CN109579127A - 一种双风道太阳能热风取暖器 - Google Patents

一种双风道太阳能热风取暖器 Download PDF

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周位华
李勇
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Abstract

本发明公开了一种双风道太阳能热风取暖器，包括保温箱、第一风机、第二风机、蓄热板、混风箱及风口壳体；保温箱内设置有腔体，腔体的一端设置第一进风风道，腔体的另一端设置热风风道；第一风机安装在第一进风风道的进口端；热风风道的一端与腔体连通，热风风道的另一端与混风箱的连通；混风箱的底部与第二进风风道连通，第二进风风道的进口处设置有第二风机；混风箱的上端与风口壳体连接；蓄热板设置在保温箱的腔体内；本发明通过采用双风道供热，即热风风道和常温风道，分别从双风道流出的冷热风在混风箱内混合，使空气充分混合，实现了到达出风口的热风稳定。

Description

一种双风道太阳能热风取暖器
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，特别涉及一种双风道太阳能热风取暖器。
背景技术
目前，我国能源结构常规能源消耗量大，造成的污染严重，尤其是在建筑的设计使用过程中，建筑能耗总量约占我国能源消费总量中的1/3以上。在建筑设计运行过程中开发利用太阳能，可以调整建筑用能结构，实现清洁供热。近年来，以直接受益窗、集热蓄热墙、附加阳光间以及其组合的太阳能被动利用技术的推广使用，极大地推动了被动式建筑的发展，解决了一系列的建筑供暖问题，但是又带来了昼夜温差大等一系列新的问题。太阳能主动供热蓄热技术可以协调太阳周期性，解决夜间供暖的问题，但又由于其设备系统过大，前期投资大等问题限制了其大规模的发展。
在西藏等太阳能丰富的寒冷地区，由于白天阳光充足，建筑内部温度较高，只有在夜间才需要供暖，并且供暖时间不长，供暖的需求量也不是很大。因此研究分析供暖的集中时间段以及供暖需求量，找到适合该地区的短时供暖设备尤为重要，对于推动太阳能在全国范围内的有效使用具有重要的意义。针对短期使用的供暖设备问题，目前大多数的产品以电、燃气以及燃油为热源，这就使得设备的投资费用以及运行费用较高，同时使用化石燃料作为热源，不利于能源的转型以及国家节能减排战略。
针对以上所提出的问题，利用太阳能的热风取暖器能给予有效的解决。它可以将白天所收集积累的太阳能的热能，利用相变蓄热材料的蓄热特性，实现能量的转移和解决太阳能的周期性问题，实现太阳能丰富的寒冷地区的夜间短时供暖问题。目前太阳能热风取暖器还存在很多问题，比如蓄热不均匀、蓄热板温度不高、散热严重、蓄热量不足、出风温度不可控等，严重影响了太阳能热风取暖器的推广使用。
发明内容
针对以上现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种双风道太阳能热风取暖器，以实现太阳能热风取暖器出风温度可控，出风热量稳定。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种双风道太阳能热风取暖器，包括保温箱、第一风机、第二风机、蓄热板、混风箱及风口壳体；保温箱内设置有腔体，腔体的一端设置第一进风风道，腔体的另一端设置热风风道；第一风机安装在第一进风风道的进口端；第一进风风道的进口端与外界空气连通，出口端与腔体连通；热风风道的一端与腔体连通，热风风道的另一端与混风箱的连通；混风箱的底部与第二进风风道连通，第二进风风道的进口处设置有第二风机；混风箱的上端与风口壳体连接；蓄热板设置在保温箱的腔体内。
进一步的，蓄热板采用蜂巢形结构，蜂巢形结构内封装有相变蓄热材料。
进一步的，相变蓄热材料采用石蜡，并将石蜡封装在蜂巢形结构内。
进一步的，混风箱内还设置有挡风板，挡风板将混风箱分隔为上部混风室和下部混风室；上部混风室内还设置有加热元件。
进一步的，还包括温度传感器和控制器，温度传感器设置在风口壳体上，温度传感器与控制器连接，控制器用于控制第一风机和第二风机。
进一步的，第一进风风道的出口端设置有旋转保温风阀，旋转保温风阀的保温扇面采用XPS挤塑板制作；第二进风风道上设置有常温风阀。
