CN109099599A - 一种太阳能热水器 - Google Patents

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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT GENERATING MEANS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters having heat generating means, e.g. boiler, flow- heater, water-storage heater
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12Continuous-flow heaters, i.e. in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/124Continuous-flow heaters, i.e. in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using fluid fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24H9/00Details
    • F24H9/20Arrangement or mounting of control or safety devices or methods
    • F24H9/2007Arrangement or mounting of control or safety devices or methods for water heaters
    • F24H9/2035Arrangement or mounting of control or safety devices or methods for water heaters for heaters using fluid combustibles

Abstract

本发明公开了一种燃气辅助加热的太阳能热水器,也可以叫做太阳能燃气热水器,它包括太阳能集热板、水箱和控制器,水箱的底部的内部有一圆形空腔,圆形空腔中设置有预热盘管和燃气加热部件,水箱的进水经过流量计后进入水箱,水箱的出水经过恒温混水阀后进入预热盘管和燃气加热部件,最后再从出水口流出。这种太阳能热水器可以最大限度利用太阳能、在太阳能加热温度达不到时启动燃气加热,它能随时提供恒温的热水、热效率很高,是一款理想的环保节能产品。

Description

一种太阳能热水器
技术领域
本发明涉及一种热水器,特别是一种燃气辅助加热的太阳能热水器。
背景技术
目前市场上的太阳能热水器通常安装的辅助加热装置是电加热,安装电加热是因为在阴雨天没有太阳或太阳照射不充分的情况下,水箱中的水达不到规定的温度,这时,采用电加热将水加热到可以使用的温度。电加热有这样一些问题,1、能耗高,电加热跟燃气加热相比,费用是燃气的3倍;2、功率小,电加热的功率一般就2-3kw,超过3kw,加上家里的空调等电器,家庭线路的负荷就无法满足,而普通的燃气加热一般可以达到20kw左右。所以采用电加热将一箱水烧热需要一两个小时。3、我们需要随时关注它,很难做成自动的。比如家里有人要洗澡,先要看看太阳能加热的温度够不够,不够马上开启电加热,等一个多小时后温度上去了,就可以洗澡了。为什么无法搞成自动切换的,这是因为系统不知道你什么时候会洗澡,如果定时切换,比如在下午5点如果太阳能加热温度达不到,切换为电加热,但是如果你不用呢,那不是浪费电吗。还有,如果中午有人洗澡呢,所以无法做成自动的。4、电加热容易在加热管上结垢,使水箱変脏。而且结垢会导致传热效率变差,最后造成加热管损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种燃气辅助加热的太阳能热水器,即太阳能燃气热水器。它主要利用太阳能,并采用燃气辅助加热,由于燃气加热功率大,所以它能随时提供不间断热水。另外由于它采用了恒温混水技术,所以出水的温度始终是恒定的,同时它采用了水箱内燃烧技术,还安装了预热盘管,废气余热得到了有效利用,所以它的热效率很高。
