CN104214962B - 一种太阳能集热系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能集热系统及其控制方法，太阳能集热系统包括设置于室外的内置热媒的太阳能集热器和连接太阳能集热器的干衣机和热水器，干衣机、热水器和太阳能集热器通过热媒循环管路连接，所述循环管路上设置有热媒循环装置，热水器和干衣机并联设置在循环管路上，通过设置在循环管路上的换向阀改变热媒流向分别进行热水和干衣操作，节省电能同时提高太阳能利用率。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器领域，具体涉及一种使用太阳能作为热源的太阳能热源干衣机。
背景技术
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。
因此，在家电清洁能源的大背景下，将太阳能作为能源应用在家电领域成为了家电行业竞相发展的领域。
干衣机是利用电热自动干燥衣物的清洁电器。对于北方的冬季和南方的“回南天”衣物难干的情况特别需要。另外，干衣机大量用于工业生产中，用于干燥织物，提高生产效率。干衣机种类按安装方式分为：落地式和吊挂式；按结构型式分为：滚筒式和柜式；以滚筒式居多，滚筒式干衣机一般由箱体、滚筒系统、热风系统、传动和控制系统组成。按水分排除方式分为：排气型和除湿型。排气型是将机内水分蒸发形成的高温高湿空气直接排往机外；除湿型是将高温高湿空气经过热交换器生成冷凝水后再排往机外。排气型蒸发起到滋润空气的作用，弥补加热干衣时的水分散失，且对环境无影响，故较为流行。
现在干衣机有冷凝器加热器等组件，通过加热器将空气加热，加热后的空气进入风道，沿风道进入干衣机滚筒内部，热空气带走衣物上的水分成为湿热空气，进入循环风道，由冷凝器将湿热空气冷凝，冷凝水排入集水盒中。冷空气进入加热器被加热，进入滚筒，如此循直至将衣物上的水分完全带走，完成干衣过程。
干衣机需要进行加热和冷凝过程，同时冷凝器中一般装有冷凝剂，若冷凝剂为液态氟，则具有泄露的危险，容易污染大气，同时对用户的身体健康造成损害，这样加热和冷凝的过程也非常浪费电能，与国家节约能源的号召不相符。
中国发明专利号为CN201466237U的发明创造公开了一种干衣机，包括干衣机本体、太阳能光伏电池板、干衣操作显示器、太阳能操作显示器、蓄电池组、太阳能控制器、电路主控板、抽风扇、加热器、进风口、出风口，其特征在于：所述太阳能控制器、蓄电池组设置在干衣机本体的后部，太阳能光伏电池板与太阳能控制器通过导线连接，太阳能控制器与蓄电池组和加热器通过导线连接。该发明创造使用了太阳能电池板和蓄电池组，由于太阳能电池板价格昂贵，蓄电池组含有化学物质，普通用户在干衣机出现问题时容易误操作，危及人身安全，同时造成化学物质泄漏腐蚀其他家具和地板等。因此，该发明创造可以实现，但是成本很高，不容易普及。
同时太阳能热源的热水器在国家节约能源的号召下，成为越来越多家庭的选择，如果将太阳能热源的干衣机和热水器相结合，达到节省能源又能提高太阳能利用率的效果，便能更加实用。
本发明是基于上述问题提出的。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能热源系统，使用太阳能作为干衣机的热源，将流动空气加热后带走衣物上的水分，使衣物变干，同时利用太阳能作为热水器的热源，增加太阳能利用率。
本发明的干衣机不需要冷凝器，直接由排气管将湿热空气排出干衣机，干衣机风道内注入新的干燥空气，从而提高干燥效率，节省电能。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能集热系统，包括设置于室外的内置热媒的太阳能集热器和连接太阳能集热器的干衣机和热水器，干衣机、热水器和太阳能集热器通过热媒循环管路连接，所述循环管路上设置有热媒循环装置，所述干衣机和热水器并联设置于所述热媒循环管路上。
