CN104949349A - 两仓温控直热式太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种两仓温控直热式太阳能热水器，包括集热器、与集热器连通的保温水箱、以及控制部件，所述保温水箱通过隔热层分割为加热仓和储水仓，隔热层的上部安装连通加热仓和储水仓的通管；加热仓顶部安装电磁阀进水口和温度探头，底部安装可拆卸的加热装置；储水仓顶部安装水位探头，底部设置出水口；所述控制部件分别与电磁阀进水口、温度探头、加热装置和水位探头相互电性连接，可控制电磁阀进水口和加热装置启停。该太阳能热水器结构合理，减少了水的加热量，从而增快了加热速度，减少用户等待时间，减少了能耗，并且实现了真正的水电分离，用电安全性能提高。

Description

两仓温控直热式太阳能热水器
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器，尤其涉及一种两仓温控直热式太阳能热水器。
背景技术
太阳能一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是一种可再生能源，环保能源；太阳能热水器是一种将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器理论上是一次投资，使用不花钱，但是实际应用上是不可能的，原因是无论任何地方，每年都有阴云雨雪天气以及冬季日照不足天气，在此气候下主要靠电加热制热水，每年平均有25％～50％以上的热水需要完全靠电加热，这样一来太阳能热水器实际耗电量比热泵热水器大；而且每次加热都是整个水箱的水一起加热，加热量大，加热时间长，并且不能保证每次都用完，于是又进一步造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构合理，加热时间短，节约用电的两仓温控直热式太阳能热水器。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种两仓温控直热式太阳能热水器，包括集热器、与集热器连通的保温水箱、以及控制部件，所述保温水箱通过隔热层分割为加热仓和储水仓，隔热层的上部安装连通加热仓和储水仓的通管；加热仓顶部安装电磁阀进水口和温度探头，底部安装可拆卸的加热装置；储水仓顶部安装水位探头，底部设置出水口；所述控制部件分别与电磁阀进水口、温度探头、加热装置和水位探头相互电性连接，可控制电磁阀进水口和加热装置启停。
此外，本发明还提供如下附属技术方案：
所述隔热层为聚氨酯硬泡体。
所述加热仓的容量小于所述储水仓的容量。
所述储水仓的侧部还设置空气减压阀门。
所述加热仓的底部还设置排污口。
所述加热装置为电热管或空气能交换器。
相比于现有技术，本发明的优势在于：本发明的两仓温控直热式太阳能热水器将保温水箱分割为加热仓和储水仓，结构合理，减少了水的加热量，从而增快了加热速度，减少用户等待时间，减少了能耗，并且实现了真正的水电分离，用电安全性能提高。
附图说明
图1是本发明的两仓温控直热式太阳能热水器的结构示意图。
图2是图1中保温水箱的结构示意图。
具体实施方式
以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。
由图1的结构示意图可看出，本发明的太阳能热水器包括了保温水箱1、与保温水箱1相互连通的集热器2、支撑保温水箱1和集热器2的支架3、连接管道(图未示)、以及控制部件(图未示)，其中保温水箱1是储水的容器，集热器2是系统中的集热元件，本实施例的集热器2采用全玻璃太阳能真空集热管，控制部件具有自动上水、水满断水并显示水温和水位，启动电加热并定时等功能，本实施例的控制部件采用深圳碧河电气有限公司生产的BF-8805A型温度、液位、时间一体化控制器。
具体地，进一步参照图2，保温水箱1内部安装大约6公分厚的隔热层10，其材质为聚氨酯硬泡体，具有保温与防水功能，极其适合长期位于水环境下进行隔热。隔热层10将保温水箱1内部空腔分割为加热仓11和储水仓12，加热仓11和储水仓12的容量比例为1:3～4，加热仓11和储水仓12并未完全隔离，在隔热层10的上部安装有连通加热仓11和储水仓12的通管47，该通管47的直径优选为47mm，材质为不锈钢，两端均套设硅胶圈，用于防止导电。
加热仓11的顶部安装电磁阀进水口21和温度探头22，其中，电磁阀进水口21连通连接管道，冷水由此而进入加热仓11内；温度探头22用于实时检测加热仓11内的水温。加热仓11的底部安装可拆卸的加热装置，该加热装置为电热管23或空气能交换器24，空气能交换器24在本实施例中采用空气能氟循环交换器。电热管23和空气能交换器24均可用于对加热仓11内的水进行加热，按照目前市场价格，空气能交换器24的价格远高于电热管23，但是空气能交换器24的节能效果同样高于电热管23，因此，根据用户需求，电热管23和空气能交换器24可选其一使用。加热仓11的底部还设置排污口25，用于定时排出加热仓11内的污水，排出的污水也可作为备用热水使用。
储水仓12的顶部安装水位探头26，底部设置出水口27，侧部安装空气减压阀门20。其中，水位探头26用于实时检测储水仓12内的水位；出水口27连通连接管道，与室内冷、热水管路相连，使整套系统形成一个闭合的环路；空气减压阀门20用于防止保温水箱1内部压力过大而发生爆炸。
