CN103673333A - 低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，包括蓄热箱（6）、以及为所述蓄热箱（6）提供太阳能热能的太阳能供能管路（27）、用于采暖的采暖管路（28）、以及用于洗浴的洗浴管路（29）；其中，所述蓄热箱（6）的壳体为由内胆（20）与外壳（22）构成的双层结构，并且所述内胆（20）与外壳（22）之间设有聚氨酯保温层（21）；所述蓄热箱内部充装有低熔点石蜡（13）；并且第一换热器（11）、第二换热器（23）和第三换热器（24）依次排列在蓄热箱内。本发明采用熔点范围为35℃-44℃的石蜡为蓄热介质，其蓄热能力是同样体积大小（是指蓄热箱容积相同）水箱的3-6倍，可以存储更多的热量。
Description
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体地本发明涉及一种低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置。
背景技术
现有的采暖需要消耗大量的煤碳、天燃气、电能资源，在大力提倡节能减排的今天，太阳能是免费能源，取之不尽，用之不竭，但太阳能也是不稳定的能源，白天、夜晚就存在利用不均衡问题，直接影响太阳能采暖的效果。因此要实现白天采暖，夜晚使用，实现能源储存则是关健。如果用太阳能采暖，是以水为蓄热介质，其是利用水温的升高（显热）来蓄热的，因而蓄热能力很低，而且随着水温的升高，其散失的热量也较多。
因此，利用相变材料作为太阳能采暖的蓄热介质，可以大大提高太阳能的蓄热能力。但是，现有的相变材料的导热性和流动性能都很差，不能很好地将太阳能的热量传导给相变材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，本发明低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置采用熔点范围为35℃-44℃的石蜡为蓄热介质，其蓄热能力是同样体积大小（是指蓄热箱容积相同）水箱的3-6倍，可以存储更多的热量以备夜间及阴雨天使用；彻底解决了相变材料的导热性能和流动性能差的问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，包括蓄热箱、以及用于为所述蓄热箱提供太阳能热能的且包含第一换热器的太阳能供能管路、用于采暖且包含第二换热器的采暖管路、以及用于洗浴且包含第三换热器的洗浴管路；
其中，所述蓄热箱的壳体为由内胆与外壳构成的双层结构，并且所述内胆与外壳之间设有聚氨酯保温层；
所述蓄热箱内部充装有低熔点石蜡；并且所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器依次排列在所述蓄热箱内部。
上述技术方案中，白天或晴天，太阳能供能管路收集太阳能热能，并通过第一换热器将热量储存在蓄热箱的低熔点石蜡中，供夜间或阴天使用。通过蓄热箱内的第二换热器，为采暖管路提供采暖热水。通过第三换热器为洗浴管路提供洗浴用热水。
进一步的技术方案，所述第一换热器、第二换热器和第三换热器均为带翅片的铜管换热器。
为了提高蓄热箱的蓄热能力，所述低熔点石蜡的熔点为35℃-44℃。进一步的，所述低熔点石蜡的熔点为42℃。
更进一步的技术方案，所述蓄热箱内还充装换热工质，所述换热工质选自水、防冻液、酒精和丙酮的任意一种；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和换热工质的体积比为2～4:1。
进一步地，所述换热工质为水；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和水的比例为2:1。
所述蓄热箱的外部设有太阳能集热器；所述蓄热箱的壳体上设有太阳能热水进水口和太阳能热水回水口；所述太阳能热水进水口和太阳能热水回水口均通过管道连接到所述太阳能集热器；所述第一换热器的两端分别与所述太阳能热水进水口和太阳能热水回水口连接；通过管道连接的所述太阳能集热器、太阳能热水进水口、第一换热器、太阳能热水出水口构成所述太阳能供能管路。
所述蓄热箱的壳体上还设有用于向用户供应采暖用水的采暖出水口和用于回收采暖用水的采暖回水口；所述第二换热器的两端分别与所述采暖出水口和采暖回水口连接；通过管道连接的所述采暖回水口、第二换热器和采暖出水口构成所述采暖管路。
所述蓄热箱的壳体上还设有用于用于洗浴的鲜活水进水口和鲜活水出水口；所述第三换热器的两端分别与所述鲜活水进水口和鲜活水出水口连接；通过管道连接的所述鲜活水进水口、第三换热器和鲜活水出水口构成所述洗浴管路。
为了方便在阴雨天时可以启用电能以对太阳能进行补充，即为了实现光电互补，在所述蓄热箱中还设有电加热器。进一步，所述电加热器还连接温度传感器。
所述太阳能集热器与所述太阳能热水进水口之间的管道上还设有太阳能温度传感器和第一循环水泵。
