CN201206911Y - 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 - Google Patents
太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 Download PDFInfo
- Publication number
- CN201206911Y CN201206911Y CNU2008200915867U CN200820091586U CN201206911Y CN 201206911 Y CN201206911 Y CN 201206911Y CN U2008200915867 U CNU2008200915867 U CN U2008200915867U CN 200820091586 U CN200820091586 U CN 200820091586U CN 201206911 Y CN201206911 Y CN 201206911Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- heat
- solar
- collector
- storage tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 423
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 16
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 20
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 12
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000003287 bathing Methods 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 5
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 2
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 238000002078 massotherapy Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 1
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002169 hydrotherapy Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000009349 indirect transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本实用新型分开了一种太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱,是将平面或曲面型太阳集热器(A)安装在支架或太阳跟踪系统(B)上,集热器的分水器(A6)及集热器出水口或经电控阀(1)或伺服水泵(2)与储水箱(C)连通,电控阀及伺服水泵由时温启动器(3)控制。解决了现有技术的平板型集热器集热和传热效率低,真空管等型集热器用料多而重成本高等问题。具有太阳集热器的结构简单、重量轻体积小、集热和热交换效率高效果好、热水温度高、生产成本低等;太阳跟踪系统结构简单、跟踪精度高、能耗低等;储水箱的热水能用完才充补水,及能带压排水和成本低、热能利用率高等显著有益效果。适合生活供暖供冷及热水和发电等多种用途。
Description
技术领域 本实用新型涉及到太阳热能利用领域,包括太阳热水器。
背景技术 在现有的太阳能热能利用技术中,特别是家用太阳热水器、及供热、供冷和热转换发电系统,它们都存在着下列多种不足及问题:1、集热效率与制造成本的比例的问题,即太阳热能获得的单位成本问题。如集热效果较好的各种真空管及热管真空管型、或各种聚光型太阳集热器,其存在着结构及生产工艺复杂、用料多体积大、重量重、生产成本高,同时还存在着其热能是通过间接交换,即是将集热管收集到的太阳热能,先通过传热导体与水等工质进行间接式热能交换,不但有压力及其热阻大,也使热损耗率高和真空管等元器件易损坏和使用寿命短等,热能直接转换式易造成工质泄漏等问题。上述存在的问题它包括主要的集热器之部分,也包括太阳跟踪系统及储水箱之部分;而特别是各种集热器为平板型热水器,其生产成本虽比各种真空管型低,但同样存在着吸热板之热能需间接交换,即热转换工质不是直接与吸热板全接触,而是热能先传导给热交换管由管璧与工质接触交换。吸热板与热交换管间及热管与联管之间的结点加工复杂、吸热板及热交换管热阻大、热传导率低效果差、热量损耗大、热交换管内有内压即工质所产生的压力等,特别是强制热工质交换型内压更大。而集热率及热传导效率低,则意味着总体占用空间大、所能达到的温度也低,热能获得的单位成本高、及用途也受到局限,一般仅应用于卫生沐浴热水器。同时,其在阳光较弱或不足时,可能达不到所预想或预设的热水温度,影响了使用等问题。上述所述各种平板型或真空管或热管真空管型、或聚光型太阳集热器,由于是采用间接热交换方式,其吸热板或集热管与热交换管的接触面积远小于非接触面积,造成热阻大、传热慢,而非接触面积大,会大量向外壳内空间即吸热板的各个方向散热,造成很大的热损失,为了减少热损失,就必须在吸热板的各个方向设置防止热散发隔阻层及保温层,不但增加了成本和增加重量,也使支架或太阳跟踪系统承担更重的重量等诸多不利因素的不良循环。同时也对吸热板的导热性能要求更高及其结构强度更高,即增加了对材料的强度或不同材料的厚度的要求,既增加了成本又反过来增加了其热阻等系列不利的因素等问题;2、增加太阳跟踪系统结构强度及能量消耗的问题:正如上面所述,现有的各种集热器,因其用料多重量重,给支架或太阳跟踪系统的压力大,使支撑机构的结构所需强度增加,增加了用料,增加了生产成本。