CN105202772B - 多仓式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多仓式太阳能热水器，包括：水箱；第一水仓、第二水仓、第三水仓和第四水仓，第一循环泵用于将第一水仓中的水泵入第二水仓，第二循环泵用于将第二水仓中的水泵入第一水仓，第三循环泵用于将第二水仓中的水泵入第三水仓，第四循环泵用于将第三水仓中的水泵入第二水仓，第五循环泵用于将第三水仓中的水泵入第四水仓，第六循环泵用于将第四水仓中的水泵入第三水仓；控制器，其根据第一温度差、第二温度差和第三温度差调节第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、第五循环泵和第六循环泵的流量。本发明具有四个储水仓，上水时，冷水和原有热水混合速度慢，避免热水骤冷，降低了能耗。

Description

多仓式太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器领域。更具体地说，本发明涉及一种多仓式太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温加热到高温，给人们的生活、生产提供充足的热水。但是，目前许多太阳能热水器均为一个水仓，这种太阳能热水器即使在长时间吸收太阳能后也无法使用，而且上水后，冷水与热水直接混合，中和了原有的热水温度，造成了能量的大量浪费。有一些太阳能热水器具有电加热功能，但是由于加热的范围太大，使加热速度慢、电力损耗大。因此，亟需设计一种新型的、能耗低的太阳能热水器。

发明内容

本发明还有一个目的是提供一种多仓式太阳能热水器，其具有四个储水仓，上水时，冷水和原有热水混合速度慢，避免热水骤冷，降低了能耗。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多仓式太阳能热水器，包括：

水箱，其侧壁表面插设有多根不走水太阳能真空管，用于吸收太阳能并对所述水箱内的水进行加热，所述水箱的一侧底面上设置有冷水进口，所述冷水进口连通至冷水源，所述水箱的另一侧底面上设置有热水出口，所述热水出口连通至用户端；

第一隔板、第二隔板和第三隔板，其由所述冷水进口至所述热水出口依次设置，依次将所述水箱分隔为第一水仓、第二水仓、第三水仓和第四水仓，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓和所述第四水仓中分别装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；

第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和第六连接管，所述第一连接管和所述第二连接管均将所述第一水仓与所述第二水仓连通，所述第三连接管和所述第四连接管均将所述第二水仓与所述第三水仓连通，所述第五连接管和所述第六连接管均将所述第三水仓与所述第四水仓连通，所述第一连接管、所述第二连接管、所述第三连接管、所述第四连接管、所述第五连接管和所述第六连接管上分别设置有第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、第五循环泵和第六循环泵，所述第一循环泵用于将所述第一水仓中的水泵入所述第二水仓，所述第二循环泵用于将所述第二水仓中的水泵入所述第一水仓，所述第三循环泵用于将所述第二水仓中的水泵入所述第三水仓，所述第四循环泵用于将所述第三水仓中的水泵入所述第二水仓，所述第五循环泵用于将所述第三水仓中的水泵入所述第四水仓，所述第六循环泵用于将所述第四水仓中的水泵入所述第三水仓；

控制器，其与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵均连接，所述控制器接收所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差、第二温度差和第三温度差，所述第一温度差为所述第二温度传感器与所述第一温度传感器检测到的水温的差值，所述第二温度差为所述第三温度传感器与所述第二温度传感器检测到的水温的差值，所述第三温度差为所述第四温度传感器与所述第三温度传感器检测到的水温的差值，所述控制器根据所述第一温度差、所述第二温度差和所述第三温度差调节所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵的流量。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述水箱的容积为200升。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓与所述第四水仓的容积比为1:1:1:1。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵的流量在10-50升/小时内变化。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第一温度差小于5℃时，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为2:1，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为3:1；

当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为2:1，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为3:1；

当所述第三温度差小于5℃时，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为1:1，当所述第三温度差为5-10℃时，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为2:1，当所述第三温度差大于10℃，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为3:1。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述第四水仓内设置有电热棒。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一隔板、所述第二隔板与所述第三隔板的材质均为隔热材料。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述水箱侧壁表面等间距开设多个安装孔，每个安装孔均插入并固定一盲管，用于放置所述不走水太阳能真空管。

优选的是，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓和所述第四水仓所处位置的水箱侧壁表面均至少开设有一个安装孔。

本发明至少包括以下有益效果：

(1)本发明的水箱具有第一水仓、第二水仓、第三水仓和第四水仓，上冷水时，冷水先进入第一水仓，然后缓慢地被依次泵入第二水仓、第三水仓和第四水仓，这样，冷水和原有热水混合速度慢，第四水仓中的热水不会骤然被冷水中和而变冷，这就大大减少了能量损失。