控制部件与电磁阀进水口21、温度探头22、电热管23、空气能交换器24和水位探头26相互电性连接，温度探头22和水位探头26分别将检测到的水温信息和水位信息以电信号方式传输给控制部件，控制部件内部预设有水温界限值、水位最大值和水位最小值，控制部件的控制方式有以下几点：
1、储水仓12的水位小于最小值，加热仓11的水温大于界限值时，控制部件控制电磁阀进水口21启动，加热装置停止，冷水进入加热仓11内，热水进入储水仓12内；
2、储水仓12的水位小于最小值，加热仓11的水温小于界限值时，控制部件控制加热装置启动，电磁阀进水口21停止，加热仓11内的水温上升；
3、储水仓12的水位位于最大值和最小值之间，加热仓11水温大于界限值时，控制部件控制电磁阀进水口21启动，加热装置停止，冷水进入加热仓11内，热水进入储水仓12内；
4、储水仓12的水位位于最大值和最小值之间，加热仓11水温小于界限值时，控制部件控制加热装置启动，电磁阀进水口21停止，加热仓11内的水温上升；
5、储水仓12水位最大值，加热仓11水温大于界限值时，控制部件控制电磁阀进水口21停止，加热装置停止；
6、储水仓12水位最大值，加热仓11水温小于界限值时，控制部件控制电磁阀进水口21停止，加热装置停止。
水温界限值由用户自行设定，但是由于最适宜洗澡的温度是37℃～42℃,又由于热水在运输过程中会发生降温，因此，本实施例中，水温界限值定为50℃。水位最大值为储水仓12满仓，水位最小值为水位恰好盖过集热器2。
工作过程大致为：白天，日照充足时，集热器2吸热，管内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统；热水不断上移并储存在上部的加热仓11和储水仓12内，当温度探头22检测到加热仓11内的水温高于50℃时，控制部件控制电磁阀进水口21启动，加热仓11进入冷水，冷水往下沉，热水往上升并通过通管47进入储水仓12内；当温度探头22检测到加热仓11内的水温低于50℃时，控制部件控制电磁阀进水口21停止，集热管2不停吸热；依此循环，储水仓12内的热水储量不断上升，当水位探头26检测到储水仓12处于水位最大值状态时，即使温度探头22检测到加热仓11内的水温高于50℃，控制部件也不再控制电磁阀进水口21启动。晚上用水时，储水仓12内的水不断减少，一旦水位探头26检测到储水仓12的水位小于最小值，控制部件控制加热装置启动，一旦加热仓11内的水温高于50℃，控制部件控制电磁阀进水口21启动，加热仓11内的热水进入储水仓12，供用户使用。
如果是阴云雨雪天气或者冬季日照不足天气时，加热仓11内的水温始终不到50℃时，电磁阀进水口21不工作，将没有热水从加热仓11流入储水仓12，储水仓12内的水位始终保持在最小值或略大于最小值。当用户打开室内的出水阀门，水位探头26检测到储水仓12内水位小于最小值时，控制部件控制加热装置启动，加热仓11内水温上升，一旦达到50℃，控制部件控制电磁阀进水口21工作，冷水进入加热仓11，热水上升并通过通管47进入储水仓12，用户即可使用到热水；加热仓11内水温下降，一旦低于50℃，控制部件控制电磁阀进水口21停止，此时如果水位探头26检测到储水仓12内水位小于最小值，控制部件控制加热装置启动，加热仓11内水温上升，依此循环，直至用户用水完毕。控制部件可设置定时启动和定时关闭功能，如设定16:00自动启动，20:00停止，在此期间，控制部件控制加热装置和电磁阀进水口21工作。
综上所述，本发明的太阳能热水器的优点设计并不在于软件实现，而在将保温水箱1分割为两仓，结构合理；并且由于加热仓11远小于储水仓12，因此水加热量少，加热时间短，减少用户等待时间，而且即使加热后的热水用不完，所造成的浪费也是小量的；又由于水加热动作发生在加热仓11内，用户用的是储水仓12内的水，实现了真正的水电分离，用电安全性能提高。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种两仓温控直热式太阳能热水器，包括集热器、与集热器连通的保温水箱、以及控制部件，其特征在于：所述保温水箱通过隔热层分割为加热仓和储水仓，隔热层的上部安装连通加热仓和储水仓的通管；加热仓顶部安装电磁阀进水口和温度探头，底部安装可拆卸的加热装置；储水仓顶部安装水位探头，底部设置出水口；所述控制部件分别与电磁阀进水口、温度探头、加热装置和水位探头相互电性连接，可控制电磁阀进水口和加热装置启停。
2.根据权利要求1所述的两仓温控直热式太阳能热水器，其特征在于：所述隔热层为聚氨酯硬泡体。
3.根据权利要求1所述的两仓温控直热式太阳能热水器，其特征在于：所述加热仓的容量小于所述储水仓的容量。
4.根据权利要求1所述的两仓温控直热式太阳能热水器，其特征在于：所述储水仓的侧部还设置空气减压阀门。
5.根据权利要求1所述的两仓温控直热式太阳能热水器，其特征在于：所述加热仓的底部还设置排污口。
6.根据权利要求1所述的两仓温控直热式太阳能热水器，其特征在于：所述加热装置为电热管或空气能交换器。
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