如果由于集热器的重量增大,会增加动力机构转动时的能量消耗,即增加了使用成本,或说是增加了太阳热能获得的单位成本。所以,正因上述原因,现有的太阳热水器,一般没设置太阳跟踪系统,但反过来又降低了集热器的集热效果及使用效果等不利因素的不良循环,影响到了太阳能技术推广应用与发展;3、在寒冷地区使用的防冻问题:由于是采用热交换工质即水是浸泡式或自然循环式或强迫循环式,暴露于寒冷的室外的集热器中或管路中还储存或残留有水,特别在阴冷天及夜晚时会将构件冻裂,须采取防冻或保温措施,增加了投入成本和影响了元部件的使用寿命等;4、储水箱中的热水利用方式所存在的问题:现有太阳热水器,也包括慢热式电热水器中的储水箱,大多都是采用等量水进水出的进排水方式,在沐浴时或说在利用热水时,进水口须同步有等量的冷水进入水箱,才能有等量的热水排出否则无法排水。采用这样的排水方式或说这样的技术,其所存在的问题是:假设一个储水量为120升,可供5人使用的热水器,如拟设定热水温度为50度或当天的集热温度仅能达到该温度,假设适宜最低沐浴温度为35度,那本可供5人沐浴使用的热水,就会因前面沐浴的人沐浴时,因储水箱内补进的冷水,而造成箱内的热水温度降低到低于适宜的35度以下,使后面的人无法使用。虽说热水会上浮并处于水箱上方,但进水时不可能不混合使水温下降,也即相当于浪费了一半或更多的热水或能量。如果当天的热水能达到60度以上时,会比更低的温度所造成的热能损失小些,即热能利用率会更高些。反过来说,要达到5人都有适宜温度的热水用,就须加大太阳集热器面积和储水箱的容量及体积,即增加集热能量,也就增加了上面第1、2点所述的问题。本问题特别是较大型的各种热水系统,问题更为严重。而如慢热式电热水器因而会增加耗电量,同样存在该问题。本问题当在冬天或阳光不足的阴冷天,如是作为生活用水,正好又是所需温度较高的时候,而则刚好集热量又不足,所造成的影响就会更大。还有,上述的进排水方式还存在着因自来水系统的水压较大,如果让其全压进入储水箱,会使水箱体承压过大,须增加箱体的结构强度,大大地增加了制造成本,所以,一般都设置有进水减压阀进行限压保护,但不但会增加成本,还会使花洒喷头的出水量及水压降低,即俗称的毛毛雨现象,失去沐浴时的可利用水压进行水疗保健的效果,及沐浴时如去除身上的沐浴液所需增加的用水量等问题;5、使用寿命的问题:不论是平板型或真空管等型集热器,在热能转换时都会对其元器件造成较大或很大的压力,该压力包括热交换工质的压力及介质受热时体积膨胀所产生的压力。主动强迫热交换型比自然热能交换型压力会更大,所以对其各元器件的强度要求也更高,重量也更重,造成其本身的生产成本增加,或容易造成工质泄漏等,同时也增加安装支架或太阳跟踪系统的承重,增加结构强度及转动所需动力能量的消耗,也使使用寿命相应地相对降低,特别是双真空管型容易造成炸管及造成集热器报废等问题;6、太阳集热器还存在的问题;现有集热器特别是平板型平面式集热器,其集热面积即接受太阳光的光照面积或称辐射的面积及热能转换面积,相对于弧型面或聚光型或真空管型的面积小,如其如果是非太阳跟踪型即固定安装型,会存在集热板的正面光照时间短,侧面照射比例大、反射率高等问题,降低了太阳能利用率及影响了集热效果。同样,平板波浪型、或聚光型或真空管型因东西两侧的弧度等高,在上午时东侧会挡住西侧的光线,到下午则西侧挡住东侧的光线,影响到集热效率效果即太阳能热利用率,反过来说须增加集热器的面积,增加了制造成本;7、现有太阳跟踪系统所存在的问题:由于现有集热器的体积大而笨重等原因及现有太阳踪迹跟踪技术本身之不足等问题,其存在着结构较为复杂、造价高、转动能耗大,即其设备的投资大及转动所消耗的能量大,跟踪精确度也不够高,与设置该太阳跟踪系统所带来的成本效益比的成本过高,影响到其推广应用。反过来由于不设置太阳跟踪系统,而又影响到集热器的集热效率及效果,即需增加集热器的集热面积,增加了成本,也就影响了太阳能清洁能源技术的应用推广与发展。
发明内容
技术问题 本实用新型要解决的技术问题是:提供一种结构简单、体积小、重量轻、节材、成本低、集热及热转换效率高、热交换工质对集热器无内压或压力小和无泄漏、热能利用效率高的太阳热水器;具有结构简单、体积小、重量轻、节材、成本低、集热及热转换效率高、热损失小、热交换工质对集热器无内压或压力小和无泄漏的,及具有吸热板能接收太阳的正射、折射、散射辐射能及接收面积大、集热效率及集热温度更高的,和太阳光正面照射面积大及时间长、东西两侧曲面的互相遮挡小及时间短、集热效率更高的太阳集热器;具有结构简单、造价低、能耗低、太阳踪迹跟踪精度高的太阳跟踪系统;具有箱体所需承压少、成本低、进水无须降压、排水压力大、热能利用效率高的储水箱。
技术方案 为了解决上述技术问题,本实用新型提出如下技术方案:设计一种太阳热水器,它包括太阳集热器、支架或太阳跟踪系统及储水箱,太阳集热器安装在支架或活动安装在太阳跟踪系统上,集热器出水口或经预存水箱,或经预存水箱和/或经伺服水泵与储水箱的热水回口相连通,或及与集热器背部中分水器相连通。分水器或经电控阀,或经电控阀和/或伺服水泵,与储水箱的给水口相连通。上述所述电控阀及伺服水泵可设有时温启动器控制。太阳集热器的背部设有喷嘴组,并与分水器相连通,由各喷嘴组所喷射出的水与集热器中的吸热板进行热能交换。
还提出,所述支架可以是承托架前端与支撑架前端活动连接,调节杆下端与支撑架后端及上端与承托架后端活动连接,并可上下调节;或承托架后端与支撑架上端活动连接,调节杆前端与承托架前端及后端与支撑架下端活动连接,并可前后调节。
还提出,设计一种太阳集热器,它包括有吸热层的吸热板、外壳或及透明盖板。吸热板连接安装在外壳上,外壳下端设有集热器出水口,或在外壳的前端设有透明盖板。在外壳的背部设有喷嘴组及分水器,各喷嘴组与分水器相连通,各喷嘴组所喷射出的水与吸热板进行热能交换。
还提出,所述吸热板可设置成起伏的各种曲面或凹凸型面型。
还提出,所述吸热板的各种曲面型面的弧高可设置成,从一侧向另一侧呈逐级平缓降低或升高型。
还提出,所述分水器的外端,或分水器和/或集热器出水口的外端,连接有电控阀,或电控阀和/或伺服水泵,并可设有时温启动器,控制所述电控阀及伺服水泵。