进一步的，保温箱包括金属外壳和紧贴外壳设置的保温材料；外壳为金属外壳，采用镀锌钢板制作；保温材料采用XPS挤塑板；保温箱的顶部设置保温盖体，保温盖体的一侧与保温箱之间采用活动连接，保温盖体的另一侧设置搭扣，通过搭扣将保温盖体与保温箱紧密扣合；保温盖体上还设置有保温泡沫。
进一步的，风口壳体的出口处设置导流叶片。
进一步的，第一进风风道的进口端处设置有进风过滤网，第二进风风道的进口处还设置有进风过滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明双风道太阳能热风取暖器采用双风道供热，即热风风道和常温风道，分别从双风道流出的冷热风在混风箱内混合，使空气充分混合，实现了到达出风口的热风稳定；
进一步的，混风箱内设置水平挡风板，实现了混风箱内的空气充分混合；
进一步的，在出风口处设置温度传感器及设置控制器，根据温度传感器的反馈结果通过控制器调节控制两个风机的转速，从而调节冷热风的风量，达到出口空气温度稳定的目的；当风量小时可以调节两个风机的转速同时不改变出风温度；
进一步的，采用设置加热元件，当蓄热板内热量足够时，通过调节两个风机的转速来调节出风温度；当蓄热板内热量较少不能达到设定温度时，开启加热元件对空气进行加热，从而使得出风口温度恒定；
进一步的，热风取暖器保温箱体采用XPS挤塑聚苯板增加其保温性能；
进一步的，在第一进风风道的出口端即在第一风机和相变蓄热体之间设置旋转保温风阀，当系统运行时，保温风阀旋转打开通道；当系统停止运行时，保温风阀旋转关闭；在常温风进口端设置风阀控制常温风道的启闭，当系统需要常温风时，旋转保温风阀阀门打开，当无需常温风时，旋转保温风阀阀门关闭；减少箱体内的热量散失；
进一步的，太阳能热风取暖器在箱体底部设置带有刹车装置的万向轮，使得取暖器箱体可以水平360°旋转，更方便于太阳能热风取暖器的移动和固定；太阳能热风取暖器箱体上安装有推拉扶手，便于操作者掌控取暖器。
附图说明
图1为本发明所述的双风道太阳能热风取暖器的整体结构示意图；
图2为本发明所述的双风道太阳能热风取暖器的俯视示意图；
图3为本发明所述的双风道太阳能热风取暖器的正视示意图；
图4为本发明叔叔的双风道太阳能热风取暖器的左视示意图；
图5为本发明中旋转保温风阀的结构示意图；
图6为本发明中旋转保温风阀活动扇面的结构示意图；
图7为本发明中太阳能蓄热板的结构示意图；
其中，1保温箱，2第一风机，3第二风机，4蓄热板，5第一进风风道，6热风风道，7第二进风风道，8常温风阀，9混风箱，10挡风板，11加热元件，12风口壳体，13温度传感器，14导流叶片，15进风过滤网，16旋转保温风阀，17保温扇面，18控制器，19推拉扶手，20万向轮，21相变蓄热材料，22把手，23搭扣，24保温盖体，25保温泡沫。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
本发明的目的在于提供一种使用方便、具有双风道混风系统、具有良好隔热保温性能、恒温出风、具有合理相变蓄热结构、具有热量补充功能的一种双风道太阳能热风取暖器。
参考附图1-4所示，本发明一种双风道太阳能热风取暖器，包括保温箱1、第一风机2、第二风机3、蓄热板4、第一进风风道5、热风风道6、第二进风风道7、混风箱9、挡风板10、加热元件11、风口壳体12、温度传感器13及导流叶片15；
保温箱1内设置有腔体，腔体的一端设置有第一进风风道5，腔体的另一端设置热风风道6；第一进风风道5的进口端与外界空气连通，第一进风风道5的进口端处设置有进风过滤网15，第一风机2安装在第一进风风道5的进口端，第一风机2采用可调速风机；第一进风风道5的出口端与腔体连通，旋转保温风阀16设置在第一进风风道5的出口端。
参考附图5、6所示，旋转保温风阀16包括四块固定保温扇面17和四块活动保温扇面17，旋转保温风阀16打开时，活动保温扇面17旋转至于固定保温扇面17重合；在关闭状态下活动保温扇面17关闭，实现保温封闭效果；保温扇面17采用25mm厚的XPS挤塑板制作，旋转保温风阀16与电磁旋转电动机连接。
热风风道6的一端与腔体连通，热风风道6的另一端与混风箱9连通；保温箱9的顶部设置保温盖体24，保温盖体24的一侧与保温箱9之间采用活动连接，保温盖体24的另一侧设置搭扣23，通过搭扣23将保温盖体24与保温箱9紧密扣合；保温盖体24上还设置有保温泡沫25，保温泡沫25用于增强保温盖体24的保温效果。
混风箱9内设置有水平挡风板10；挡风板10将混风箱9分隔为下部混风室和上部混风室；挡风板10用于减小进风风速，促进由第二进风风道7进入下部混风室的冷风与由热风风道6进入下部混风室的热风充分混合，形成稳定风流；
