集热水箱中的水量低于或者高于某一设定值时，可以自动给水或停止供水。所述集热水箱的上侧壁上安装有溢水管。当水位控制仪11损坏或无法读取水位时或自动给水电子阀12不停地给集热水箱1供水时，可以把多余的水从溢水管6中排出。

所述太阳能集热水箱1的内桶体材料均为不锈钢，可以防止集热水箱1和各配件长期与集热水接触而生锈。所述内桶体外层覆有高效保温材料，防止与外界有冷热交换。外管道或入墙管道选择为PVC管，管体外层覆有高效保温材料。如附图4所示，所述进气扇管道23端口安装有滤网，可以防止物体被吸进去，确保了系统工作的安全性。所述排气扇管道24端口安装有导风板，使用时可以调整热气流的制热方向。

系统工作时，首先通过控制开关使得进气扇管道的风扇23旋转抽气工作，排风扇24旋转排气工作，冷空气被抽入进气扇管道13，通过集热水箱1的导风管2再进入集热水箱1中的第一冷热交换器4，从而完成初次吸热，由于冷热交换器充分浸置于集热水中，使得它与集热水之间有着较大的接触面积，达到初次吸热的目的，完成初次吸热的气体经过冷热交换过度管5，再通入第二冷热交换器8，完成快速充分吸热，第二冷热交换器8的另一端与排气管15连接。所述排气管15与外界排气扇管道16连接，再由排气扇管道16输出至房间或客厅中。

如果一个房间平方面积为15平方米，高度为3米，这个房间或客厅的体积为45立方米。根据所处的地理位置，华东地区的冬天室内温度大约有三个月的时间持续在湿冷，温度为0—2度。现发明的一种新型太阳能热水器室内供暖系统，集热水箱1长1800mm，直径600mm，进气扇管道13直径为80mm，进气扇23其端口长600mm，宽250mm，排气扇管道16直径为80mm，排气扇24其端口长600mm，宽250mm。正常工作后，一般冬天太阳能集热水箱1的水温为65度左右，忽略阴雨天的情况时，而排气扇管道16每分钟的排气量是1立方米左右，进气扇管道13的风量也是每分钟1立方米左右，那么在5分钟左右就可以让温度上升为12度，十分钟就可以让温度升至为20―25度，如果在寒冷的冬天连续阴雨天，在使用太阳能热水器室内供暖的过程中由于通过对冷气流的吸热，集热水箱1的集热水温度会不断的降低，一段时间后根据集热水箱1的加热器温度传感器3设定的读数将信号输送到辅助加热器14，辅助加热器14开始工作。水温在逐渐升高，当水温达到加热器温度传感器3设计的最高读数时，辅助加热器14自动关闭，这样集热水箱1的温度总是保持在60度-65度。

系统在正常工况下，总用电量85W，其中进气扇23功率40W，排气扇24功率45W，管式陶瓷发热片28功率80W，辅助加热器14功率为400W（在阴雨天或极端天气时使用频繁），与现有家用供暖电器产品相比，可以节约用电百分之五十以上，节约金属材料百分之四十以上。更重要的是热水器与供暖装置可以同时使用，对环境不造成任何污染，系统装置采用的主要金属材料为不锈钢。

本发明的太阳能热水器室内供暖系统是不需要任何化学原料，更不需要压缩机，对环境不造成任何污染，属于环保系列产品。与现有太阳能热水器相比较，现有太阳能热水器只能单独提供日常生活的热水供应，而本发明还可用作室内供暖。本发明的太阳能热水器室内供暖系统，包括集热水箱内的添加装置、外露管道、入墙管道、保温材料总生产成本不超过500元，生产成本低，属于节约型产品，这仅是理论数据。是根据普通平房和普通多层楼房的所用管道，多层楼房按6楼计算取平均值，如果是高层楼房可以采用前阳台挂壁式太阳能热水器，按照同样的设计原理制作，使用和安装会更便利。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：包括机架主体系统和气流循环吸热系统，所述机架主体系统包括集热水箱（1）和真空集热管（19），所述集热水箱（1）与真空集热管（19）连通，所述集热水箱（1）上部设有进水管（7），所述集热水箱（1）的下部设有排水管（21）；所述气流循环吸热系统包括设置在所述集热水箱（1）内部的第一冷热交换器（4）、冷热交换过度管（5）和第二冷热交换器（8），在所述集热水箱（1）一侧端部设有进气扇管道（13），所述进气扇管道（13）的一端与进气扇（23）连接，所述进气扇管道（13）的另一端通过导风管（2）与第一冷热交换器（4）连接，所述第一冷热交换器（4）通过冷热交换过度管（5）与第二冷热交换器（8）连接，所述第二冷热交换器（8）通过排气管（15）与连接在集热水箱（1）另一侧端部的排气扇管道（16）一端连接，所述排气扇管道（16）的另一端与排气扇（24）连接。

2.根据权利要求1所述一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：所述冷热交换过度管（5）内设有三轮气流缓冲器（20），所述三轮气流缓冲器（20）平行置于冷热交换过度管(5)中。

3.根据权利要求1所述一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：在所述进气扇管道（13）端口内侧设有管式陶瓷发热片（28），在进气扇（23）的引风口外侧设置有进气扇温度传感器（26）和预热器温控开关（27），所述进气扇温度传感器（26）的信号输出端与温控开关（27）的信号输入端连接，所述温控开关（27）的信号输出端与管式陶瓷发热片（28）连接。

4.根据权利要求1所述一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：在所述集热水箱（1）内设置有加热器温度传感器（3）、加热器温控开关（9）和辅助加热器（14），所述加热器温度传感器（3）的信号输出端与加热器温控开关（9）的信号输入端连接，所述加热器温控开关（9）的信号输出端与辅助加热器（14）连接。

5.根据权利要求1所述一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：所述进水管（7）通过自动给水电子阀（12）连接在集热水箱（1）上，在所述集热水箱（1）内壁上端安装有水位控制仪（11），所述水位控制仪（11）的信号输出端与自动给水电子阀（12）的信号输入端连接。

6.根据权利1、2、3、4或5所述一种新型太阳能热水器室内供暖系统，其特征在于：所述集热水箱（1）的上侧壁上安装有溢水管（6）。

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