还提出,设计一种太阳跟踪系统,它包括支撑座架、转动机构及控制机构,所述支撑座架中设有旋转立轴,其上端与太阳集热器连接,下端头活动安装在支撑座架中的轴承座中,伺服电机安装在旋转立轴的下端,或安装在下端侧向并经齿轮或带或链与旋转立轴的下端联接,并由时空控制器控制伺服电机,支撑座架的中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨及导引连杆,导引连杆前端与太阳集热器连接,后端活动安装在V型导轨中,或用弧型导轨设置在太阳集热器的下端或上方,太阳集热器的运动轨迹受导轨约束;或所述支撑座架的中间架上,设有万向旋转接头或双向联轴接头,并与太阳集热器活动连接,卷筒安装在支撑座架中的支架上,缠绕在卷筒中的卷绳的两端穿越安装在支撑座架两侧支架中的滑轮,并与太阳集热器的两侧连接,支撑座架中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨及导引连杆,导引连杆前端与太阳集热器连接,后端活动安装在V型导轨中,或用弧型导轨设置在太阳集热器的下端或上方,太阳集热器的运动轨迹受导轨约束,伺服电机安装在卷筒的一端,由时空控制器控制伺服电机;或所述支撑座架的中间架上,设有万向旋转接头或双向联轴接头,并与太阳集热器活动连接,卷筒安装在支撑座架中的支架上,缠绕在卷筒中的卷绳的两端穿越安装在支撑座架两侧支架中的滑轮,并与太阳集热器的两侧连接,或及增设另一卷筒及卷绳与太阳集热器的上下两端连接,伺服电机安装在卷筒的一端,由时空控制器控制伺服电机。
还提出:设计一种储水箱,它包括箱体、阀门及水泵,所述箱体中设有冷水进口、给水口、热水回口、补水口、热水排口。有弹性囊封装在箱体的总进排水口上,伺服水泵设置在冷水进口或补水口的管路中,电控阀设置在补水口或冷水进口的管路中,液位控制装置及定时启动器设置在外箱体上,并与电控阀及伺服水泵有电源相连接。
还提出:所述箱体可以设置成二节或多节式,在主储水室节或各节的总进排水口上封装有弹性囊。
有益效果本实用新型与现有技术相比,具有以下明显的有益效果:一、太阳热水器的有益效果:1、由于太阳集热器可以或采用了热交换工质为水喷雾与吸热板直接全接触式的热交换方法,获得了比现有技术的各种平板型集热器单位面积更高的集热率及热量获得率,接近于各种真空管或热管真空管型集热器的集热效率及更高的热能利用率。集热器中的吸热板具有集热率高、热阻小、热交换迅速高效、热散发损失少、无因流体工质热交换时产生的压力及工质受热膨胀所产生的压力和无产生工质泄漏。具有结构及加工工艺简单、耗料少、体积小、重量轻、生产成本低、投入产出效益比高、安装位置灵活方便、占用空间位置小等。特别是作为大面积或集群式,热交换可以采用轮回不间断式水喷雾,而无需频繁启动、关闭各阀门及水泵,即可共用一套控制系统及伺服水泵,既节省了设备投资,降低了总体投资成本,又降低了能耗,也减少了运行成本,热能利用率也更高,使投入产出比即能量获得的单位成本相应降低,效益可进一步提高;2、由于太阳集热器具有上述诸多优点,特别是其重量轻,更方便将其设置成具有太阳跟踪系统,可进一步提高集热率及温度和集热效果,而旋转机构所需的能耗比现有技术更低,使能量获得的单位成本更低更具效益;3、还由于可以或采用了热能利用率更高的储水箱,即采用了弹性囊的蓄压压排技术,它具有能将箱内的热水接近于用完或设定量后才进行补水,而无需如现有技术的须有冷水对箱内进行补充才能排出热水,大大地提高了热水利用率即热能利用率,反过来在等量热能需求时,对太阳集热器的热能需求也相应降低,也即可降低集热器的面积及生产成本和储水箱的生产成本。同时,对太阳集热器的热量需求降低,即相应地降低了太阳集热器及储水箱的体积及重量,也相应地降低了安装支架或太阳跟踪系统的结构强度要求,节约了生产材料降低了生产成本和减少了能耗,即降低了能量获得的单位成本,形成了良性循环,获得更大的有益效果。而进水也无须采用降压的方式,减少减压阀的投入成本。还有箱体承压小、结构强度要求较低,也节约了生产成本。还具有在使用时可利用水压进行按摩疗理保健、快速去除沐浴液及去污等功能,解决了现有技术特别是较大型的供热系统,其所靠近水箱较近楼层的用户出水水压小,即“毛毛雨现象”的问题;4、本热水器还具有不但可以作为生活卫生沐浴用的热水器,也可将热能转化为暖气、冷气、发电或机械能等多种用途;5、由于有上述诸多的用途及有益效果,使总体的投入产出效益比更高,即所获得能量的单位成本更低,性价比更高,更能促进太阳能技术的应用和发展,减少及替代了使用矿物燃料对环境所带来的污染,具有极高的经济效益及社会效益;二、太阳集热器的有益效果:1、由于热交换是采用水喷雾与吸热板直接全接触的热转换方法方式,它能将吸热板中的热量及少量散发在吸热板背面与隔热层所组成的空间内的热气热量,一并交换转化为热水热能量,不但具有热转换迅速和高效率,如果采用不间断式水喷雾,其热交换是即时的,使吸热板前后及各个方向的热量散发损耗少、集热及转换效率更高。正由于热交换工质与吸热板的热能是喷射喷雾式直接置换,没对吸热板及集热器各部位和各元器件产生压力或很小的压力,和没工质受热后所产生膨胀压力,使吸热板所需的结构强度要求低,或可用较低的结构强度或更低的价格的材料制作,同时也能设置得更薄,用料更少更轻、生产成本也更低,而吸热板的前后面之间之温差很小,使热阻更低及热传导率和转换率更高。而其他部位及元器件和安装支架的结构强度要求更低更轻,总体结构也更简单。既可提高集热率和热转换效率,又可降低生产成本,使投入产出的效益比更高,即获得单位能量的成本更低,形成良性循环,更无工质泄漏问题;2、还由于可将吸热板设置成呈弧形等各种形状的曲面或及凹凸面,既增加了太阳的辐射面积即比面积,又能减少光线的折射或发射率,其底部还具有聚光功能,具有能收集太阳光对吸热板的正射、折射和散射光的辐射热能,使集热率及热水的温度进一步提高,更能符合和适应将其应用于生活热水器、供冷、供热及转换成机械能、电能等多种用途;由于采用水喷雾式热交换,其雾水能全面覆盖吸热板的各曲面,不影响热交换效率,既可以增加及提高了集热率及集热量,又不增加占用空间,使有限的空间能设置更多的太阳集热器,能促进可再生清洁的太阳能资源的利用和发展;3、还由于可将上述各种曲面型吸热板设置成曲面的弧高从一侧向另一侧呈逐级平缓降低或升高型,而更能适合没有设置太阳跟踪系统的太阳热水器,能增加每天太阳光的正面照射时间或减少斜向照射的时间,即可以减少上午因东侧曲面弧高遮挡西侧曲面的光线,反之,下午西侧遮挡东侧的光线,可以进一步提高集热效率及温度,即可大大地降低能源获得的单位成本。