下部混风室的通过热风风道6与腔体连通，下部混风室的底部与第二进风风道7连通；第二进风风道7上设置有常温风阀8，第二进风风道7的进口处设置有第二风机3，第二风机3采用可调速常温风机；第二进风风道7的进口处还设置有进风过滤网15；
上部混风室的上端与风口壳体12连通，风口壳体12的出口设置为喇叭状，出风壳体12的出口处设置有导流叶片14，用于控制热风出风的风向；上部混风室内还设置有加热元件12，加热元件11采用电加热管；
风口壳体13内设置温度传感器14，温度传感器14的输出端与控制器18连接，控制器18设置在保温箱1上，控制器18用于调节控制第一风机和第二风机转速及旋转保温风阀和常温风阀的启闭。
保温箱体1的一端设有推拉扶手31，保温箱1的底部设有万向轮32，万向轮32上设置有刹车；保温箱1包括外壳和紧贴外壳设置的保温材料，外壳为金属外壳，采用镀锌钢板制作，保温材料采用XPS挤塑板。
参考附图7所示，若干蓄热板4设置在腔体内，蓄热板为蜂巢形结构，相变蓄热材料21采用将石蜡，并将石蜡在蜂巢形结构体内，石蜡的物理性能见下表1所示；蓄热板4的上端设置把手22，便于蓄热板4的取放。
表1石蜡的物理性能
使用方法：
在太阳辐射较强的地区，白天将取暖器的蓄热板4放在阳光下曝晒，经过太阳光的照射，将蓄热板4蜂窝结构内封装的相变蓄热材料21加热并熔化；
然后，打开保温箱1的保温盖体24，利用把手22将蓄存热量的蓄热板4放入其中，关上保温盖体24，扣上搭扣23；在保温箱1、保温泡沫25以及旋转保温风阀16的共同作用下，降低了蓄热体4向外的散热量；
然后，利用推拉扶手19和带刹车的万向轮20将其转移至室内指定点，此时踩下万向轮20的刹车，将太阳能热风取热器固定；
当需要使用取暖器时，打开取暖器的电源线存放盒，从中取出电源线并插上电源，开启旋转保温风阀16，同时开启第一风机2，空气从室内经过进风过滤网15的过滤，在第一风机2的作用下吹向蓄热板4中，在蓄热板4的放热作用下，空气被逐渐加热并通过热风通道6进入混风箱9内，再经由风口壳体12吹入室内，其中导流叶片14可以调节出风方向；
当蓄热体4热量充足且出风温度较高的情况下，风口壳体12处温度传感器13的作用，会反馈信号给控制器18，控制器18会自动开启常温风阀8，同时开启第二风机3，常温空气从室内经由进风过滤网15及第二风机3，再通过第二进风风道7进入混风箱9内，在挡风板10的作用下，冷热风在此充分混合，再通过风口壳体12吹入室内，在温度传感器15的作用下，控制器18会逐渐调整第一风机2和第二风机3的转速，改变冷热风配比，直至风口壳体12出风温度达到设定值；
当使用一段时间后，蓄热板4内热量不足，此时控制器18会自动关闭第二风机3和常温风阀8，同时开启加热元件11并调节加热元件功率，使得风口壳体12出风温度能够达到设定温度；使用结束，关闭加热元件11、第一风机2以及旋转保温风阀16，收起电源线回收至电源线存放盒中。
本发明双风道太阳能热风取暖器采用双风道供热，一个为热风风道，一个为常温风道，常温风道设置调控风阀，能够调节常温风道的启闭；分别从双风道流出的冷热风在混风箱内混合，混风箱内设置挡风板，让空气混合得更加充分；同时设置第一风机和第二风机，第一风机针对蓄热板的换热，第二风机针对房间内常温空气；控制器通过调节两个风机的转速，从而调节冷热风的风量，达到出口稳定稳定的目的；
混风箱内设置加热元件和风口壳体内设置温度传感器，当蓄热板内热量足够时，通过调节第一风机和第二风机的转速来调节出风温度；当蓄热板内热量较少不能达到设定温度时，开启加热元件对空气进行加热，从而使得出风口温度恒定；当风量小时可以调节第一风机和第二风机的转速，同时实现出风温度不变；
热风取暖器箱以及盖体都采用50mm的XPS挤塑聚苯板增加其保温性能；在第一进风风道的进口端设置旋转保温风阀，当系统运行时，旋转保温风阀旋转打开通道，当系统停止运行时，旋转保温风阀旋转关闭；在第二进风风道上设置常温风阀控制常温风道的启闭，当系统需要常温风时，打开常温风阀；当无需常温风时，关闭常温风阀；旋转保温风阀、常温风阀以及外保温措施都是为了减少箱体内的热量散失。
太阳能热风取暖器在保温箱体底部设置带有刹车装置的万向轮，使得取暖器箱体可以水平旋转，更方便于太阳能热风取暖器的移动和固定；太阳能热风取暖器箱体上安装有推拉扶手，便于操作者掌控取暖器。

