CN105222366B - 分仓式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分仓式太阳能热水器，包括：水箱；第一圆板和第二圆板，其半径均与水箱的内半径相等，且平行间隔设置于水箱内部，第一圆板与第二圆板依次将水箱分隔成第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间；第一转轴、第二转轴、第三圆板和第四圆板，第一转轴同轴设置于水箱内部，第一转轴的一端与第三圆板的圆心固定连接，另一端与第一电机动力连接，第二转轴同轴设置于水箱内部，第二转轴的一端与第四圆板的圆心固定连接，另一端与第二电机动力连接；控制器；其中，控制器根据第一温度差和第二温度差调节第一转轴和第二转轴的转速。本发明的水箱中具有三个储水仓，上水时，冷水和原有热水混合速度慢，减少了能量损失。

Description

分仓式太阳能热水器

技术领域

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

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，这种太阳能热水器的水温上升慢，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，但是由于需加热的水量很大，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

本发明的一个目的是提供一种分仓式太阳能热水器，其水箱中具有三个储水仓，上水时，冷水和原有热水混合速度慢，避免热水骤冷，减少了能量损失。

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

水箱，其为水平放置的中空圆柱状结构，所述水箱的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；

第一圆板和第二圆板，其半径均与所述水箱的内半径相等，且平行间隔设置于所述水箱内部，所述第一圆板与所述第二圆板从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成第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间，所述第一圆板上设有多个第一通孔，所述第二圆板上设有多个第二通孔，所述第一容纳空间中设置有第一温度传感器，所述第二容纳空间中设置有第二温度传感器，所述第三容纳空间中设置有第三温度传感器；

第一转轴、第二转轴、第三圆板和第四圆板，所述第一转轴同轴设置于所述水箱内部，所述第一转轴的一端与第三圆板的圆心固定连接，另一端穿出所述水箱的一侧底面且与第一电机动力连接，所述第二转轴穿过所述水箱的另一侧底面同轴设置于所述水箱内部，所述第二转轴的一端与第四圆板的圆心固定连接，另一端与第二电机动力连接，所述第三圆板与所述第一圆板的半径相等，且与所述第一圆板间隙设置，所述第三圆板上与所述多个第一通孔对应的位置处设有多个第三通孔，所述第四圆板与所述第二圆板的半径相等，且与所述第二圆板间隙设置，所述第四圆板上与所述多个第二通孔对应的位置处设有多个第四通孔；

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、所述第一电机和所述第二电机均连接，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和所述第三温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差和第二温度差，所述第一温度差为所述第二容纳空间与所述第一容纳空间的水温差，所述第二温度差为所述第三容纳空间与所述第二容纳空间的水温差；

其中，所述控制器根据第一温度差和所述第二温度差调节所述第一转轴和所述第二转轴的转速。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一圆板、所述第二圆板、所述第三圆板和所述第四圆板的半径均为18厘米。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一容纳空间、所述第二容纳空间和所述第三容纳空间的容积比为1:2:1。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔的孔径均为10厘米，其中，所述第一通孔和所述第三通孔的数量均为四个，所述第二通孔和所述第四通孔的数量均为三个。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第一温度差小于5℃时，控制所述第一转轴的转速为100转/分，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一转轴的转速为60转/分，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一转轴的转速为30转/分。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第二转轴的转速为100转/分，当所述第二温度差为5-10℃时，控制所述第二转轴的转速为60转/分，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第二转轴的转速为30转/分。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述第三容纳空间内设置有电热棒。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一圆板、所述第二圆板、所述第三圆板和所述第四圆板的材质均为隔热材料。

优选的是，所述的分仓式太阳能热水器，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，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一容纳空间、所述第二容纳空间和所述第三容纳空间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)本发明的水箱中的第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间即是三个储水仓，上冷水时，冷水先进入第一容纳空间，然后缓慢地混入第二容纳空间，最后缓慢地混入第三容纳空间，这样，冷水和原有热水混合速度慢，第三容纳空间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)本发明根据水温差用第三圆板间歇性连通或不连通第一容纳空间和第二容纳空间，用第四圆板间歇性连通第二容纳空间和第三容纳空间，当水温差较小时，通过提高连通性，使水箱中的各位置的水的温度更均匀，这样就在不影响使用性的情况下，为用户提供温度更均一的水，当温差较大时，通过降低连通性，使第三容纳空间中的水不被迅速降温而影响用户体验。