还由于其提高了集热效率,也可反过来说,在等量热量需求下可减少吸热板的面积,即降低了体积及重量,使其更适合安装太阳跟踪系统,即太阳跟踪系统的结构强度要求及能耗,都可相应地降低,形成一种良性循环,提高了经济效益及社会效益,并能促进太阳能技术的发展;4、还由于热交换介质即水为非浸泡式,无需采用防冻设置,可降低成本,而集热器整体又可设置得薄而轻,能有效抵挡冰雹或石块等物体及积雪,重量更轻,或在没有下雪或冰雹的地区使用,还可无须设置透明盖板或及保温层,可进一步降低生产成本及重量,提高经济效益及社会效益。还可将集热板连同外壳、隔热层或及透明盖板制成可折叠式,能适合更多的安装位置,如还可以安装于墙璧、阳台、窗台等处,增加了适用范围及可能性,促进了太阳能能源事业的发展;三、太阳跟踪系统的有益效果;1、由于采用了简单的卷扬、导轨、导引连杆的导引及活动关节式安装等结构技术,具有结构简单、生产成本低、太阳踪迹跟踪精度高、能耗低等优点及有益效果;2、正由于有了上述的优点及有益效果,解决了现有技术所存在的因其结构复杂、高成本、高能耗而造成很多太阳能热水器及太阳能集热系统或装置,不愿意设置太阳跟踪系统,而影响到其集热率及效果,即单位面积的集热率及所获得能量的单位成本高等问题。提高了太阳能资源利用率及促进了太阳能技术的应用、普及推广和发展,产生良好的经济效益和社会效益;3、本太阳跟踪系统,不仅可用于各种太阳集热器的跟踪,还可用于其它领域,如需要跟踪的雷达、天线、摄像、探照灯等设备或装置的多种用途;四、储水箱的有益效果;由于采用了弹性囊蓄压压排技术,能将箱内的热水接近于用完或设定量后才进行补水,大大地提高了热水利用率即热能利用率,而进水也无须采用降压的方式,减少减压阀的投入成本,和箱体承压小结构强度要求较低,节约了生产成本。还具有在使用时,可利用水压进行按摩疗理保健、快速去除沐浴液及去污等功能,解决了现有技术的出水压力小,即俗称毛毛雨现象之不足和问题;也正由于热能利用效率高,相应地降低了对太阳集热器的热量需求,即可降低集热器的面积,也降低了储水箱的体积及生产成本。也相应地降低了对集热器安装支架或太阳跟踪系统的结构强度要求,从总体上节约了材料,降低了生产成本和减少了能耗,降低了能量获得的单位成本,形成了良性循环,获得更大的有益效果。本储水箱不但可以作为太阳热水器的储水箱,也可用做慢热式电热水器的储水箱,或其他用途的储水箱,同样具有显著的有益效果。
附图说明 以下是本实用新型的图面说明:图1是太阳能热水器示意图,图2是太阳集热器侧面示意图,图3是太阳集热器后面示意图,图4是曲面型吸热板示意图,图5是曲面高低侧型吸热板示意图,图6是旋轴式弧型导轨太阳跟踪系统示意图,图7是卷扬式V型导轨太阳跟踪系统示意图,图8是卷扬式无导轨型太阳跟踪系统示意图,图9是储水箱示意图,图10分节式储水箱示意图,图11是后调节型支架,图12是前调节型支架,图中A是太阳集热器,A1是吸热板、A2是吸热层、A3是外壳、A4是隔热层、A5是喷嘴组、A6是分水器、A7是集热器出水口、A8是透明盖板、B是太阳跟踪系统、B1是支撑座架、B2是万向旋转接头、B3是双向联轴接头、B4是旋转立轴、B5是伺服电机、B6是卷筒、B7是卷绳、B8是滑轮、B9A是V型导轨、B9B是弧型导轨、B10是导引连杆、C是储水箱、C1是箱体、C2是冷水进口、C3是给水口、C4是热水回口、C5是补水口、C6是热水排口、D1是承托架、D2是支撑架、D3是调节杆、1是电控阀、2是伺服水泵、3是时温启动器、4是时空控制器、5是液位控制装置、6是定时启动器、7是弹性囊。
具体实施方式 首先要说明的是,本申请是一项在同一个构思下的多项发明,第一项是太阳热水器,它是包括由太阳集热器、支架或太阳跟踪系统、储水箱及控制元件和连接管件组合而构成的。然而,太阳集热器、支架或太阳跟踪系统、储水箱,它们是既可相组合应用又可独立与现有技术配合使用,即太阳集热器可以是作为本申请中的太阳热水器的主要项,可以与本申请中的说明书中的独立方案及权利要求中所述的太阳跟踪系统或储水箱相组合,也可与现有技术的支架或太阳跟踪系统或储水箱相组合;同样地,太阳跟踪系统可以做为与本申请中独立方案及权利要求中所述的太阳集热器相组合,也可与现有技术的任何形式的太阳集热器相组合及可作为其他用途使用;而本储水箱可以做为与本申请中独立方案及权利要求中所述的太阳集热器相组合,也可与现有技术的任何形式的太阳集热器相组合,还可以作为电热水器等热水供水装置使用,是多用途多功能的。它们的组合或独立均能解决本申请所提出其对应的问题和有益效果,并组合的或每一项以独立的方式与现有技术相比,各自都具有非常显著的有益效果,而其中两项或全部组合在一起的有益效果更为显著。
具体实施例 一、太阳热水器的实施例:它是由太阳集热器、支架或太阳跟踪系统、储水箱、控制元器件和连接管件相组合构成。太阳集热器的具体结构可参照下面太阳集热器的独立实施例,支架可以是现有技术的固定支架,也可以是下面附属实施例的可调支架,或是独立实施例中的太阳跟踪系统,或现有技术的太阳跟踪系统。储水箱也可以是下面独立实施例中的储水箱,或现有技术的储水箱。而太阳集热器、可调支架、太阳跟踪系统和储水箱的具体结构,在此不做详细说明,可参照下面对应各项的独立实施例,仅是对太阳能热水器各组成部分的组合及连接进行说明。太阳集热器(A)安装在支架或活动安装在太阳跟踪系统(B)上。集热器出水口(A7)或经预存水箱(E),或经预存水箱(E)和/或经伺服水泵(2)与储水箱(C)的热水回口(C4)相连通,或及与集热器背部中分水器(A6)相连通。分水器(A6)或经电控阀(1),或经电控阀(1)和/或伺服水泵(2),与储水箱(C)的给水口(C3)相连通。上述所述电控阀(1)及伺服水泵(2)可设有时温启动器(3)控制。太阳集热器(A)的背部设有喷嘴组(A5),并与分水器(A6)相连通,由各喷嘴组(A5)所喷射出的水与吸热板(A1)进行热能交换。上述是多种组合连接方式,如是将本太阳能热水器用作生活、沐浴热水器等用途使用,还可在储水箱中增设辅助加热补偿装置。