CN108253638A - 一种带余热利用装置的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带余热利用装置的太阳能热水器，其包括余热利用装置、太阳能集热器、冷水箱、热水箱、支架以及热利用装置，其特征在于，所述太阳能集热器放置在所述支架上，所述太阳能集热器连接所述冷水箱和所述热水箱，所述冷水箱放置在支架的上端、所述热水箱设置在支架的下端，所述热水箱的热水出口通过保温管连接所述热利用装置；所述太阳能集热器包括多根平行排列的太阳能集热管，所述太阳能集管为扁管状，其由高强度的透明玻璃制作。

Description

一种带余热利用装置的太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种带余热利用装置的太阳能热水器。

背景技术

由于油价不稳定和气候变化协议的限制等，新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等，而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。问题是，从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。但是，随着技术的发展进步，从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低，而在发电效率正在逐渐提高。

而在家庭中，洗浴、洗菜或是刷碗的热水所带有的热量则都通过下水道排走，其携带的能量不能够得到全面充分的利用，造成能量大量浪费，现有技术中有许多进行洗浴废水余热回收的装置，但是单纯的余热利用不足以将冷水加热到所需要的温度，且其换热效率普遍较低，不能够将热量全面重复利用。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决余热利用换热效率低，且不能够将冷水加热到所需要温度的技术问题，提供一种带余热利用装置的太阳能热水器，其能够通过多种介质的同时加热，从而完成对冷水的全面加热，极大的提高了能源利用效率。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种带余热利用装置的太阳能热水器，其包括余热利用装置、太阳能集热器、冷水箱、热水箱、支架以及热利用装置，其特征在于，所述太阳能集热器放置在所述支架上，所述太阳能集热器连接所述冷水箱和所述热水箱，所述冷水箱放置在支架的上端、所述热水箱设置在支架的下端，所述热水箱的热水出口通过保温管连接所述热利用装置；

所述太阳能集热器包括多根平行排列的太阳能集热管，所述太阳能集热管为扁管状，其由高强度的透明玻璃制作，每一根所述太阳能集热管内被制作出三根细通道，其包括位于位于中间的细通道一和位于细通道一两侧的对称布置的两根细通道二，其中细通道一内流通的是介质水，旁边的两根细通道二内流通的是介质空气，所述细通道一的上端插入所述冷水箱中，所述细通道一的下端插入所述热水箱中，两根所述细通道二的空气入口位于下端，每根所述细通道二的所述空气入口与所述风机连接，两根所述细通道二的空气出口位于上端，每根所述细通道二的所述空气出口通道气管与所述余热利用装置连接；

所述余热利用装置为圆形，其包括上盖、换热芯体以及下盖，上述上盖和所述下盖对接并在中间形成换热腔体，所述换热芯体放置在所述换热腔体内，所述换热芯体由换热管体盘绕呈盘管状，所述换热管体包括换热管一和换热管二，所述换热管一与换热管二在竖直方向上紧贴在一起，所述换热管一位于换热管二的上方，且所述换热管一和所述换热管二的横截面均为半圆形，其横截面的圆周包括圆弧段和直线段，所述换热管一以直线段朝下的方式放置，所述换热管二以直线段朝上的方式放置，所述换热管一的直线段和所述换热管二的直线段紧贴对接，二者之间涂抹导热胶紧密对接；

所述换热管体的入口位于盘管的中心，所述换热管体的出口位于盘管的外缘，所述换热管一的入口通过水管连接所述冷水箱，所述换热管一的出口通过水泵连接所述热水箱，所述换热管二的入口通过气管与所述细通道二的空气出口连接，所述换热管二的出口连接所述风机连接；

所述上盖上设置有洗浴水入口，所述洗浴水入口位于所述上盖的中心，所述下盖上设置有洗浴水出口，所述洗浴水出口设置在所述下盖的外缘，所述洗浴水出口通过管道连接下水道，所述换热腔体内充满洗浴水。

优选的，所述上盖和所述下盖密封对接，所述上盖的内壁设置有螺槽，所述下盖的外壁设置有与所述螺槽对应的螺纹，所述上盖和所述下盖通过所述螺纹和螺槽对接。

优选的，所述下盖的内部设置有多个卡环，多个所述卡环排列成圆环状，每一个卡环上部开口，所述换热管体卡在所述卡环内。

优选的，所述换热管一和所述换热管二采用铜或铝制成。

有益效果在于：

(1)所述太阳能集热管包括三根细通道，其内分别流通介质水和介质空气，可以同时完成对水和空气的加热，实现多介质的同时加热；

(2)设置余热利用装置，能够对洗浴、洗菜或是刷碗的废热水进行余热利用，将其热量传递给冷水，充分节约能源，提高能源利用率；

(3)所述余热利用装置内包括换热管一和换热管二，换热腔体内内充满洗浴废水，则洗浴废水将热量通过换热管一的管壁传递给其内的冷水，加热冷水，同时，所述换热管二内的热空气将热量传递给管壁，之后在传递给所述换热管一内的冷水，进一步加热其内的冷水，洗浴废水和热空气同时对冷水进行加热，提高其温度，充分利用热量，节约能源；