(2)本发明根据相邻水仓的水温差用循环泵改变各水仓间相互的水流量，对于任意相邻的两个水仓，当水温差较小时，流向两水仓的水的流量相等，这使两水仓中温度相差不多的水能够充分混合均匀，并对较冷的水进行一定程度的预热，当水温差较大时，较热的水仓的出水量比例较低，以使热水能保持较高的温度，避免迅速被降温。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的多仓式太阳能热水器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：水箱1，其侧壁表面插设有多根不走水太阳能真空管2，用于吸收太阳能并对所述水箱1内的水进行加热，所述水箱1的一侧底面上设置有冷水进口，所述冷水进口连通至冷水源，所述水箱1的另一侧底面上设置有热水出口，所述热水出口连通至用户端；

第一隔板、第二隔板和第三隔板，其由所述冷水进口至所述热水出口依次设置，依次将所述水箱1分隔为第一水仓11、第二水仓12、第三水仓13和第四水仓14，所述第一水仓11、所述第二水仓12、所述第三水仓13和所述第四水仓14中分别装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；

第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和第六连接管，所述第一连接管和所述第二连接管均将所述第一水仓11与所述第二水仓12连通，所述第三连接管和所述第四连接管均将所述第二水仓12与所述第三水仓13连通，所述第五连接管和所述第六连接管均将所述第三水仓13与所述第四水仓14连通，所述第一连接管、所述第二连接管、所述第三连接管、所述第四连接管、所述第五连接管和所述第六连接管上分别设置有第一循环泵3、第二循环泵4、第三循环泵5、第四循环泵6、第五循环泵7和第六循环泵8，所述第一循环泵3用于将所述第一水仓11中的水泵入所述第二水仓12，所述第二循环泵4用于将所述第二水仓12中的水泵入所述第一水仓11，所述第三循环泵5用于将所述第二水仓12中的水泵入所述第三水仓13，所述第四循环泵6用于将所述第三水仓13中的水泵入所述第二水仓12，所述第五循环泵7用于将所述第三水仓13中的水泵入所述第四水仓14，所述第六循环泵8用于将所述第四水仓14中的水泵入所述第三水仓13；

控制器，其与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第一循环泵3、所述第二循环泵4、所述第三循环泵5、所述第四循环泵6、所述第五循环泵7和所述第六循环泵8均连接，所述控制器接收所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差、第二温度差和第三温度差，所述第一温度差为所述第二温度传感器与所述第一温度传感器检测到的水温的差值，所述第二温度差为所述第三温度传感器与所述第二温度传感器检测到的水温的差值，所述第三温度差为所述第四温度传感器与所述第三温度传感器检测到的水温的差值，所述控制器根据所述第一温度差、所述第二温度差和所述第三温度差调节所述第一循环泵3、所述第二循环泵4、所述第三循环泵5、所述第四循环泵6、所述第五循环泵7和所述第六循环泵8的流量。

在上述技术方案中，水箱1用于储水，太阳能真空管2插在水箱1的侧壁表面，用于吸收太阳能，然后对水箱1中的水进行加热。该太阳能真空管2是不走水太阳能真空管2，由于不走水，不会出现骤冷破裂的情况。三块隔板将水箱1分隔为第一水仓11、第二水仓12、第三水仓13和第四水仓14这四个水仓，并依次在相邻的两个水仓间设置第一循环泵3、第三循环泵5和第五循环泵7，将水分别泵入下一个水仓，由于第一水仓11靠近冷水进口，因而水温最低，第二水仓12的水温较第一水仓11的水温高，第三水仓13的水温较第二水仓12的水温高，第四水仓14的水温最高，这样新进的冷水只能缓慢地依次被泵入第二水仓12、第三水仓13和第四水仓14。在这个过程中，一方面冷水混入热水的速度缓慢，不会快速中和热水，避免水温迅速降低而无法使用，影响用户体验，另一方面冷水能够在流动过程中被充分预热。为了在减缓热水冷却速度的同时加快冷水的热度，在相邻两个水仓之间还设置第二水仓12、第四水仓14和第六水仓，分别将下一个水仓中较热的水泵入上一个水仓中，一方面可以用较热的水对冷水进行一定程度的预热，使热量能够得到充分的运用，避免相邻水仓温差相差太大，影响用户体验，另一方面可以提高混合时水流的湍流程度，促进水流的混合均匀。为了精确地控制相邻水仓间冷水与热水的混合速度，在每个水仓中均设置一个温度传感器，并根据水仓间的温度差调节每个水仓泵入和泵出水的流量。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述水箱1的容积为200升。这里提供了一种水箱1的优选的容积。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一水仓11、所述第二水仓12、所述第三水仓13与所述第四水仓14的容积比为1:1:1:1。这里提供了四个水仓优选的容积比。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一循环泵3、所述第二循环泵4、所述第三循环泵5、所述第四循环泵6、所述第五循环泵7和所述第六循环泵8的流量在10-50升/小时内变化。这里提供了六个循环泵优选的流量，这样，冷水可以缓慢的进入下一个水仓，而热水也可以缓慢地进入上一个水仓。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第一温度差小于5℃时，控制所述第一循环泵3与所述第二循环泵4的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一循环泵3与所述第二循环泵4的流量比为2:1，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一循环泵3与所述第二循环泵4的流量比为3:1；