所述循环管路包括供热媒流出太阳能集热器的第一管路和供热媒流入太阳能集热器的第二管路，所述第一管路和第二管路之间设置有干衣机和热水器，所述第一管路和/或第二管路上设置有促进热媒流动的循环泵。
所述干衣机和热水器与第一管路连接处设置有第一换向阀，热媒经过第一换向阀后流向干衣机和热水器；热媒从干衣机和热水器流出后经过一个设置在第二管路上的第二换向阀流向太阳能集热器，换向阀与干衣机的总控板相连接，由总控板控制其开闭或换向阀手动开闭。
所述干衣机为一滚筒式干衣机或柜式干衣机，包括位于干衣机风道内将热媒热量传递给干衣机风道内空气的换热器，与风道联通的容纳衣物的容纳腔。
所述风道的入口处设置有一个与换热器相连接的风机，所述干衣机风道经过容纳腔后设置一段伸出干衣机外的排气管，所述干衣机的风道内还设置有由总控板控制的辅助电加热器。
所述换热器上设置有一热媒入口和一热媒出口，热媒入口连接第一管路，所述热媒入口处设置有一温度传感器，将检测的热媒温度信号发送至干衣机总控板，所述换热器的包括保温外壳，换热管路和换热翅片，所述换热管路回旋设置在换热翅片上，所述换热器的换热系数与干衣机的容量成正比。
所述热水器通过换热盘管进行热交换将热水器内胆中的水加热，换热盘管与热媒管路相连接。
一种太阳能集热系统的控制方法，所述干衣机开启干衣程序后，总控板开启双向阀将热媒流向干衣机的换热器，从换热器的热媒出口流出经第二换向阀的控制沿第二管路流入太阳能集热器；风机开启将干衣机外部空气吹入换热器中，通过热交换变成热空气沿风道进入干衣机的容纳腔中流动带走衣物上的水分变成湿热空气；湿热空气沿连接容纳腔的排气管排出干衣机外，循环泵开启一段时间后，温度传感器将检测的热媒温度信号传输至干衣机总控板，总控板检测温度信号是否高于设置温度，若高于则继续干衣过程，若低于设置温度，则总控板停止驱动循环泵，关闭换热器，开启辅助电加热器进行干衣操作。
所述干衣机停止工作，总控板控制换向阀将热媒流向热水器的换热盘管，热媒在循环泵的作用下经换热盘管流出后沿第二管路流入太阳能集热器。
本发明具有以下有益效果：
1、使用太阳能作为热源，节省电能，太阳能集热器可设置在阳台外侧或屋顶，这样节省空间。
2、干衣机设置有辅助电加热器，在天气情况不允许的情况下，使用辅助电加热器进行干衣操作，使用户随时可以使用干衣机。
4、热空气直接排出干衣机外，不需要冷凝装置，节省电能，同时缩小干衣机的体积，减小占用空间。
5、本发明的干衣机还设置有风机，抽取室内的空气对干衣机内衣物进行烘干操作，将废气排出同时起到净化室内空气，具有通风的作用。
6、使用太阳能同时作为干衣机和热水器的热源，节约电能的同时，增大太阳能利用率。
7、节省太阳能电池板和蓄电池，减小家电成本。
附图说明
图1是本发明的太阳能集热系统的结构示意图；
图2是本发明的集热系统中的滚筒式干衣机的侧面透视图；
图3是本发明的集热系统中的滚筒式干衣机的正面透视图；
图4是本发明的集热系统中的滚筒式干衣机的背面透视图；
图5是本发明的集热系统中的滚筒式干衣机的辅助电加热器安装位置示意图；
图6是本发明的集热系统中的干衣机的换热器与风机安装示意图；
图7是本发明的集热系统中的干衣机的换热器与风机安装侧视图；
图8是本发明的集热系统中的柜式干衣机的结构示意图；
图9是本发明的集热系统中的柜式干衣机的正面立体示意图；
图10是本发明的集热系统中的柜式干衣机的后部视图。