(4)所述换热管一和所述换热管二的横截面均为半圆形，其横截面的圆周包括圆弧段和直线段，二者通过直线段部分对接在一起，极大的提高了二者直接地换热面积，为提高导热效率提供了保证；

(5)所述下盖的内部设置有多个卡环，多个卡环对所述换热管体进行卡接固定，将其定位于所述下盖内部，提高其稳定性；同时，设置多个卡环卡住所述换热管体，也提高了所述余热利用装置整体的强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的任一太阳能集热管的截面示意图；

图3是本发明的余热利用装置的结构示意图；

图4是本发明的换热管体的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图4所示，本发明提供的一种带余热利用装置的太阳能热水器，其包括余热利用装置1、太阳能集热器2、冷水箱3、热水箱4、支架5以及热利用装置6，其特征在于，所述太阳能集热器2放置在所述支架5上，所述太阳能集热器2连接所述冷水箱3和所述热水箱4，所述冷水箱3放置在支架5的上端、所述热水箱4设置在支架5的下端，所述热水箱4的热水出口通过保温管7连接所述热利用装置6；

所述太阳能集热器2包括多根平行排列的太阳能集热管10，所述太阳能集热管10为扁管状，其由高强度的透明玻璃制作，每一根所述太阳能集热管10内被制作出三根细通道，其包括位于位于中间的细通道一11和位于细通道一11两侧的对称布置的两根细通道二12，其中细通道一11内流通的是介质水，旁边的两根细通道二12内流通的是介质空气，所述细通道一11的上端插入所述冷水箱3中，所述细通道一11的下端插入所述热水箱4中，两根所述细通道二12的空气入口位于下端，每根所述细通道二12的所述空气入口与所述风机9连接，两根所述细通道二12的空气出口位于上端，每根所述细通道二的所述空气出口通道气管8与所述余热利用装置连接；

所述余热利用装置1为圆形，其包括上盖13、换热芯体14以及下盖15，上述上盖13和所述下盖15对接并在中间形成换热腔体，所述换热芯体14放置在所述换热腔体内，所述换热芯体14由换热管体16盘绕呈盘管状，所述换热管体16包括换热管一17和换热管二18，所述换热管一17与换热管二18在竖直方向上紧贴在一起，所述换热管一17位于换热管二18的上方，且所述换热管一17和所述换热管二18的横截面均为半圆形，其横截面的圆周包括圆弧段和直线段，所述换热管一17以直线段朝下的方式放置，所述换热管二18以直线段朝上的方式放置，所述换热管一17的直线段和所述换热管二18的直线段紧贴对接，二者之间涂抹导热胶紧密对接；

所述换热管体16的入口位于盘管的中心，所述换热管体16的出口位于盘管的外缘，所述换热管一17的入口通过水管连接所述冷水箱3，所述换热管一17的出口通过水泵连接所述热水箱4，所述换热管二18的入口通过气管8与所述细通道二12的空气出口连接，所述换热管二18的出口连接所述风机9连接；

所述上盖13上设置有洗浴水入口19，所述洗浴水入口19位于所述上盖13的中心，所述下盖15上设置有洗浴水出口20，所述洗浴水出口20设置在所述下盖15的外缘，所述洗浴水出口20通过管道连接下水道，所述换热腔体内充满洗浴水。

优选的，所述上盖13和所述下盖15密封对接，所述上盖13的内壁设置有螺槽，所述下盖15的外壁设置有与所述螺槽对应的螺纹，所述上盖13和所述下盖15通过所述螺纹和螺槽对接。

优选的，所述下盖15的内部设置有多个卡环(图中未示出)，多个所述卡环排列成圆环状，每一个卡环上部开口，所述换热管体16卡在所述卡环内。

优选的，所述换热管一17和所述换热管二18采用铜或铝制成。

工作过程如下：

冷水从所述冷水箱中流入所述细通道一内，在所述细通道一内流动的过程中吸收太阳能热量，并逐渐升温变为热水，并最终流入所述热水箱中保存，并连接到所述热利用装置并供人利用，同时所述冷空气从所述风机吹入所述细通道二内，在所述细通道内流动的过程中吸收太阳能热量，逐渐升温变为热空气，所述热空气通过气管通入所述余热利用装置中，并进入所述换热管二中，将其热量传递给所述换热管一中的冷水；