当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第三循环泵5与所述第四循环泵6的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第三循环泵5与所述第四循环泵6的流量比为2:1，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第三循环泵5与所述第四循环泵6的流量比为3:1；

当所述第三温度差小于5℃时，控制所述第五循环泵7与所述第六循环泵8的流量比为1:1，当所述第三温度差为5-10℃时，控制所述第五循环泵7与所述第六循环泵8的流量比为2:1，当所述第三温度差大于10℃，控制所述第五循环泵7与所述第六循环泵8的流量比为3:1。这里提供了一种控制相邻水仓间流量比的优选的方案，在该方案下，热水冷却的速度缓慢，冷水较易被预热，。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述第四水仓14内设置有电热棒9。这里，在第四水仓14中放置电热棒9，可以使本发明在阴天或雨天情况下使用，而且加热的区域较小，加热速度快。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一隔板、所述第二隔板与所述第三隔板的材质均为隔热材料。隔热材料可以减少热水温度被较冷的冷水温度中和，减少能量浪费。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述水箱1侧壁表面等间距开设多个安装孔，每个安装孔均插入并固定一盲管，用于放置所述不走水太阳能真空管2。这里提供了一种不走水太阳能真空管2的安装方式。

在另一种实例中，所述的多仓式太阳能热水器，所述第一水仓11、所述第二水仓12、所述第三水仓13和所述第四水仓14所处位置的水箱1侧壁表面均至少开设有一个安装孔。这样，可以保证不走水太阳能真空管2可以对每个水仓内的水均进行加热。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种多仓式太阳能热水器，其特征在于，包括：

水箱，其侧壁表面插设有多根不走水太阳能真空管，用于吸收太阳能并对所述水箱内的水进行加热，所述水箱的一侧底面上设置有冷水进口，所述冷水进口连通至冷水源，所述水箱的另一侧底面上设置有热水出口，所述热水出口连通至用户端；

第一隔板、第二隔板和第三隔板，其由所述冷水进口至所述热水出口依次设置，依次将所述水箱分隔为第一水仓、第二水仓、第三水仓和第四水仓，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓和所述第四水仓中分别装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器；

第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管、第五连接管和第六连接管，所述第一连接管和所述第二连接管均将所述第一水仓与所述第二水仓连通，所述第三连接管和所述第四连接管均将所述第二水仓与所述第三水仓连通，所述第五连接管和所述第六连接管均将所述第三水仓与所述第四水仓连通，所述第一连接管、所述第二连接管、所述第三连接管、所述第四连接管、所述第五连接管和所述第六连接管上分别设置有第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、第五循环泵和第六循环泵，所述第一循环泵用于将所述第一水仓中的水泵入所述第二水仓，所述第二循环泵用于将所述第二水仓中的水泵入所述第一水仓，所述第三循环泵用于将所述第二水仓中的水泵入所述第三水仓，所述第四循环泵用于将所述第三水仓中的水泵入所述第二水仓，所述第五循环泵用于将所述第三水仓中的水泵入所述第四水仓，所述第六循环泵用于将所述第四水仓中的水泵入所述第三水仓；

控制器，其与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵均连接，所述控制器接收所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器和所述第四温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差、第二温度差和第三温度差，所述第一温度差为所述第二温度传感器与所述第一温度传感器检测到的水温的差值，所述第二温度差为所述第三温度传感器与所述第二温度传感器检测到的水温的差值，所述第三温度差为所述第四温度传感器与所述第三温度传感器检测到的水温的差值，所述控制器根据所述第一温度差、所述第二温度差和所述第三温度差调节所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵的流量。

2.如权利要求1所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述水箱的容积为200升。

3.如权利要求2所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓与所述第四水仓的容积比为1:1:1:1。

4.如权利要求3所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵、所述第四循环泵、所述第五循环泵和所述第六循环泵的流量在10-50升/小时内变化。

5.如权利要求4所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述控制器设置为：当所述第一温度差小于5℃时，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为2:1，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一循环泵与所述第二循环泵的流量比为3:1；

当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为1:1，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为2:1，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第三循环泵与所述第四循环泵的流量比为3:1；

当所述第三温度差小于5℃时，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为1:1，当所述第三温度差为5-10℃时，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为2:1，当所述第三温度差大于10℃，控制所述第五循环泵与所述第六循环泵的流量比为3:1。

6.如权利要求1所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第四水仓内设置有电热棒。

7.如权利要求1所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一隔板、所述第二隔板与所述第三隔板的材质均为隔热材料。

8.如权利要求1所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述水箱侧壁表面等间距开设多个安装孔，每个安装孔均插入并固定一盲管，用于放置所述不走水太阳能真空管。

9.如权利要求8所述的多仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一水仓、所述第二水仓、所述第三水仓和所述第四水仓所处位置的水箱侧壁表面均至少开设有一个安装孔。