连接所述采暖出水口和采暖回水口之间的蓄热箱外部的管道上设有采暖温度传感器、第二循环水泵、分集水器和采暖盘管。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）、由于采用低熔点石蜡为蓄热介质，其蓄热能力是同样体积大小（是指蓄热箱容积相同）水箱的3-6倍，甚至更高，真正解决了太阳能采暖的难题。在天晴时，可以存储更多的热量以备夜间及阴雨天使用。
（2）本发明所述蓄热箱内除充装有低熔点石蜡以外，还充装有水；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和水的体积比例为2:1，提高了蓄热箱内蓄热材料的导热性和流动性能。
（3）、可以大大缩小蓄热箱的体积。
（4）、采用分体结构可以与建筑物完美结合。
（5）、蓄热箱不承压，便于制造，成本低。
（6）、真正实现太阳能可以采暖。
（7）、生活、洗浴热水仍然以承压方式出热水，冷水即过即热，新鲜的热水使生活、洗浴热水更舒适。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
图中各部件对应的名称为：1-太阳能集热器；2-带保温的水管；3-太阳能温度传感器；4-第一循环水泵；6-蓄热箱；7-采暖温度传感器；8-第二循环水泵；9-分集水器；10-采暖盘管；11-第一换热器；12-太阳能热水进水口；13-低熔点石蜡；14-太阳能热水回水口；15-采暖出水口；16-采暖回水口；17-鲜活水进水口；18-鲜活水出水口；19-电加热器；20-内胆；21-聚氨酯保温层；22-外壳；23-第二换热器；24-第三换热器；25-单向阀；26-自来水进水口；27-太阳能供能管路；28-采暖管路；29-洗浴管路。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，包括蓄热箱6、以及用于为所述蓄热箱6提供太阳能热能的且包含第一换热器11的太阳能供能管路27、用于采暖且包含第二换热器23的采暖管路28、以及用于洗浴且包含第三换热器24的洗浴管路29。其中，蓄热箱6的壳体为由内胆20与外壳22构成的双层结构，并且所述内胆20与外壳22之间设有聚氨酯保温层21；所述蓄热箱内部充装有熔点为35℃的石蜡13；并且所述第一换热器11、所述第二换热器23和所述第三换热器24依次排列在所述蓄热箱内部。
所述第一换热器11、第二换热器23和第三换热器24均为带翅片的铜管换热器。
所述蓄热箱6内除充装有低熔点石蜡以外，还充装有水；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和水的体积比例为2:1。低熔点石蜡和水除了在蓄热箱顶部预留少许膨胀空间外，充满整个蓄热箱。
所述蓄热箱6的外部设有太阳能集热器1；所述蓄热箱6的壳体上设有太阳能热水进水口12和太阳能热水回水口14；所述太阳能热水进水口12和太阳能热水回水口14均通过管道连接到所述太阳能集热器1；所述第一换热器11的两端分别与所述太阳能热水进水口12和太阳能热水回水口14连接；通过管道连接的所述太阳能集热器1、太阳能热水进水口12、第一换热器11、太阳能热水出水口14构成所述太阳能供能管路27。
所述蓄热箱6的壳体上还设有用于向用户供应采暖用水的采暖出水口15和用于回收采暖用水的采暖回水口16；所述第二换热器23的两端分别与所述采暖出水口15和采暖回水口16连接；通过管道连接的所述采暖回水口16、第二换热器23和采暖出水口15构成所述采暖管路28。
所述蓄热箱6的壳体上还设有用于用于洗浴的鲜活水进水口17和鲜活水出水口18；所述第三换热器24的两端分别与所述鲜活水进水口17和鲜活水出水口18连接；通过管道连接的所述鲜活水进水口17、第三换热器24和鲜活水出水口18构成所述洗浴管路29。
所述蓄热箱6还设有电加热器19。作为优选，所述电加热器19还可以连接有温度传感器用于感知蓄热箱内温度。
所述太阳能集热器1与所述太阳能热水进水口12之间的管道上还设有太阳能温度传感器3和第一循环水泵4。其中，太阳能集热器1与所述太阳能热水回水口14之间的连接管道为带保温的水管2。
连接所述采暖出水口15和采暖回水口16之间的蓄热箱外部的管道上设有采暖温度传感器7、第二循环水泵8、分集水器9和采暖盘管10。
本实施例的工作原理为：
当晴天时，太阳能集热器1吸收太阳能并将太阳能转换成热能，利用第一循环水泵4将热能源源不断的传递给第一换热器11中，通过该换热器，将大量的热能传给翅片间的低熔点石蜡13，使得低熔点石蜡的温度逐渐升高，开始由固态到液态的相变，直至全部变为液态，此后，液态的石蜡可以以温度升高的方式继续蓄热，把白天的太阳能充分储存在石蜡中，供夜间使用。当采暖时，低温的采暖水从采暖回水口16流入第二换热器23中，低温的采暖水逐渐吸收低熔点石蜡石蜡存储的量，温度升高成为热水，从采暖出水口15流出，源源不断提供给采暖所需的热能。当阴天时，液态的石蜡将热量传递给采暖和生活洗浴用水后，石蜡的温度会逐渐下降，直至全部变为固态。当连续阴雨天时，温度传感器感知蓄热箱内石蜡温度低于一定值时，启动电加热器19进行加热。