1、太阳能集热器 2、第一管路 3、第一换向阀 6、干衣机 7、热水器 8、换热管路10、第二换向阀 12、循环泵 13、第二管路 15、风机 16、热交换器 17、热媒入口 18、热媒出口 19、风道 20、空腔 21、出气口 23、出气口 24、空腔 25、排气管 26、辅助电加热器 27、外壳 28、换热管路 29、换热翅片 30、进气口 31、风机 32、热媒入口 33、热媒出口 34、换热器 35、风道 36、进气口 37、干衣柜 38、出气口 39、排气风道 40、排气口 41、辅助电加热器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种太阳能热源干衣机及其干衣方法进行详细描述：
如图1所示：一种太阳能集热系统，包括设置于室外的内置热媒的太阳能集热器1和连接太阳能集热器的干衣机6和热水器7，干衣机6、热水器7和太阳能集热器1通过热媒循环管路连接，所述循环管路上设置有热媒循环装置。
循环管路包括供热媒流出太阳能集热器的第一管路2和供热媒流入太阳能集热器的第二管路13，所述第一管路2和第二管路13之间设置有干衣机6和热水器7，所述第一管路2和/或第二管路13上设置有促进热媒流动的循环泵12。
干衣机6和热水器7并联设置在第一管路2和第二管路13上。干衣机6和热水器7与第一管路2连接处设置有第一换向阀3，热媒经过第一换向阀3后流向干衣机和热水器；热媒从干衣机和热水器流出后经过一个设置在第二管路13上的第二换向阀10流向太阳能集热器1，换向阀与干衣机的总控板相连接，由总控板控制其开闭或换向阀手动开闭。
如图3和图8所示，干衣机6为一滚筒式干衣机或柜式干衣机，包括位于干衣机风道内将热媒热量传递给干衣机风道内空气的换热器34，与风道联通的容纳衣物的容纳腔。风道的入口处设置有一个与换热器相连接的风机，干衣机风道经过容纳腔后设置一段伸出干衣机外的排气管，干衣机的风道内还设置有由总控板控制的辅助电加热器。
如图2所示，换热器上设置有一热媒入口32和一热媒出口33，热媒入口处设置有一温度传感器，将检测的热媒温度信号发送至干衣机总控板，所述换热器34包括保温外壳27，换热管路28和换热翅片29，所述换热管路28回旋设置在换热翅片29上，所述换热器34的换热系数与干衣机的容量成正比。
热水器7通过换热盘管进行热交换将热水器内胆中的水加热，换热盘管与热媒管路相连接。
一种太阳能集热系统的控制方法，干衣机6开启干衣程序后，总控板开启双向阀将热媒流向干衣机的换热器34，从换热器34的热媒出口流出经第二换向阀的控制沿第二管路流入太阳能集热器；风机开启将干衣机外部空气吹入换热器中，通过热交换变成热空气沿风道进入干衣机的容纳腔中流动带走衣物上的水分变成湿热空气；湿热空气沿连接容纳腔的排气管排出干衣机外，循环泵开启一段时间后，温度传感器将检测的热媒温度信号传输至干衣机总控板，总控板检测温度信号是否高于设置温度，若高于则继续干衣过程，若低于设置温度，则总控板停止驱动循环泵，关闭换热器，开启辅助电加热器进行干衣操作。
干衣机停止工作，总控板控制换向阀将热媒流向热水器的换热盘管，热媒在循环泵的作用下经换热盘管流出后沿第二管路流入太阳能集热器。
干衣机，包括连接位于干衣机风道内，容纳衣物的容纳腔。太阳能集热模块的太阳能集热器上设置有太也能集热板和集热管路，管路内设置有热媒，太阳能集热板将太阳能收集，通过热传递转化为热媒的热能，使热媒温度升高。
循环换热模块还包括一位于换热器前端的向换热器吹入空气的风机，所述风机的出风口连接干衣机风道的入口，将干衣机外部干燥冷空气吹向换热器。风机的功率可以根据不同干衣机的容量和型号进行选择，风机的电源模块连接至控制板上，在干衣机开启时，总控板驱动风机启动，将干衣机外部空气吹到热交换器上。