上述太阳集热器与储水箱的多种连结组合方法方式,主要是视储水箱的结构形式及其所安装的位置的不同而不同。因本热水器中的集热器与储水箱是分离式的,比如将储水箱置于集热器更高的位置,则储水箱可以靠高位落差所具有的压力,给集热器中的分水器带压供水,而将水再循环回至储水箱,就需要设置有控制元器件及伺服水泵来完成。反之,如将储水箱置于太阳集热器更低的位置,太阳集热器中的出水口的水可靠高位差,或经另设的预存水箱回流至储水箱,而再向太阳集热器中的喷嘴组循环供水,就需有控制元器件及给水泵即所述的伺服水泵来完成,所以是可以根据用户的情况选择决定的。不同的设置安装方式,如是采用间断式给喷嘴组供水方式将集热器中的热能交换到储水箱中,就需有可控的电控阀或伺服水泵对供水进行控制。控制的方式也有多种,如控制上述各种供水及回水回路,还可将集热器出水口中排出的热水先进行储存,即有预存水箱,或可直接地或从预存水箱直接地,经伺服水泵并由电控阀控制给集热器中的喷嘴组循环供水,待温度检测元件即包括所述的时温启动器检测到该热水符合设定要求时,再回流到主储水箱中直接使用等多种方式。还有可选择的方式是,储水箱为储压式水箱,即其可以是用现有技术的储水箱,而效果更佳的是用本申请独立项的储水箱。由于本独立方案的储水箱是由弹性囊等组成的储压式水箱,不论其安装位置处于集热器的上方或下方,均可给集热器带压供水,仅需在回水管路中增设加压伺服水泵即可。而本储水箱的进水或补水或回水无需设置进水减压阀,热水能带有原压力排水及供水。还可在弹性囊内设置过滤芯,去除水中杂质及水垢,使系统使用寿命更长及水质更好更健康。同时通过对给水及回水和补水管路的有效控制,可将储水箱内的热水用完后或到所设定的位置后,再给箱内补充冷水,而不会产生因冷水的补充而造成箱内的水温降低,其热能利用率大大地提高,也即对太阳集热器的集热量需求相对地降低,降低了系统的总体成本,也解决了现有技术水压低及“毛毛雨”等问题。由于有弹性囊进水时的承压和供水时的施压,不但可获得供水的压力,而因箱体无须承受除水的自重力以外的压力,还可获得制造成本相对地降低及箱体重量的减轻等有益效果。储水箱的具体结构可参照下面的储水箱的独立实施例。当然,“储水箱”及“液位控制装置”还可采用本申请人另案申请的,申请号为200710124006X的发明专利申请、和申请号为2007201725460实用新型专利申请中的“多用途蓄能压排装置”中A项或B项的技术方案及液位自动控制装置的技术方案。将回水及补水向弹性囊内泵水的时间及水量的控制,可设置液位自动控制装置及定时器进行控制。而“液位控制装置”也可以是各种电子、压力式检测控制电路元器件或装置。即由液位控制装置或由检测控制电路元器件控制设于水管路中的电控阀或伺服水泵的电源导通或断开状态而达到控制的目的。所述本申请人另案申请的“液位控制装置”,其结构及工作原理是:在储水箱的箱体上部,活动安装有推杆,该推杆一端探入箱体内,当箱内水位降低时其压力得到缓解,由于有弹簧将其向箱体内推进,并缓解了其外端与接有电源的杠杆的接触位置,当箱内水位继续降低并到达下推杆时,下推杆同样得到缓解使电源接通,并使上部的电感线圈导通产生磁吸,吸引杠杆转动并导通电控阀或伺服水泵的电源工作,再当水位上升再次压动上推杆向外推开杠杆并断开电源时,停止进水之反复过程。所述电控阀即阀门是由电动控制的,如电磁阀等。所述时温控制器即是一种可由所设定的时间控制,或和/或由温度检测控制元件控制的装置,即电控阀和伺服水泵的启动或关闭可以由温度检测控制元件检测到所设定的温度或由定时器所设定的时间所控制,是自定语。
太阳热水器的附属实施例:所述支架可以是承托架(D1)前端与支撑架(D2)前端活动连接,调节杆(D3)下端与支撑架(D2)后端及上端与承托架(D1)后端活动连接,并可上下调节;或承托架(D1)后端与支撑架(D2)上端活动连接,调节杆(D3)前端与承托架(D1)前端及后端与支撑架(D2)下端活动连接,并可前后调节。前述结构形式可以是单架单杆或多架单杆,或多架多杆。上下或前后调节后可由锁紧构件锁定。太阳集热器或被安装承载体安装在承托架(D1)上。
二、太阳集热器的实施例:太阳集热器包括有吸热层的吸热板、外壳、隔热层或及透明盖板,吸热板(A1)连接在外壳(A3)上,隔热层(A4)连接封装在外壳(A3)的背部及侧面密封住吸热板(A1),外壳(A3)下端设有集热器出水口(A7),或在外壳的前端设有透明盖板(A8)。在外壳(A3)的背部设有喷嘴组(A5)及分水器(A6),各喷嘴组与分水器相连通,各喷嘴组(A5)所喷射出的水与吸热板(A1)进行热能交换。所述吸热涂层(A2),可以是黑体或选择性或非选择性吸热涂层,是现有技术,无需详述。外壳或称框架是连接支撑、密封吸热板、隔热层、或及透明盖板的构件,也是与安装支架或太阳跟踪系统连接的构件。所述隔热层,可以是内层为隔热保温材料,外层为硬质或软质的隔热材料制成,或仅是单层,即其可作为或是外壳的一部分。由于本太阳集热器是采用水喷射或雾化喷射的技术进行热能交换即转换的方式,其工质对吸热板为非储存浸泡式,工质没对上述构件产生压力,即无须承压,也减少了热损失。由于处于集热器背部或外壳内的隔热层,不会受到如冰雹或石块等物体的袭击,及无须承受过大压力,所以可以制作成较薄较轻,或将外壳除前面外,制作成具有隔热功能。如用附有隔热涂层的加强隔热膜制作该隔热层,将其安装在外壳除前面外的各个方向包围住吸热板,既达到隔热保温的目的,又使其更薄、更轻,节材、节省成本,也使安装支架、特别是太阳跟踪系统的承重更轻,更节省成本,也减少了转动太阳集热器的能耗,降低了获得能源的单位成本。可以将分水器(A6)或及各喷嘴组(A5)设置安装在隔热层上,或安装在外壳(A3)后部的骨架上。吸热板与隔热层形成了一定的内空间,在吸热板聚集太阳能量时,如是采用间断式水喷射换热时,有一定的热能量散发在该空间内形成了热气,该热气在各喷嘴组向吸热板喷射出全覆盖式的水雾时,会将其的热能量一并交换带走,隔热层的散热机会及散热量都较小较少。吸热板与外壳的连接可采用吸热板的侧向经隔热垫与外壳的侧向全密封连接,或点式结构连接。