同理，生活洗浴用水：经过单向阀25、自来水进水口26的水由鲜活水进水口17进入，通过第三换热器24的换热，新鲜活水源源不断经过鲜活水出水口18流出，提供生活所需的热水。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其区别仅在于：所述蓄热箱内部充装的低熔点石蜡13的熔点为42℃，并且所述蓄热箱内还充装水。所述石蜡和水均在25℃的情况下充装进所述蓄热箱；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和水的体积比为2:1。
由于在所述蓄热箱内充装了体积比为2:1的低熔点石蜡和水，进一步提高了蓄热材料的导热性和流动性能；从而进一步提高了本发明低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置的蓄热能力。
如上，便可以较好地实现本发明。
Claims (10)
1.低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，包括蓄热箱（6）、以及为所述蓄热箱（6）提供太阳能热能的且包含第一换热器（11）的太阳能供能管路（27）、用于采暖且包含第二换热器（23）的采暖管路（28）、以及用于洗浴且包含第三换热器（24）的洗浴管路（29）；
其中，所述蓄热箱（6）的壳体为由内胆（20）与外壳（22）构成的双层结构，并且所述内胆（20）与外壳（22）之间设有聚氨酯保温层（21）；
所述蓄热箱内部充装有低熔点石蜡（13）；并且所述第一换热器（11）、所述第二换热器（23）和所述第三换热器（24）依次排列在所述蓄热箱内部。
2.根据权利要求1所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述第一换热器（11）、第二换热器（23）和第三换热器（24）均为带翅片的铜管换热器。
3.根据权利要求1所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述低熔点石蜡的熔点为35℃-44℃。
4.根据权利要求1所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述低熔点石蜡的熔点为42℃。
5.根据权利要求1所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述蓄热箱内还充装换热工质，所述换热工质选自水、防冻液、酒精和丙酮的任意一种；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和换热工质的体积比为2～4:1。
6.根据权利要求5所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述换热工质为水；并且所述蓄热箱内充装的低熔点石蜡和水的比例为2:1。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述蓄热箱（6）的外部设有太阳能集热器（1）；所述蓄热箱（6）的壳体上设有太阳能热水进水口（12）和太阳能热水回水口（14）；所述太阳能热水进水口（12）和太阳能热水回水口（14）均通过管道连接到所述太阳能集热器（1）；所述第一换热器（11）的两端分别与所述太阳能热水进水口（12）和太阳能热水回水口（14）连接；通过管道连接的所述太阳能集热器（1）、太阳能热水进水口（12）、第一换热器（11）、太阳能热水出水口（14）构成所述太阳能供能管路（27）；
所述蓄热箱（6）的壳体上还设有用于向用户供应采暖用水的采暖出水口（15）和用于回收采暖用水的采暖回水口（16）；所述第二换热器（23）的两端分别与所述采暖出水口（15）和采暖回水口（16）连接；通过管道连接的所述采暖回水口（16）、第二换热器（23）和采暖出水口（15）构成所述采暖管路（28）；
所述蓄热箱（6）的壳体上还设有用于用于洗浴的鲜活水进水口（17）和鲜活水出水口（18）；所述第三换热器（24）的两端分别与所述鲜活水进水口（17）和鲜活水出水口（18）连接；通过管道连接的所述鲜活水进水口（17）、第三换热器（24）和鲜活水出水口（18）构成所述洗浴管路（29）。
8.根据权利要求7所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述蓄热箱（6）还设有电加热器（19）。
9.根据权利要求8所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，所述太阳能集热器（1）与所述太阳能热水进水口（12）之间的管道上还设有太阳能温度传感器（3）和第一循环水泵（4）。
10.根据权利要求9所述的低熔点石蜡太阳能蓄热采暖洗浴装置，其特征在于，连接所述采暖出水口（15）和采暖回水口（16）之间的蓄热箱外部的管道上设有采暖温度传感器（7）、第二循环水泵（8）、分集水器（9）和采暖盘管（10）。
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