CN1553120A - 诱导式建筑型分体太阳能热水器及其操作控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种诱导式建筑型分体太阳能热水器及其操作控制方法。本发明所述的集热管装置和储水箱设计成分体式，两者之间通过连接管连接，集热管装置安装在建筑物的外部，储水箱安装在用户的室内，并使集热管装置及连接管通过诱导方式强制进行热交换，以提高热效率。它具有以下优点：结构设计合理，制造工艺简单、维修、安装及清理方便，适用范围广，使用与安全性能较高，热能利用率高，同时，热水器与建筑物可以和谐配套，容易普及推广。

Description

诱导式建筑型分体太阳能热水器及其操作控制方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器及其操作控制方法，特别是一种诱导式建筑型分体太阳能热水器及其操作控制方法。
背景技术
现有技术中的太阳能热水器由一个储水箱，支架及玻璃真空集热管组成，连接进、出水管，以实现集热、换热及取用热水的目的，使用前，必须将冷水供入制高点的储水箱内，水流入玻璃真空管或口才将热管式玻璃真空管，导热头插入储水箱中将水加热；使用时，排去管中冷水，取用热水或加循环泵循环后再用热水。故在实际使用中，它存在以下缺点：1、结构设计不够合理，集热管与储水箱连接在一起，不能分离安装，使得真空管内存水无法取用，热能利用率低，一般只有60％左右，最高也只能达到80％左右，同时，热水器与建筑无法和谐配套，既使设计采用整体排布也会影响建筑造型，由此使得普及推广困难；2、现有太阳能热水器的控制方法，采用的是自由式交换，故热能利用率低且自动化程度低，同时，由于储水箱在屋顶，对系统结垢后难以清理，给使用带来不便，还存在不安全隐患；3、适用范围窄，由于现有产品热效偏低，且热能储存为最高点，故无法满足大型公共场所、机关学校和多层、高层建筑使用节能产品的要求；同时，由于使用其会造成建筑造型影响，所以，一般花园式小宅也禁止安装这类太阳能热水器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过结构的改进来提高热能的利用率，并使热水器与建筑和谐配套，便于推广应用。
本发明所要解决的另一个技术问题是通过操作控制方法的改进，使分体安装的集热管装置及连接管通过诱导的方式强制进行热交换，以提高热效率。
本发明解决上述问题所采用技术方案是：设计一种不同结构的太阳能热水器，它包括集热管和储水箱，其结构特征是所述的集热管装置和储水箱设计成分体式，两者之间通过连接管连接，集热管装置安装在建筑物的外部，储水箱安装在用户的室内。
本发明所述的集热管装置由集热管部件和诱导管部件组成，集热管部件与诱导管部件相连。
本发明所述的集热管部件中的集热管形状为U形。
本发明所述的诱导管部件包括诱导管、带保温层的外罩，连接体和诱导进、出水管，诱导管为U型管，连接体上粘接有热敏元件。
本发明还设置有控制部分，该控制部分包括电脑控制装置，进水流量调节阀，出水温度控制阀，出水水量控制阀和排空阀，所有阀均与电脑控制装置相连，而电脑控制装置则通过导线与集热管装置中的热敏元件相连接。
本发明解决上述问题所采用的另一个技术方案是：通过诱导方法使冷介质水进入集热管中，在集热管中进行热交换，而热水则通过诱导的方式使冷介质水进入集热管装置中，在集热管装置中进行热交换，而热水则从集热管装置的热水端流出。
本发明所述的诱导方式是指冷介质水由人为控制由一端进入，按设定线路，经过加热而达到要求后，从另一端流出。
本发明集热管装置吸热后温度升高，该信号被送至室内的电脑控制装置中，在达成设定的进水温度时，进水流量调节阀打开，冷介质水进入集热管装置，经过热交换，当温度升至设定的出水温度时，出水温度控制阀打开，热水流出，并流入各室内的储水箱中，储水箱中的水量控制阀控制箱内的水量。
本发明当集热管装置中的温度发生变化时，电脑控制装置自动调节出水温度控制阀的开启程度，恒定温度。
本发明当集热管装置在一定时间内，温度低于设定的进水温度时，进水温度调节阀关闭，排空阀打开，将集热管装置中的存水排空。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及效果，1、热能利用率提高，可达到98％以上；结构设计合理，使用方便可靠，通过诱导式使集热装置完全人文化；2、集热管与储水箱分体安装，使得安装更为方便，不受限制，适用范围广；3、为国家在该行业制定统一标准提供了可靠依据；4、整个装置安装后美观大方，达到了热水器与建筑的和谐匹配，提升了建筑与城市景观，为社会供了一种安全、可靠的绿色环保产品。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的一个单元的U型集热管结构示意图。
图3为图2的局部放大图。
图4为本发明的U型集热管结构示意图。
图5为本发明的安装位置示意图。
图6为本发明的电路原理示意图。
图7为本发明用于工程类时的一个单元的U型集热管的结构示意图。
图8为图4的局部放大图。
图9为本发明的操作控制流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1-图5，本发明主要由集热管装置I、储水箱14及控制部分III组成，集热管装置I包括集热管部件I-1和诱导管部件I-2，集热管部件I-1由玻璃管1和集热管2组成，集热管2形状为U形；诱导管部件I-2包括诱导管4、带保温层6的外罩9、连接体7和诱导进、出水管3、8，诱导管4为U型管，它与集热管2插接，诱导管4还与连接体7粘接，而连接体7上粘接有热敏元件5，诱导进、出水管3、8也与集热管2插接。控制部份III包括电脑控制装置15、进水流量调节阀10、出水温度控制阀11、出水水量控制阀13和排空阀12，进水流量调节阀10，出水温度控制阀11、出水水量控制阀13和排空阀12与电脑控制装置15相连，而电脑控制装置15通过导线与集热管装置I中的热敏文件5相连。
本发明的集热管装置I与储水箱14采用分体式结构，两者之间通过连接管(热水管18和储水箱管19)连接，集热管装置I安装在建筑物外部，它可以安装在建筑物的顶部或侧面，主要是安装在光照充足的地方。而储水箱14则安装在用户的室内。控制部份III也安装在室内，其中，进水流量调节阀10可以采用自控结构，也可以采用手控结构。
本发明的保温层6为聚氨脂发泡保温体，它与外罩9组合以减小热能损失，提高热效率。
需要说明的是，图1中的集热管装置I为一个单元，实际使用时可根据具体情况安装成多个单元并联式。
参见图6，本实施例电路由交流电提供信号电源送至传感器，将变数信号输入单片机，经单片机处理后，将信号送至所需的控制终端，实现自动控制。
实施例2：
参见图7-8，这是本发明应用在工程类中的结构示意图，所说的工程类指安装面积大于100平米以上，所需用水量大于1升/秒时，对诱导管的直径要求大于25毫米的太阳能热水系统，其中，诱导管部件I-2中的诱导管为连续诱导管16，其余均与系统例1相同。
参见图5、图9，本发明通过诱导的方式使冷介质水进入集热管装置I中，在集热管装置I中进行热能交换，而热水则从出水口8中流出。即：首先，整体处于关闭状态，当屋面集热管装置I吸热后温度升高，信号送到室内的电脑控制装置15，当达到设定温度时(本实施例中为40℃)，进水流量调节阀10打开，冷介质水开始从冷水管17进入集热管装置I，介质经过热交换后，温度升至设定的出水温度时(本实施例为70℃)，信号送至出水端，出水温度控制阀11打开，热水经热水管18流出，热水管18将热水送至各室内储水箱14供用户使用。当集热管装置I温度发生变化时，电脑控制装置15自动调节出水温度控制阀11的开启程度，恒定温度，调节热水出水量。当集热管装置I在一定时间内，温度低于设定的进水温度时，进水温度调节阀10关闭，自动打开排空阀12，将集热管装置I中的存水排空，实现全部的热能利用，由此，可反复进行。
本发明可根据建筑物外部的具体结构及大小，选择安装一个单元的集热管装置I或串、并联安装多个单元的集热管装置I；室内储水箱14也可根据具体的楼层数来选择安装。
本发明所述的诱导方式是指冷介质水由人为控制由一端进入，按指定路线，经过加热而达到要求后，从另一端流出。