本发明的一种太阳能热水器,它采用了这样一些关键技术,水箱燃气内燃烧技术,废气余热利用技术,自动恒温混水技术。
这种太阳能热水器包括太阳能集热板1、水箱4和控制器15,所述水箱4的下方内部设置有一圆形空腔41,圆形空腔41内设置有预热盘管411和燃气加热盘管412,燃气加热盘管位于预热盘管的下方;
所述燃气加热盘管的下方设置有火排9,火排9上设置有燃气比例阀组件91,燃气进气管92连接到比例阀组件上;
所述圆形空腔41的下侧方设置有排气风机10。排气风机10的出口连接到排气管101,排气风机的入口连接到圆形空腔41;
所述预热盘管411的出口413与燃气加热盘管412的进口相连接,燃气加热盘管的出口连接到热水出水管13,热水出水管13上设置有温感探头11。
所述水箱4上还设置有冷水进水口45、热水出水管42、温感探头43、以及太阳能冷水接口和太阳能热水接口。太阳能集热板1通过冷水管2和热水管3连接到水箱上的太阳能冷水接口和太阳能热水接口。
所述热水出水管42的上端位于水箱的顶部,下端穿过水箱底部与恒温混水阀7的热水入口连接,预热盘管411入口与恒温混水阀7的出口通过管道6连接,管道6上设置有温感探头5,恒温混水阀7的冷水入口连接到水箱的冷水进口45。恒温混水阀7由步进电机71驱动。
所述水箱进水口45的前面设置有流量计12,冷水管网14连接到流量计12的入口。
所述控制器15与风机10、燃气比例阀91、温感探头5、温感探头11、温感探头43、步进电机71、流量计12电连接。
本发明的有益效果是:可以充分利用太阳能加热,在太阳能加热无法达到设定温度时,可以启动燃气加热。它可以随时提供热水,不需要等待,同时,由于燃气是在水箱内部燃烧,燃烧产生的废气可以对进水预热和加热水箱腔体,所以燃气加热的效率很高,热量损失很小。它采用了恒温混水技术和燃气恒温加热技术,所以出水温度始终是恒定的,不需要在用水点手动调温。它采用了太阳能集热板和可以承压的水箱,可以直接连接到压力管路上,所以出水流量大,用起来更舒适。它可以安装在阳台上、屋顶上、地面上。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构原理示意图;
图2图3是本发明的运行模式1、2、3、4、5的示意图;
图4是本发明的燃气加热排气方式示意图;
具体实施方式
参照图1,本发明的一种太阳能热水器包括太阳能集热板1、水箱4和控制器15,所述水箱4的下方内部设置有一圆形空腔41,圆形空腔41内设置有预热盘管411和燃气加热盘管412,燃气加热盘管位于预热盘管的下方。
所述燃气加热盘管的下方设置有火排9,火排9上设置有燃气比例阀组件91,燃气进气管92连接到比例阀组件上。
所述圆形空腔41的下侧方设置有排气风机10。排气风机10的出口连接到排气管101,排气风机的入口连接到圆形空腔41。
所述预热盘管411的出口413与燃气加热盘管412的进口相连接,燃气加热盘管的出口连接到热水出水管13,热水出水管13上设置有温感探头11。
所述水箱4上还设置有冷水进水口45、热水出水管42、温感探头43、以及太阳能冷水接口和太阳能热水接口。太阳能集热板1通过冷水管2和热水管3连接到水箱上的太阳能冷水接口和太阳能热水接口。
所述热水出水管42的上端位于水箱的顶部,下端穿过水箱底部与恒温混水阀7的热水入口连接,预热盘管411入口与恒温混水阀7的出口通过管道6连接,管道6上设置有温感探头5,恒温混水阀7的冷水入口连接到水箱的冷水进口45。恒温混水阀7由步进电机71驱动。
所述水箱进水口45的前面设置有流量计12,冷水管网14连接到流量计12的入口。
所述控制器15与风机10、燃气比例阀91、温感探头5、温感探头11、温感探头43、步进电机71、流量计12电连接。
本发明有以下几种运行模式:模式1,太阳能加热模式。太阳能集热板安装在比水箱低的位置(可以避免使用循环水泵),只要太阳能将水加热后,热水就会自动上升,水流的方向如图2所示。热水经热水管3流入水箱,水箱中的冷水经冷水管2流入到太阳能集热板的入口。这样太阳能就能将水箱中的水加热。