太能集热器和干衣机风道的管路上设置有与干衣机的控制板相连接的由干衣机控制板控制其开闭的循环泵，所述循环泵为热媒循环提供动力，循环泵将管道内的热媒运动起来，将温度高的热媒输送至热交换器上，加热热交换器的换热翅片，风机将空气吹至换热翅片上后，带走换热翅片的热量，变成热空气进入干衣机风道，从而进入干衣桶内。
干衣机风道中还设置有供风道内部空气补充热量的辅助电加热器，辅助电加热器与干衣机控制板相连接，由干衣机控制板控制其开启和关闭，当热媒温度不足以烘干衣物的时候，开启辅助电加热器给风道内空气加热。
换热器的包括保温外壳，换热管路和换热翅片，所述换热器的换热系数与干衣机的容量成正比。干衣机风道经过容纳腔后设置一段伸出干衣机外的排气管，水分随空气排至干衣机外。
换热器上设置有一热媒入口和一热媒出口，热媒入口处设置有一温度传感器，将检测的热媒温度信号发送至干衣机总控板，热媒经过管道传输从热媒入口进入换热器管道，将热量传递至换热翅片，风机吹入的空气与换热翅片进行热交换，变为热空气。媒入口连接循环泵的出口方向的热媒管路，热媒出口连接通向太阳集热器的热媒管路。
干衣机开启干衣程序后，干衣机总控板驱动循环泵将热媒在管路中循环，热媒进入换热器；风机开启将干衣机外部空气吹入换热器中，通过热交换变成热空气沿风道进入干衣机的容纳腔中流动带走衣物上的水分变成湿热空气；湿热空气沿连接容纳腔的排气管排出干衣机外。
循环泵开启一段时间后，温度传感器将检测的热媒温度信号传输至干衣机总控板，总控板检测温度信号是否高于设置温度，若高于则继续干衣过程，若低于设置温度，则总控板停止驱动循环泵，关闭换热器，开启辅助电加热器进行干衣操作。
太阳能集热器收集阳光中的热量，加热其内部的热媒，热媒在循环泵的驱动下，流动至用热设备，通过换热器将热量传递给用热设备。平板太阳能集热器1通过管路2连接双向阀3，双向阀3的两个通路方向分别连接管路4及管路5，管路4与干衣机6连接，管路5与热水器7连接。干衣机6通过管路8连接双向阀10，热水器7通过管路9连接双向阀10，双向阀10经管路11连接循环泵12，再经管路13回到太阳能集热器。
太阳能集热器安装在屋顶或者阳台外面，通过管路连接室内的各用热设备。控制系统根据用户使用用热设备的情况，自动控制热媒循环管路中各阀门方向的开闭。
实施例一：太阳能滚筒干衣机
如图3所示滚筒干衣机由太阳能热源系统及滚筒干衣系统组成，太阳能热源系统通过热媒入口17及热媒出口18与干衣机的换热器16连接，热媒从接口17进入换热器，释放热量后再从接口18离开换热器。当使用干衣机时，循环泵开启，热媒循环，干衣机的风机15从进气口14吸入空气，并送入换热器16，空气在换热器16中被加热，然后再经风道19进入空腔20，再从筒内的出气口21进入滚筒22内并干燥衣物，干燥衣物后的空气携带水汽从出气口23进入空腔24并经排气管25排到机外。风道19内设有电加热器26，当太阳能热源的热量不够时，可以辅以电加热器来加热空气。换热器16由外壳27、迂回的管路28及一定数量的翅片29组成，为减少热量损失及提高换热效率，外壳27可采用隔热性能较好的塑料材质，管路28可采用铜管，换热翅片29可采用薄铝片。空腔24内设有可拆卸的线屑过滤网，用来收集衣物中脱落的线屑。进一步的，排气管25可以再接一段管道，将废气排入建筑物的排气道或者排到室外。
实施例二：太阳能柜式干衣机
如图4所示，柜式干衣机由太阳能热源系统及柜式干衣系统组成，太阳能热源系统通过热媒入口32及热媒出口33与干衣机的换热器34连接，热媒从热媒入口32进入换热器，释放热量后再从热媒出口33离开换热器。当使用干衣机时，循环泵开启，热媒循环，干衣机的风机31从进气口30吸入空气，并送入换热器34，空气在换热器34中被加热，然后再通过风道35再经进气口36进入干衣柜37内部，干燥衣物后的空气携带水汽从出气孔38进入排气风道39汇集，再从排气口40排到机外。风道35内设有电加热器41，当太阳能热源的热量不够时，可以辅以电加热。