点结构连接式其上下左右侧向可留有间隙,并可用高透气率隔阻膜密封形成前后适量渗透对流,使吸热板前面所产生的热气能渗透到后面被水雾一并带走,既提高了集热率及增加了热量,又减少了热损失。还可在外壳中设进气孔并可与储水箱箱体中的气孔连通。正是采用这样的热转换交换方法方式,各机构的结构强度要求不但可减轻,吸热板也能设置得更薄,材料选择范围也更大,使吸热板的制造成本大大地降低,其热阻更低、热传导性能及效率也更高。而吸热板的吸热、传热、热转换性能,是太阳能利用技术的关健。还可在吸热板的背部以各种气蚀、雕刻、填位熔化等方法和工艺制成有密集的窦穴,可以对制得很薄的吸热板或可将吸热板制作得很薄时,以局部加厚即可加强其结构强度作用,和窦穴能蕴含部分水珠,以减少热损耗及延长水喷雾的启动间隔,节约能量。热传导性能及效率的提高,意味着如对集热器所需面积减少、重量的减轻、占用空间的缩小、生产成本的降低、能耗的减少等一系列的良性循环及有益效果。还由于集热器中没有积水,在寒冷的地区或寒冷的天气中使用,无需采取设置如防冻液或人工或自动放水等防冻措施,进一步减少了投资成本和更能适应在不同地区使用。透明盖板或称透光层,是视使用地区的情况可选择性地设置,其可以设或不设,是一可选择项,所以本申请文件中采用“或及”的方式表述。其可以是采用也即包括下述材料及设置结构形式的高透光的透明玻璃或有机玻璃,或聚脂板或加强薄膜或高透光网层或它们的组合等。可选择采用高透明加强薄膜、或采用高透光网层、或采用外层或及内层附有高透明加强薄膜的高透光网层夹层、或内侧采用高透明加强薄膜,外侧采用高透光网层、或在内侧制成有网状加强肋的高透明加强薄膜等设置形式,其既可以能减少热能发射损失,又能防止积雪及抵挡冰雹等物体的袭击,重量更轻、使更换更方便、生产成本也更低等,而可带来一连串的有益效果。由于吸热板的无需承压可制做得薄而轻,可选择结构强度大、热阻低、传热性能好的薄铜板或其他性价比较好的材料制作,以降低生产成本。特别是有在高加强薄膜上附高吸热涂层,其重量更轻造价更低。所述外壳,可采用结构强的金属或结构强度高、质量轻的各种非金属材料制作。各喷嘴组意即喷嘴不止一个或一组,为了使喷射更均匀,可将各喷嘴分成上中下,或和/或左右设置安装在外壳后背的骨架上或隔热层上。喷嘴的多少及设置位置和朝向及角度,以其组成所喷射出的水雾,以能较全面地覆盖吸热板为准及效果最佳。喷嘴组与分水器可用水管件连接联通,并可由电控阀等控制元件控制。分水器即是一个有总进水接头中设有与喷嘴组数相应的出水孔的进出水接头体。本集热器的外型可以是各种形状不限。
太阳集热器附属方案一的实施例:可将所述吸热板(A1)设置成起伏的波纹型或锥型、或半圆柱型、或抛物线型、或复合抛物线型、或V底半圆面综合型等型面曲面或凹凸面型。各弧面的背部可以是敝开型也可以是封闭型,弧底可以是平整型,也可以是V字型或弧型等形状,应视弧高及宽度来设置弧底的弧度,以获得最佳的正射、折射和反射角,还可制成有反射涂层的聚光型。各弧面的背部以敝开型较好,它不但容易加工及用料少、成本低、还能被各喷嘴组所喷射出的水雾可以全面覆盖,热转换率更佳更高。设置成曲面型的有益效果在于可以提高集热效率、缩小所占空间面积即可在有限的空间内能设置更多的太阳能热水器、提高性价比、提高集热温度以适应不同用途对温度的不同要求,具有比面积集热率更高的效果。
太阳集热器附属方案二的实施例:可将所述吸热板(A1)各种曲面的弧高设置成从一侧向另一侧呈逐级平缓降低或升高型。各曲面的弧高的逐级平缓降低或升高的有益效果在于:可提高太阳的正入射角时间,即所根据太纬角固定安装型或设有太阳跟踪系统型,都能减少如上午因吸热板东侧的弧高遮挡太阳光线对西侧弧面的照射,反之,下午西侧遮挡东侧的不利因素,可以进一步提高集热效率及效果和提高集热温度等。
太阳集热器附属方案三的实施例:还可以在所述分水器(A6)的外端,或分水器和/或集热器出水口的外端,连接有电控阀(1),或电控阀(1)和/或伺服水泵(2),并可设有时温启动器(3)控制所述电控阀及伺服水泵。设置伺服水泵可以将集热器出水口的水或经预备水箱(E)的水,泵压回高位的或低位的、无或有弹性囊型的储水箱,或直接给分水器向各喷嘴组供水,并反复循环,使热水达到所需或所设定温度后,再流回或泵回储水箱。设置电控阀可以控制水的流量及流速和供水时间。设置时温启动器,可以控制电控阀和/或伺服水泵的工作状态,达到所需或设置的温度。时温启动器即是一种能检测吸热板的温度或从吸热板转换得到的热水的温度,即由温度检测器,或和/或定时器进行控制,是根据需要所设定的温度和/或时间,控制电控阀或伺服水泵的工作状态。即可以采用温度检测控制或采用时间定时控制,或同时采用温度控制及时间控制。本附属方案的设置可获得将所需温度控制得更加精确、和更节省能耗的显著的有益效果。因如果与之配套的储水箱中已有本设置那么就无需本设置,所以是一项附属方案,因本太阳集热器是独立方案所以在此一并提出。
本太阳集热器还可以设置成折叠型,即将外壳、吸热板、或及如是非可折叠软体的隔热层或及透明盖板,可分成若干块再联接,经扣接及软体连接和密封后不会影响集热效能及不会产生热交换工质的泄漏。或吸热板、隔热层、透明盖板如均为可以卷曲的软体材料时,可将吸热板或及透明盖板与外壳中的两侧框架连接,隔热层连接在外壳中的两侧框架及后中间骨架上,外壳中的上下框架与两侧框架及中间骨架活动连接。这样如折叠时,解构活动安装的上下框架的骨架,便可两侧卷曲折叠在中间骨架的两侧。可以更为方便、更为灵活地安装在如阳台或窗台或墙壁等更多可选择适当的地方,增加了太阳能源利用的适用范围,促进太阳能产业的快速发展。白天可将其展开集热并对建筑物具有遮阳降温效能,晚上如需要还可将其折叠通风及可抗拒强风。本集热器还可设置有太阳能电池,给电控阀及伺服水泵和液位自动控制装置等耗电设备及元件供电。