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为本发明的分仓式太阳能热水器的结构示意图；

图2为本发明的第一圆板的结构示意图。

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和图2示出了根据本发明的一种实现形式，其中包括：

水箱1，其为水平放置的中空圆柱状结构，所述水箱1的侧壁表面插设有多根不走水太阳能真空管5，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；

第一圆板11和第二圆板12，其半径均与所述水箱1的内半径相等，且平行间隔设置于所述水箱1内部，所述第一圆板11与所述第二圆板12从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分隔成第一容纳空间2、第二容纳空间3和第三容纳空间4，所述第一圆板11上设有多个第一通孔111，所述第二圆板12上设有多个第二通孔，所述第一容纳空间2中设置有第一温度传感器，所述第二容纳空间3中设置有第二温度传感器，所述第三容纳空间4中设置有第三温度传感器；

第一转轴22、第二转轴42、第三圆板21和第四圆板41，所述第一转轴22同轴设置于所述水箱1内部，所述第一转轴22的一端与第三圆板21的圆心固定连接，另一端穿出所述水箱1的一侧底面且与第一电机23动力连接，所述第二转轴42穿过所述水箱1的另一侧底面同轴设置于所述水箱1内部，所述第二转轴42的一端与第四圆板41的圆心固定连接，另一端与第二电机43动力连接，所述第三圆板21与所述第一圆板11的半径相等，且与所述第一圆板11间隙设置，所述第三圆板21上与所述多个第一通孔111对应的位置处设有多个第三通孔，所述第四圆板41与所述第二圆板12的半径相等，且与所述第二圆板12间隙设置，所述第四圆板41上与所述多个第二通孔对应的位置处设有多个第四通孔；

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、所述第一电机23和所述第二电机43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和所述第三温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差和第二温度差，所述第一温度差为所述第二容纳空间3与所述第一容纳空间2的水温差，所述第二温度差为所述第三容纳空间4与所述第二容纳空间3的水温差；

其中，所述控制器根据第一温度差和所述第二温度差调节所述第一转轴22和所述第二转轴42的转速。

在上述技术方案中，水箱1用于储水，太阳能真空管5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5是不走水太阳能真空管5，由于不走水，不会出现骤冷破裂的情况。第一圆板11与第二圆板12将水箱1分隔为第一容纳空间2、第二容纳空间3和第三容纳空间4，即将水箱1分隔为三个水仓，由于第一容纳空间2靠近冷水进口，因而水温最低，第二容纳空间3中的水温较第一容纳空间2的水温高，第三容纳空间4中的水温最高，这样新进的冷水只能缓慢地与第三容纳空间4的热水混合，不会快速中和第三容纳空间4中热水，避免水温迅速降低而无法使用，影响用户体验。为了改变第一容纳空间2与第二容纳空间3的连通性，在第一圆板11的一侧间隙设置第三圆板21，第一圆板11与第三圆板21上有位置对应的通孔，第三圆板21旋转，通孔重合时，第一容纳空间2与第二容纳空间3连通，通孔不重合时，第一容纳空间2与第二容纳空间3不连通。通过这种方式间歇连通或不连通第一容纳空间2和第二容纳空间3，一方面进一步使冷水与热水能够缓慢混合，热水缓慢降温，另一方面提高混合时水流的湍流程度，促进水流的混合均匀，避免水箱1中的水局部过热。为了精确地控制冷水与热水的混合量，在每个容纳空间中均设置一个温度传感器，然后控制器通过第一温度差和第二温度差调整第三圆板21和第四圆板41的转速。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一圆板11、所述第二圆板12、所述第三圆板21和所述第四圆板41的半径均为18厘米。这里提供了第一圆板11、第二圆板12、第三圆板21和第四圆板41的优选半径。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一容纳空间2、所述第二容纳空间3和所述第三容纳空间4的容积比为1:2:1。这里提供了第一容纳空间2、第二容纳空间3和第三容纳空间4的优选的容积比，在该比例下，温度适中的第二容纳空间3的体积最大，一方面在冷水和热水间起到了一个很好的缓冲作用，不使冷水快速与热水混合，另一方面对冷水可以在较大的第二容纳空间3内充分预热。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一通孔111、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔的孔径均为10厘米，其中，所述第一通孔111和所述第三通孔的数量均为四个，所述第二通孔和所述第四通孔的数量均为三个。这里，为了保证第一容纳空间2与第二容纳空间3之间的通透性较大，而使第二容纳空间3与第三容纳空间4之间的通透性较小，使冷水能快速预热，而第三容纳空间4内的热水不容易被迅速降温。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第一温度差小于5℃时，控制所述第一转轴22的转速为100转/分，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一转轴22的转速为60转/分，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一转轴22的转速为30转/分。这里提供了一种控制第一转轴22即第三圆板21转速的优选的方式，在该方式下，冷水较易被预热，而又不影响第三容纳空间4中的热水。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述控制器设置为：当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第二转轴42的转速为100转/分，当所述第二温度差为5-10℃时，控制所述第二转轴42的转速为60转/分，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第二转轴42的转速为30转/分。这里提供了一种控制第二转轴42即第四圆板41转速的优选的方式，在该方式下，热水不易被迅速降温，而又供应充足。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第三容纳空间4内设置有电热棒44。这里，在第三容纳空间4中放置电热棒44，可以使本发明在阴天或雨天情况下使用。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一圆板11、所述第二圆板12、所述第三圆板21和所述第四圆板41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，所述的分仓式太阳能热水器，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5。这里提供了一种不走水太阳能真空管5的安装方式。

