CN104482664A - 一种新型低能耗太阳能低温热水器 - Google Patents

一种新型低能耗太阳能低温热水器 Download PDF

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史忠山
蔡畅
吴元庆
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Abstract

本发明提供一种新型低能耗太阳能低温热水器，包括外壳、水箱、蓄电池、太阳能电池板、一体式微通道集热板、集热板动力装置和太阳能电池板动力装置；所述水箱包括排气阀、进水管、出水管、第一循环水管、第二循环水管；所述外壳内底部设有水泵；所述水箱设置在外壳内部，且所述外壳与水箱间填充有保温材料；所述外壳外表面分别设有动力装置且通过动力装置与太阳能电池板和一体式微通道集热板连接；所述外壳底面固定设有蓄电池。本发明具有的优点是：整体结构占用空间小；大水箱能够同时满足一家人的用水需求；通过动力装置能够实现太阳能电池板的多角度翻转，更加充分的吸收太阳能，节能环保。

Description

一种新型低能耗太阳能低温热水器
技术领域
本发明创造属于太阳能热水器技术领域，尤其是涉及一种新型低能耗太阳能低温热水器。
背景技术
太阳能热水器是以太阳能作为能源进行加热的热水器，是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一，由于其利用的是可再生资源的太阳能，因此具有环保、节能、省电的优点。
现有技术中的太阳能热水器主要包括水箱和集热器两大部分，水箱和集热器在支架的支撑连接下安放在室外吸收太阳能，在冷、热水的密度差下使水在循环管中流动并加热。常规太阳能热水器采用120L左右小容量水箱，但一个人洗澡的用水量通常在80L左右，显然仅靠水箱中的水是不够一家人使用的，所以为解决水量不足的问题，常规太阳能热水器的做法是：夏天时水温一般加热到高温，使用时混合冷水至最佳洗澡水温38.5-40℃，由于混合水的阀门需要依靠手动调节，调节精度差，调试水温过程缓慢，调节过程中，水一般会白白流进下水道，造成水资源和能源的浪费；冬天或连阴天时，一般只能将水箱中的水加热到40℃左右，剩余需要的热量只能依靠电力加热，消耗大量电能，节能效果差，太阳能利用率低。
综上，目前常规电热水器存在如下弊端：一、常规热水器需要将水加热到75℃左右，水温与集热板的温差小，换热效率低。二、依靠密度差在集热管中循环的水，流速很低，同样造成换热效率不高。三、太阳能真空集热管分散布置，占用空间大，太阳能利用率低。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供了一种新型低能耗太阳能低温热水器，解决了常规太阳能热水器耗电大、节能效果差、换热效率低、太阳能利用率低等问题。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种新型低能耗太阳能低温热水器，包括外壳、水箱、蓄电池、太阳能电池板、一体式微通道集热板、集热板动力装置和太阳能电池板动力装置；
所述一体式微通道集热板包括玻璃罩、微通道换热器盖板、微通道换热器和微通道换热器固定基板，所述玻璃罩一侧与微通道换热器固定基板一侧相连，所述微通道换热器盖板一侧与微通道换热器一侧相连，所述微通道换热器另一侧与微通道换热器固定基板相连；
所述水箱包括排气阀、进水管、出水管、第一循环水管、第二循环水管；所述外壳内底部设有水泵；所述水箱的排气阀和进水管设置在水箱顶部，所述出水管设置在水箱底部，所述第一循环水管和第二循环水管固定在水箱侧壁上，所述第一循环水管与水泵相连，所述水泵通过管路与微通道换热器的进水口相连，所述第二循环水管与微通道换热器出水口相连；所述水箱设置在外壳内部，且所述外壳与水箱间填充有保温材料；
所述外壳的上表面以及三个侧面固定设有太阳能电池板动力装置，所述太阳能电池板动力装置与太阳能电池板连接；所述外壳的另一个侧面固定设有集热板动力装置，所述集热板动力装置与一体式微通道集热板连接；所述外壳底面固定设有蓄电池。
优选地，所述太阳能电池板动力装置包括旋转臂、上下翻转臂、固定臂、上下翻转电机和轴向电机；所述上下翻转臂包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂一端设有连接孔；所述固定臂一端置于上下翻转臂的连槽内，所述上下翻转电机的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂和固定臂上的连接孔，所述上下翻转臂的连杆与轴向电机的输入轴相连，所述轴向电机的输出轴与旋转臂相连；所述旋转臂与太阳能电池板固定连接，所述固定臂固定在外壳顶部。