三、太阳跟踪系统的实施例:太阳跟踪系统它包括支撑座架、转动机构及控制机构。支撑座架(B1)中设有旋转立轴(B4),其上端与太阳集热器(A)连接,下端头活动安装在支撑座架(B1)中的轴承座中,伺服电机(B5)安装在旋转立轴(B4)的下端,或安装在下端侧向并经齿轮或带或链与旋转立轴(B4)的下端联接,并由时空控制器(4)控制伺服电机(B5),支撑座架(B1)的中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨(B9A)及导引连杆(B10),导引连杆前端与太阳集热器(A)连接,后端活动安装在V型导轨(B9A)中,或用弧型导轨(B9B)设置在太阳集热器(A)的下端或上方,太阳集热器(A)的运动轨迹受导轨(B9B)约束;或所述支撑座架(B1)的中间架上,设有万向旋转接头(B2)或双向联轴接头(B3),并与太阳集热器(A)活动连接,卷筒(B6)安装在支撑座架(B1)中的支架上,缠绕在卷筒(B6)中的卷绳(B7)的两端穿越安装在支撑座架(B1)两侧支架中的滑轮(B8),并与太阳集热器(A)的两侧连接,支撑座架(B1)中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨(B9A)及导引连杆(B10),导引连杆前端与太阳集热器(A)连接,后端活动安装在V型导轨(B9A)中,或用弧型导轨(B9B)设置在太阳集热器(A)的下端或上方,太阳集热器(A)的运动轨迹受导轨(B9B)约束,伺服电机(B5)安装在卷筒(B6)的一端,由时空控制器(4)控制伺服电机(B5);或所述支撑座架(B1)的中间架上,设有万向旋转接头(B2)或双向联轴接头(B3),并与太阳集热器(A)活动连接,卷筒(B6)安装在支撑座架(B1)中的支架上,缠绕在卷筒(B6)中的卷绳(B7)的两端穿越安装在支撑座架(B1)两侧支架中的滑轮(B8),并与太阳集热器(A)的两侧连接,或及增设另一卷筒及卷绳与太阳集热器(A)的上下两端连接,伺服电机(B5)安装在卷筒(B6)的一端,由时空控制器(4)控制伺服电机(B5)。上述是有多种实施形式,各有特色,都能解决本申请要解决相应的技术问题及实现发明目的。其中与太阳集热器的连接结构,可以是万向节式连接,转动的方向是全方位的,双向联轴接头式连接是可以上下左右转动。固定安装式是由旋转立轴上端固接,下端旋转,其旋转方向可以是东西方向,或和/或上下方向旋转。旋转方向的控制方式可以是有导轨的左右和上下运动式,或无导轨导引导杆的左右旋转滑轮式、或无导轨导杆的左右及上下旋转滑轮式。转动机构可以是同轴或联轴或间接传动式。旋转动力及速度的控制,可以是步进电机或恒速电机。回转的方式可以是转角触位或时间定时回转式、或转角触位与时间定时回转结合式。上述多种可选择方式以万向节连接式连接、卷筒卷绳有导轨式为导引、步进电机定时定速转动、定时回转式控制复位相结合式为佳,性价比更高。仰角季节性调整可以是人工或定时或齿轮等方式,以人工按旬或月或季进行调整最为经济。回转控制如采用转角触位式是:当旋转到达所设定位置自动触发电源开关,使伺服电机换向旋转,同速或快速返回;定时回转式是按所设定时间使伺服电机换向旋转返回;转角触位与时间定时回转结合式,可将其设定为下午到达设定位置触发伺服电机换向,同速或快速返回,上午定时启动,或反之。所述V型导轨,可以是其形状有如V字或U字型,其东西方向设置安装,V底向后及向下倾斜并设置于支撑座架的中间或两侧支架中。其可制成中空即上下夹条型,可将导引连杆安装在其中间,也可以是在导引连杆中设置滑套,套住单导轨滑动。当转动机构转动太阳集热器或被转动控制体连同导引连杆运动时,导轨约束及引导导引连杆的移动位置,也即限制及引导了太阳集热器的运动轨迹,从而达到仅需将太阳集热器东西方向转动即可同时同步上下转动的目的及效果;所述弧型导轨,即按转动太阳集热器或被转动控制体时的运行轨迹的弧度及形状设置导轨,可以是将导轨设置在太阳集热器或被转动控制体的下端并在其上设有滚轮,或将导轨设置在支撑座架(B1)的上部,并在太阳集热器相应高度上设有滚轮机构,滚轮或滚轮机构可沿导轨的曲面滚动。导轨前端向上倾斜,以当太阳集热器或被转动控制体沿导轨的曲面东西方向滚动的同时,向后及向上仰和向前向下回归,以达到跟踪太阳运动轨迹的目的。导轨的设置既精简了结构,又节省了投资及减少了动力能量消耗,节省了使用成本。而连杆与导轨也可作为抗强风的支撑及锚定锁紧机构。所述导轨,也可以是U状盘型,或盘面起伏的盘型,导引连杆的外端头或加滚珠或滚轮扣接在上述所述盘面上。其运动动态过程是:如上午当太阳集热器连同导引连杆被东西方向转动,而导引连杆于盘面的一侧U脚开始,逐步沿导引盘向下即向U顶移动,中午到达或设定的时间到达U顶,以U顶为拐点继续向上向另一侧的U脚移动,当到达一侧的U脚或设定的位置时,由时空控制器导通伺服电机换向旋转,并沿原路返回之反复动作过程。弧型为从上午从东到西,晚上从西向东返回之反复动作过程。上述V或U形或盘型等型是一种形容,即相似而非绝对,而时空控制器也即是由时间和/或空间触发控制装置,都是一种自定语。还可在支撑座架与被转动的太阳集热器间设置同步锁定机构。上述所述的被转动控制体,包括太阳集热器,但又不仅限于太阳集热器,它可以包括任何需同步转动或双向或全向转动及控制的所被转动的物体,即本太阳跟踪系统是多用途的。
四、储水箱的实施例:储水箱是由箱体、阀门、水泵、弹性囊、控制元件或及连接管件构成。在所述箱体(C1)中设有冷水进口(C2)、给水口(C3)、热水回口(C4)、补水口(C5)、热水排口(C6)。有弹性囊(7)封装在箱体的总进排水口上,伺服水泵(2)设置在冷水进口(C2)或补水口的管路中,电控阀(1)设置在补水口(C5)或冷水进口的管路中,液位控制装置(5)及定时启动器(6)设置在外箱体(C1)上,并与电控阀(1)及伺服水泵(2)有电源相连接。其动态循环过程是:当第一次冷水进入弹性囊内或箱体内弹性囊外后,如果是进入弹性囊外,当水位到达设定的位置,安装在箱体中的液位控制装置,会启动伺服水泵将水经补水口泵压进弹性囊内,并由弹性囊所产生的压力经给水口向太阳集热器供水,供水的时间及形式如是间断式的,可由太阳集热器中的电控阀控制。当弹性囊内的水因向给水口供水而减少时,正好太阳集热器中的热水经回水口回流至箱体内弹性囊外,其所回流的的热水与弹性囊内所排出的水,是等量的或是略少的,也即在弹性囊内排水时,给弹性囊外箱体内留出了等量的空间,当箱体内的回水达到所设定位置时,液位控制装置会自动启动伺服水泵,将水输送进弹性囊内,并反复循环。当热水使用消耗完,或到达设定的最低位置时,液位控制装置会启动冷水管路中的电控阀给箱内补水,当补水到达设定位置时液位控制装置控制电控阀停止供水。