在另一种实例中，所述的分仓式太阳能热水器，所述第一容纳空间2、所述第二容纳空间3和所述第三容纳空间4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5可以对每个容纳空间内的水均进行加热。

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 (10)

1.一种分仓式太阳能热水器，其特征在于，包括：

水箱，其为水平放置的中空圆柱状结构，所述水箱的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；

第一圆板和第二圆板，其半径均与所述水箱的内半径相等，且平行间隔设置于所述水箱内部，所述第一圆板与所述第二圆板从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成第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间，所述第一圆板上设有多个第一通孔，所述第二圆板上设有多个第二通孔，所述第一容纳空间中设置有第一温度传感器，所述第二容纳空间中设置有第二温度传感器，所述第三容纳空间中设置有第三温度传感器；

第一转轴、第二转轴、第三圆板和第四圆板，所述第一转轴同轴设置于所述水箱内部，所述第一转轴的一端与第三圆板的圆心固定连接，另一端穿出所述水箱的一侧底面且与第一电机动力连接，所述第二转轴穿过所述水箱的另一侧底面同轴设置于所述水箱内部，所述第二转轴的一端与第四圆板的圆心固定连接，另一端与第二电机动力连接，所述第三圆板与所述第一圆板的半径相等，且与所述第一圆板间隙设置，所述第三圆板上与所述多个第一通孔对应的位置处设有多个第三通孔，所述第四圆板与所述第二圆板的半径相等，且与所述第二圆板间隙设置，所述第四圆板上与所述多个第二通孔对应的位置处设有多个第四通孔；

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、所述第一电机和所述第二电机均连接，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和所述第三温度传感器检测到的水温信号，得到第一温度差和第二温度差，所述第一温度差为所述第二容纳空间与所述第一容纳空间的水温差，所述第二温度差为所述第三容纳空间与所述第二容纳空间的水温差；

其中，所述控制器根据第一温度差和所述第二温度差调节所述第一转轴和所述第二转轴的转速。

2.如权利要求1所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一圆板、所述第二圆板、所述第三圆板和所述第四圆板的半径均为18厘米。

3.如权利要求2所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一容纳空间、所述第二容纳空间和所述第三容纳空间的容积比为1∶2∶1。

4.如权利要求3所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一通孔、所述第二通孔、所述第三通孔和所述第四通孔的孔径均为10厘米，其中，所述第一通孔和所述第三通孔的数量均为四个，所述第二通孔和所述第四通孔的数量均为三个。

5.如权利要求4所述的分仓式太阳能热水器，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，控制所述第一转轴的转速为100转/分，当所述第一温度差为5-10℃时，控制所述第一转轴的转速为60转/分，当所述第一温度差大于10℃，控制所述第一转轴的转速为30转/分。

6.如权利要求5所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述控制器设置为：当所述第二温度差小于5℃时，控制所述第二转轴的转速为100转/分，当所述第二温度差为5-10℃时，控制所述第二转轴的转速为60转/分，当所述第二温度差大于10℃，控制所述第二转轴的转速为30转/分。

7.如权利要求1所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第三容纳空间内设置有电热棒。

8.如权利要求1所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一圆板、所述第二圆板、所述第三圆板和所述第四圆板的材质均为隔热材料。

9.如权利要求1所述的分仓式太阳能热水器，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。

10.如权利要求9所述的分仓式太阳能热水器，其特征在于，所述第一容纳空间、所述第二容纳空间和所述第三容纳空间所处位置的水箱侧壁表面均至少开设有一个安装孔。