Claims (10)

1、一种诱导式建筑型分体太阳能热水器，包括集热管装置和储水箱，其特征是：所述的集热管装置(I)和储水箱(14)设计成分体式，两者之间通过连接管连接，集热管装置(I)安装在建筑物的外部，储水箱(14)安装在用户的室内。
2、根据权利要求1所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：所述的集热管装置(I)由集热管部件(I-1)和诱导管部件(I-2)组成，集热管部件(I-1)与诱导管部件(I-2)相连。
3、根据权利要求1或3所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：所述的集热管部件(I-1)中的集热管(2)形状为U形。
4、根据权利要求1或3所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：所述的诱导管部件(I-2)包括诱导管(4)、带保温层(6)的外罩(9)，连接体(7)和诱导进、出水管(3)(8)，诱导管(4)为U型管，连接体(7)上粘接有热敏元件(5)。
5、根据权利要求1所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：还设置有控制部分(III)，该控制部分(III)包括电脑控制装置(15)，进水流量调节阀(10)，出水温度控制阀(11)、出水水量控制阀(13)和排空阀(12)，所有阀均与电脑控制装置(15)相连，而电脑控制装置(15)则通过导线与集热管装置(I)中的热敏元件(5)相连接。
6、一种诱导式建筑型分体太阳能热水器的操作控制方法，其特征是：通过诱导的方式使冷介质水进入集热管装置(I)中，在集热管装置(I)中进行热交换，而热水则从集热管装置(I)的热水端流出。
7、根据权利要求6所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：所述的诱导方式是指冷介质水由人为控制由一端进入，按指定线路，经过加热而达到要求后，从另一端流出。
8、根据权利要求6或7所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：集热管装置(I)吸热后温度升高，该信号被送至室内的电脑控制装置(15)中，在达到设定的进水温度时，进水流量调节阀(10)打开，冷介质水进入集热管装置(I)，经过热交换，当温度升至设定的出水温度时，出水温度控制阀(11)打开，热水流出，并流入各室内的储水箱(14)中，储水箱(14)中的水量控制阀(13)控制箱内的水量。
9、根据权利要求6或8所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：当集热管装置(I)中的温度发生变化时，电脑控制装置(15)自动调节出水温度控制阀(11)的开启程度，恒定温度。
10、根据权利要求6或8所述的诱导式建筑型分体太阳能热水器，其特征是：当集热管装置(I)在一定时间内，温度低于设定的进水温度时，进水温度调节阀(10)关闭，排空阀(12)打开，将集热管装置(I)中的存水排空。
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