Claims (9)

1.一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，包括保温箱(1)、第一风机(2)、第二风机(3)、蓄热板(4)、混风箱(9)及风口壳体(13)；保温箱(1)内设置有腔体，腔体的一端设置第一进风风道(5)，腔体的另一端设置热风风道(6)；第一风机(2)安装在第一进风风道(5)的进口端；第一进风风道(5)的进口端与外界空气连通，出口端与腔体连通；热风风道(6)的一端与腔体连通，热风风道(6)的另一端与混风箱(9)的连通；混风箱(9)的底部与第二进风风道(7)连通，第二进风风道(7)的进口处设置有第二风机(3)；混风箱(9)的上端与风口壳体(13)连接；蓄热板(4)设置在保温箱(1)的腔体内。
2.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，蓄热板(4)采用蜂巢形结构，蜂巢形结构内封装有相变蓄热材料(21)。
3.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，相变蓄热材料(21)采用石蜡，并将石蜡封装在蜂巢形结构内。
4.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，混风箱(9)内还设置有挡风板(10)，挡风板(10)将混风箱(9)分隔为上部混风室和下部混风室；上部混风室内还设置有加热元件(11)。
5.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，还包括温度传感器(13)和控制器(18)，温度传感器(13)设置在风口壳体(12)上，温度传感器(13)与控制器(18)连接，控制器(18)用于控制第一风机(2)和第二风机(3)。
6.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，第一进风风道(5)的出口端设置有旋转保温风阀(16)，旋转保温风阀(16)的保温扇面(17)采用XPS挤塑板制作；第二进风风道(7)上设置有常温风阀(8)。
7.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，保温箱(1)包括金属外壳和紧贴外壳设置的保温材料；外壳为金属外壳，采用镀锌钢板制作；保温材料采用XPS挤塑板；保温箱(9)的顶部设置保温盖体(24)，保温盖体(24)的一侧与保温箱(9)之间采用活动连接，保温盖体(24)的另一侧设置搭扣(23)，通过搭扣(23)将保温盖体(24)与保温箱(9)紧密扣合；保温盖体(24)上还设置有保温泡沫(25)。
8.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，风口壳体(12)的出口处设置导流叶片(14)。
9.根据权利要求1所述的一种双风道太阳能热风取暖器，其特征在于，第一进风风道(5)的进口端处设置有进风过滤网(15)，第二进风风道(7)的进口处还设置有进风过滤网(15)。
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