上述实施例中的实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，可以进行组合和拆分，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种太阳能集热系统，其特征在于：包括设置于室外的内置热媒的太阳能集热器和连接太阳能集热器的干衣机和热水器，干衣机、热水器和太阳能集热器通过热媒循环管路连接，所述循环管路上设置有热媒循环装置，所述循环管路包括供热媒流出太阳能集热器的第一管路和供热媒流入太阳能集热器的第二管路，所述第一管路和第二管路之间设置有干衣机和热水器，所述第一管路和/或第二管路上设置有促进热媒流动的循环泵；所述干衣机和热水器并联设置于所述第一管路和第二管路上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于：所述干衣机和热水器与第一管路连接处设置有第一换向阀，热媒经过第一换向阀后流向干衣机和热水器；热媒从干衣机和热水器流出后经过一个设置在第二管路上的第二换向阀流向太阳能集热器，换向阀与干衣机的总控板相连接，由总控板控制其开闭或换向阀手动开闭。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于：所述干衣机为一滚筒式干衣机或柜式干衣机，包括位于干衣机风道内将热媒热量传递给干衣机风道内空气的换热器，与风道联通的容纳衣物的容纳腔。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能集热系统，其特征在于：所述风道的入口处设置有一个与换热器相连接的风机，所述干衣机风道经过容纳腔后设置一段伸出干衣机外的排气管，所述干衣机的风道内还设置有由总控板控制的辅助电加热器。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能集热系统，其特征在于：所述换热器上设置有一热媒入口和一热媒出口，热媒入口连接第一管路，所述热媒入口处设置有一温度传感器，将检测的热媒温度信号发送至干衣机总控板，所述换热器的包括保温外壳，换热管路和换热翅片，所述换热管路回旋设置在换热翅片上，所述换热器的换热系数与干衣机的容量成正比。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于：所述热水器通过换热盘管进行热交换将热水器内胆中的水加热，换热盘管与热媒管路相连接。
7.一种如权利要求1-6中的任一项所述的太阳能集热系统的控制方法，其特征在于：所述干衣机开启干衣程序后，总控板开启双向阀将热媒流向干衣机的换热器，从换热器的热媒出口流出经第二换向阀的控制沿第二管路流入太阳能集热器；风机开启将干衣机外部空气吹入换热器中，通过热交换变成热空气沿风道进入干衣机的容纳腔中流动带走衣物上的水分变成湿热空气；湿热空气沿连接容纳腔的排气管排出干衣机外，循环泵开启一段时间后，温度传感器将检测的热媒温度信号传输至干衣机总控板，总控板检测温度信号是否高于设置温度，若高于则继续干衣过程，若低于设置温度，则总控板停止驱动循环泵，关闭换热器，开启辅助电加热器进行干衣操作。
8.根据权利要求7所述的一种控制方法，其特征在于：所述干衣机停止工作，总控板控制换向阀将热媒流向热水器的换热盘管，热媒在循环泵的作用下经换热盘管流出后沿第二管路流入太阳能集热器。
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