此外，洗浴后的洗浴废水通过所述上盖上的洗浴水入口进入所述余热利用装置的换热腔体内，并充满所述换热腔体，将浸泡在所述换热腔体内的换热管一内的冷水以及换热管二内的空气加热，并最终将热量全部传递给所述冷水，之后吸收过余热的冷水通过管道排入所述热水箱中储存。

有益效果在于：

(1)所述太阳能集热管包括三根细通道，其内分别流通介质水和介质空气，可以同时完成对水和空气的加热，实现多介质的同时加热；

(2)设置余热利用装置，能够对洗浴、洗菜或是刷碗的废热水进行余热利用，将其热量传递给冷水，充分节约能源，提高能源利用率；

(3)所述余热利用装置内包括换热管一和换热管二，换热腔体内内充满洗浴废水，则洗浴废水将热量通过换热管一的管壁传递给其内的冷水，加热冷水，同时，所述换热管二内的热空气将热量传递给管壁，之后在传递给所述换热管一内的冷水，进一步加热其内的冷水，洗浴废水和热空气同时对冷水进行加热，提高其温度，充分利用热量，节约能源；

(4)所述换热管一和所述换热管二的横截面均为半圆形，其横截面的圆周包括圆弧段和直线段，二者通过直线段部分对接在一起，极大的提高了二者直接地换热面积，为提高导热效率提供了保证；

(5)所述下盖的内部设置有多个卡环，多个卡环对所述换热管体进行卡接固定，将其定位于所述下盖内部，提高其稳定性；同时，设置多个卡环卡住所述换热管体，也提高了所述余热利用装置整体的强度。

(5)所述冷水箱或热水箱上设置有排气孔，其能够将随着水进入所述冷水箱或热水箱中的空气排出去。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种带余热利用装置的太阳能热水器，其包括余热利用装置、太阳能集热器、冷水箱、热水箱、支架以及热利用装置，其特征在于，所述太阳能集热器放置在所述支架上，所述太阳能集热器连接所述冷水箱和所述热水箱，所述冷水箱放置在支架的上端、所述热水箱设置在支架的下端，所述热水箱的热水出口通过保温管连接所述热利用装置；

所述太阳能集热器包括多根平行排列的太阳能集热管，所述太阳能集管为扁管状，其由高强度的透明玻璃制作，每一根所述太阳能集热管内被制作出三根细通道，其包括位于位于中间的细通道一和位于细通道一两侧的对称布置的两根细通道二，其中细通道一内流通的是介质水，旁边的两根细通道二内流通的是介质空气，所述细通道一的上端插入所述冷水箱中，所述细通道一的下端插入所述热水箱中，两根所述细通道二的空气入口位于下端，每根所述细通道二的所述空气入口与所述风机连接，两根所述细通道二的空气出口位于上端，每根所述细通道二的所述空气出口通道气管与所述余热利用装置连接；

所述余热利用装置为圆形，其包括上盖、换热芯体以及下盖，上述上盖和所述下盖对接并在中间形成换热腔体，所述换热芯体放置在所述换热腔体内，所述换热芯体由换热管体盘绕呈盘管状，所述换热管体包括换热管一和换热管二，所述换热管一与换热管二在竖直方向上紧贴在一起，所述换热管一位于换热管二的上方，且所述换热管一和所述换热管二的横截面均为半圆形，其横截面的圆周包括圆弧段和直线段，所述换热管一以直线段朝下的方式放置，所述换热管二以直线段朝上的方式放置，所述换热管一的直线段和所述换热管二的直线段紧贴对接，二者之间涂抹导热胶紧密对接；

所述换热管体的入口位于盘管的中心，所述换热管体的出口位于盘管的外缘，所述换热管一的入口通过水管连接所述冷水箱，所述换热管一的出口通过水泵连接所述热水箱，所述换热管二的入口通过气管与所述细通道二的空气出口连接，所述换热管二的出口连接所述风机连接；

所述上盖体上设置有洗浴水入口，所述洗浴水入口位于所述上盖的中心，所述下盖上设置有洗浴水出口，所述洗浴水出口设置在所述下盖的外缘，所述洗浴水出口通过管道连接下水道，所述换热腔体内充满洗浴水。

2.根据权利要求1所述的带余热利用装置的太阳能热水器，所述上盖和所述下盖密封对接，所述上盖的内壁设置有螺槽，所述下盖体的外壁设置有与所述螺槽对应的螺纹，所述上盖和所述下盖通过所述螺纹和螺槽对接。

3.根据权利要求1所述的带余热利用装置的太阳能热水器，所述下盖的内部设置有多个卡环，多个所述卡环排列成圆环状，每一个卡环上部开口，所述换热管体卡在所述卡环内。

4.根据权利要求1所述的带余热利用装置的太阳能热水器，所述换热管一和所述换热管二采用铜或铝制成。