优选地，所述集热板动力装置包括固定臂、上下翻转臂和上下翻转电机；所述上下翻转臂包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂一端设有连接孔；所述固定臂一端置于上下翻转臂的连槽内，所述上下翻转电机的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂和固定臂上的连接孔；所述固定臂固定在外壳底部，所述上下翻转臂与一体式微通道集热板固定连接。
优选地，所述上下翻转臂的连杆与一体式微通道集热板固定连接。
优选地，所述水箱容积大于300L。
本发明创造具有的优点和积极效果是：将水箱置于外表面由太阳能电池板包覆的壳体内，减小整体结构占用的空间；同时采用大于300L的大容积水箱，能够同时满足一家人的用水需求；通过动力装置能够实现太阳能电池板的多角度翻转，能够更加充分的吸收太阳能，对电池充电后，多余的能量可对其他电器进行供电，不消耗额外电能，节能环保。
附图说明
图1是本发明创造休眠状态下整体结构示意图；
图2是本发明创造工作状态下整体结构示意图；
图3是本发明创造拆分结构示意图；
图4是本发明创造内部结构示意图；
图5是一体式微通道集热板内部结构示意图；
图6是太阳能电池板动力装置结构示意图；
图中：1-太阳能电池板，2-一体式微通道集热板，21-玻璃罩，22-微通道换热器盖板，23-微通道换热器，24-微通道换热器固定基板，3-蓄电池，4-外壳，5-水管，51-进水管，52-出水管，53-第一循环水管，54-第二循环水管，6-动力装置，61-太阳能电池板动力装置，611-旋转臂，612-固定臂，613-上下翻转臂，614-上下翻转电机，615-轴向电机，62-集热板动力装置，7-水箱，8-排气阀，9-水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
一种新型低能耗太阳能低温热水器，包括外壳4、水箱7、蓄电池3、太阳能电池板1、一体式微通道集热板2、集热板动力装置62和太阳能电池板动力装置61；所述一体式微通道集热板2包括玻璃罩21、微通道换热器盖板22、微通道换热器23和微通道换热器固定基板24，所述玻璃罩21一侧与微通道换热器固定基板24一侧相连，所述微通道换热器盖板22一侧与微通道换热器23一侧相连，所述微通道换热器23另一侧与微通道换热器固定基板24相连；所述水箱7包括排气阀8、进水管51、出水管52、第一循环水管53、第二循环水管54；所述外壳4内底部设有水泵9；所述水箱7的排气阀8和进水管51设置在水箱7顶部，所述出水管52设置在水箱7底部，所述第一循环水管53和第二循环水管52固定在水箱7侧壁上，所述第一循环水管53与水泵9相连，所述水泵9通过管路与微通道换热器23的进水口相连，所述第二循环水管54与微通道换热器23出水口相连；所述水箱7设置在外壳4内部，且所述外壳4与水箱7间填充有保温材料；所述外壳4的上表面以及三个侧面固定设有太阳能电池板动力装置61，所述太阳能电池板动力装置61与太阳能电池板1连接；所述外壳4的另一个侧面固定设有集热板动力装置62，所述集热板动力装置62与一体式微通道集热板2连接；所述外壳4底面固定设有蓄电池4。所述太阳能电池板动力装置61包括旋转臂611、上下翻转臂613、固定臂612、上下翻转电机614和轴向电机615；所述上下翻转臂613包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂612一端设有连接孔；所述固定臂612一端置于上下翻转臂613的连槽内，所述上下翻转电机614的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂613和固定臂612上的连接孔，所述上下翻转臂613的连杆与轴向电机615的输入轴相连，所述轴向电机615的输出轴与旋转臂611相连；所述旋转臂611与太阳能电池板1固定连接，所述固定臂612固定在外壳4顶部。所述集热板动力装置62包括固定臂612、上下翻转臂613和上下翻转电机614；所述上下翻转臂613包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂612一端设有连接孔；所述固定臂612一端置于上下翻转臂613的连槽内，所述上下翻转电机614的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂613和固定臂612上的连接孔；所述固定臂612固定在外壳4底部，所述上下翻转臂613与一体式微通道集热板2固定连接，所述上下翻转臂613的连杆与一体式微通道集热板2固定连接。以上结构中水箱7、水泵9和一体式微通道集热板2通过水管5连接，进行水循环加热，且一体式微通道集热板2和水管5均为铝制；太阳能电池板1、蓄电池3、水泵9和动力装置6通过导线连接