模式2,当水箱中水的温度高于设定温度0.5度时的用水模式。如图2所示,控制器15通过温感探头43检测水箱的温度,当控制器通过流量计12检测到外部用水时,如果水箱中水的温度高于设定温度0.5度,系统进入模式2,模式2的水流方向如图2所示。冷水经过流量计分为两路,一路进入水箱底部,热水从水箱上部的出水管流入恒温混水阀7的热水入口,另一路冷水进入恒温混水阀7的冷水入口,混水阀在步进电机的控制下,将水温混合到设定的温度,控制器通过温感探头5检测混水阀出口的水温。混水后的温度的精度可以达到正负0.2度,而且响应快,不会出现忽冷忽热现象。混水后的热水进入预热盘管再进入燃气加热盘管,燃气加热不会启动,热水经过出水管13最后流到用水点处。
模式3,当水箱中的水温位于设定温度正负0.5度之内时的用水模式,水流方向如图3所示,冷水经过流量计12后直接进入水箱的底部,冷水进入水箱底部,热水从水箱上部的出水管流入混水阀的热水入口,混水阀不混水,热水流出混水阀进入预热盘管再进入燃气加热盘管,燃气加热不会启动,热水经出水管13流到用水点处。
模式4,当水箱中的水温位于设定温度-5度到设定温度-0.5度,系统进入用水模式4,此时启动混水并启动燃气加热。为什么要进行混水呢,这是因为燃气加热的功率比较大,即使有比例阀可以调节燃气火力,也会在温度升温小的情况下熄火,因此为了让出水达到设定的温度,可以在进行燃气加热之前对水箱中的热水通过与冷水混合,温度降低一些后再进行加热,这样就不会熄火,保证能够输出温度恒定的热水。水流的方向如图2所示。冷水经过流量计12后分为两路,一路直接进入水箱的底部,热水从水箱上部的出水管流入混水阀的热水入口,另一路冷水进入混水阀的冷水入口,混水阀在步进电机的控制下,将水温混合到低于设定的温度5度以上。混水后低温的水进入预热盘管再进入燃气加热盘管,燃气加热启动,控制器根据感温探头11来检测燃气加热出口的温度,使最后的温度达到设定的温度,加热后的热水经过出水管13最后流到用水点处。
预热盘管的作用是利用燃气燃烧后的废气对冷水进行加热,吸收废气中的余热,从而充分利用燃烧产生的热能,提高热效率。
模式5,当水箱中的水温低于设定温度5度时,在外部用水时进入模式5。此时混水不启动,燃气加热启动。水流的方向如图3所示。冷水经过流量计12进入水箱底部,热水从水箱上部的出水管流入混水阀的热水入口,混水阀不混水,热水流出混水阀进入预热盘管再进入燃气加热盘管,燃气加热启动,控制器通过检测感温探头11的温度信号来使热水的温度达到设定的温度,加热后的热水经出水管13流到用水点处。
在以上所述的模式中,当燃气加热启动时,排气风机启动,气流的方向如图4 所示,燃气通过燃气管92进入到比例阀组件,与从火排9下方进入的空气混合 后在加热盘管412中燃烧,燃烧后的废气经过预热盘管周围的空腔,与预热盘管 中的水进行热交换后,经过腔体41的侧面空腔,流入排气风机中,再从排气管 101排出。
以上所述仅为本发明的优先实施方式,只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种太阳能热水器,包括太阳能集热板1、水箱4和控制器15,太阳能集热板通过冷水管和热水管与水箱4连接,水箱4的进水口设置有流量计12,其特征在于:所述水箱4的下方内部设置有一圆形空腔41,圆形空腔41内设置有预热盘管411和燃气加热盘管412,燃气加热盘管位于预热盘管的下方,燃气加热盘管的下方设置有火排9,火排9上设置有燃气比例阀组件91,圆形空腔41的下侧方设置有排气风机,预热盘管的出口与燃气加热盘管的进口相连接,预热盘管的进口前面设置有一恒温混水阀7,燃气加热盘管的出口连接到热水出水管13,热水出水管13上设置有温感探头11。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器,其特征在于:所述恒温混水阀7的热水进口连接到水箱热水出水管42,恒温混水阀7的冷水进口连接到水箱的冷水进口45,恒温混水阀7的出口连接到预热盘管411的进口,恒温混水阀由步进电机71驱动。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器,其特征在于:控制器15与风机10、燃气比例阀91、温感探头5、温感探头11、温感探头43、步进电机71、流量计12电连接。
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