本发明创造采用340L大容量水箱7，水温只加热到最佳洗澡水温40℃，而且可以自动进行±3℃出水温度微调，水量足够4口之家使用，出水直接是最佳水温，省去手动调节麻烦，而且节水节能；新型太阳能热水器装有蓄电池3和太阳能电池板1，蓄电池3会储存电池板产生的电能，当冬天或是连阴天，集热板集热不足时，可使用蓄电池3电量加热，将居民电耗电量降到最低，节能效果显著；为提高太阳能的利用率，加装可翻转式太阳能电池板1，使用时张开，最大化收集太阳能，不使用时闭合，减小整体的体积，便于运输，同时降低风阻，减少被风吹走的风险；集热板采用一体式微通道板2换热，结构紧凑，其具有强化换热结构，水箱7中的水依靠水泵9作用，驱动流过集热板，水流速快，换热效率也更高，以上措施能够使本发明创造有效收集利用太阳能；在长时间晴朗的天气下，太阳能电池板1的发电量超过蓄电池3的蓄电能力时，还可以为家用电器供电，诸如冰箱、空调等，综合考虑，此款太阳能能热水器在生命周期内基本上做到不消耗额外电能。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种新型低能耗太阳能低温热水器，其特征在于：包括外壳、水箱、蓄电池、太阳能电池板、一体式微通道集热板、集热板动力装置和太阳能电池板动力装置；
所述一体式微通道集热板包括玻璃罩、微通道换热器盖板、微通道换热器和微通道换热器固定基板，所述玻璃罩一侧与微通道换热器固定基板一侧相连，所述微通道换热器盖板一侧与微通道换热器一侧相连，所述微通道换热器另一侧与微通道换热器固定基板相连；
所述水箱包括排气阀、进水管、出水管、第一循环水管、第二循环水管；所述外壳内底部设有水泵；所述水箱的排气阀和进水管设置在水箱顶部，所述出水管设置在水箱底部，所述第一循环水管和第二循环水管固定在水箱侧壁上，所述第一循环水管与水泵相连，所述水泵通过管路与微通道换热器的进水口相连，所述第二循环水管与微通道换热器出水口相连；所述水箱设置在外壳内部，且所述外壳与水箱间填充有保温材料；
所述外壳的上表面以及三个侧面固定设有太阳能电池板动力装置，所述太阳能电池板动力装置与太阳能电池板连接；所述外壳的另一个侧面固定设有集热板动力装置，所述集热板动力装置与一体式微通道集热板连接；所述外壳底面固定设有蓄电池。
2.根据权利要求1所述的一种新型低能耗太阳能低温热水器，其特征在于：所述太阳能电池板动力装置包括旋转臂、上下翻转臂、固定臂、上下翻转电机和轴向电机；所述上下翻转臂包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂一端设有连接孔；所述固定臂一端置于上下翻转臂的连槽内，所述上下翻转电机的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂和固定臂上的连接孔，所述上下翻转臂的连杆与轴向电机的输入轴相连，所述轴向电机的输出轴与旋转臂相连；所述旋转臂与太阳能电池板固定连接，所述固定臂固定在外壳顶部。
3.根据权利要求1所述的一种新型低能耗太阳能低温热水器，其特征在于：所述集热板动力装置包括固定臂、上下翻转臂和上下翻转电机；所述上下翻转臂包括连槽和连杆，所述连槽为U型槽状结构，所述连槽两侧壁相对位置各设有一个连接孔，所述连槽底部与连杆相连，所述连槽和连杆一体成型；所述固定臂一端设有连接孔；所述固定臂一端置于上下翻转臂的连槽内，所述上下翻转电机的输出轴由外向内依次穿过上下翻转臂和固定臂上的连接孔；所述固定臂固定在外壳底部，所述上下翻转臂与一体式微通道集热板固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型低能耗太阳能低温热水器，其特征在于：所述上下翻转臂的连杆与一体式微通道集热板固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型低能耗太阳能低温热水器，其特征在于：所述水箱容积大于300L。
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