或由定时器按设定的时间启动冷水管路中的电控阀补水,当补水到达设定位置时,液位控制装置控制电控阀停止供水等方式供补水,补进箱体内的冷水再由伺服水泵泵压进弹性囊内。如供水系统的水压压力大于弹性囊的膨胀阻力时,可直接向弹性囊内补水,而无须先补进箱内再经伺服水泵泵压补水。用水即排水及向太阳集热器的供水压力,取决于弹性囊的回缩力,即其给囊内的水所施加的压力。弹性囊的应力及应变是可根据需要设定的。伺服水泵的扬程即压力须等于或大于弹性囊的最大拉伸应力即膨胀阻力。当然,本储水箱也可根据供水系统的压力配置设置弹性囊的拉伸应力。本方案如太阳集热中如已设有预备储水箱,或本方案中如另设有预储水箱,从集热器中回流的热水可不需进入主储水箱内弹性囊外,而是在水位低于设定位置时直接补水,也无须设置冷水进口,如无上述的预储水箱,冷水进口可设置成与弹性囊内连通或外连通,也可与补水口合并,即是一可变项,各水口可合并在一个总进出水口上。液位控制装置能同时检测、控制弹性囊内的及弹性囊外的水位,其结构及动态控制过程已在上面太阳热水器的实施例中已有说明。箱体的结构是现有技术在此无需详述。还可以在储水箱中,设置热补偿加热装置,以满足缺泛太阳光时不影响热水供应。
储水箱附属方案的实施例:可将箱体(C1)设置成二节或多节式,在主储水室节或各节的总进排水口上封装有弹性囊(7)。设置成多节式回水可无需压制主节的弹性囊,同时可适当增加储水量或不同温度的热水进行区隔等作用,也可无须另设置预存水箱。各水口的设置及进出水和补水的控制可参照上例。
Claims (9)
1、一种太阳热水器,它包括太阳集热器、支架或太阳跟踪系统及储水箱,太阳集热器(A)安装在支架或活动安装在太阳跟踪系统(B)上,集热器出水口(A7)或经预存水箱(E),或经预存水箱(E)和/或经伺服水泵(2)与储水箱(C)的热水回口(C4)相连通,或及与集热器背部中分水器(A6)相连通,分水器(A6)或经电控阀(1),或经电控阀(1)和/或伺服水泵(2)与储水箱(C)的给水口(C3)相连通,上述所述电控阀(1)及伺服水泵(2)可设有时温启动器(3)控制,其特征是:所述太阳集热器(A)的背部设有喷嘴组(A5),并与分水器(A6)相连通,由各喷嘴组(A5)所喷射出的水与吸热板(A1)进行热能交换。
2、根据权利要求1所述的一种太阳热水器,其特征是:所述支架可以是承托架(D1)前端与支撑架(D2)前端活动连接,调节杆(D3)下端与支撑架(D2)后端及上端与承托架(D1)后端活动连接,并可上下调节;或承托架(D1)后端与支撑架(D2)上端活动连接,调节杆(D3)前端与承托架(D1)前端及后端与支撑架(D2)下端活动连接,并可前后调节。
3、一种太阳集热器,它包括有吸热层的吸热板、外壳或及透明盖板,吸热板(A1)连接安装在外壳(A3)上,外壳(A3)下端设有集热器出水口(A7),或在外壳的前端设有透明盖板(A8),其特征是:在外壳(A3)的背部设有喷嘴组(A5)及分水器(A6),各喷嘴组与分水器相连通,各喷嘴组(A5)所喷射出的水与吸热板(A1)进行热能交换。
4、根据权利要求3所述的一种太阳集热器,其特征是:所述吸热板(A1)可设置成起伏的各种曲面或凹凸型面型。
5、根据权利要求4所述的一种太阳集热器,其特征是:所述吸热板(A1)的各种曲面型面的弧高可设置成,从一侧向另一侧呈逐级平缓降低或升高型。
6、根据权利要求3或4或5所述的一种太阳集热器,其特征是:所述分水器(A6)的外端,或分水器和/或集热器出水口的外端,连接有电控阀(1),或电控阀(1)和/或伺服水泵(2),并可设有时温启动器(3),控制所述电控阀及伺服水泵。
7、一种太阳跟踪系统,它包括支撑座架、转动机构及控制机构,其特征是:所述支撑座架(B1)中设有旋转立轴(B4),其上端与太阳集热器(A)连接,下端头活动安装在支撑座架(B1)中的轴承座中,伺服电机(B5)安装在旋转立轴(B4)的下端,或安装在下端侧向并经齿轮或带或链与旋转立轴(B4)的下端联接,并由时空控制器(4)控制伺服电机(B5),支撑座架(B1)的中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨(B9A)及导引连杆(B10),导引连杆前端与太阳集热器(A)连接,后端活动安装在V型导轨(B9A)中,或用弧型导轨(B9B)设置在太阳集热器(A)的下端或上方,太阳集热器(A)的运动轨迹受导轨约束;或所述支撑座架(B1)的中间架上,设有万向旋转接头(B2)或双向联轴接头(B3),并与太阳集热器(A)活动连接,卷筒(B6)安装在支撑座架(B1)中的支架上,缠绕在卷筒(B6)中的卷绳(B7)的两端穿越安装在支撑座架(B1)两侧支架中的滑轮(B8),并与太阳集热器(A)的两侧连接,支撑座架(B1)中间,或中间和/或两侧的支架中设有V型导轨(B9A)及导引连杆(B10),导引连杆前端与太阳集热器(A)连接,后端活动安装在V型导轨(B9A)中,或用弧型导轨(B9B)设置在太阳集热器(A)的下端或上方,太阳集热器(A)的运动轨迹受导轨约束,伺服电机(B5)安装在卷筒(B6)的一端,由时空控制器(4)控制伺服电机(B5);或所述支撑座架(B1)的中间架上,设有万向旋转接头(B2)或双向联轴接头(B3),并与太阳集热器(A)活动连接,卷筒(B6)安装在支撑座架(B1)中的支架上,缠绕在卷筒(B6)中的卷绳(B7)的两端穿越安装在支撑座架(B1)两侧支架中的滑轮(B8),并与太阳集热器(A)的两侧连接,或及增设另一卷筒及卷绳与太阳集热器(A)的上下两端连接,伺服电机(B5)安装在卷筒(B6)的一端,由时空控制器(4)控制伺服电机(B5)。
8、一种储水箱,它包括箱体、阀门及水泵,所述箱体(C1)中设有冷水进口(C2)、给水口(C3)、热水回口(C4)、补水口(C5)、热水排口(C6),其特征是:有弹性囊(7)封装在箱体的总进排水口上,伺服水泵(2)设置在冷水进口(C2)或补水口的管路中,电控阀(1)设置在补水口(C5)或冷水进口(C2)的管路中,液位控制装置(5)及定时启动器(6)设置在外箱体(C1)上,并与电控阀(1)及伺服水泵(2)有电源相连接。
9、根据权利要求8所述的一种储水箱,其特征是:所述箱体(C1)可以设置成二节或多节式,在主储水室节或各节的总进排水口上封装有弹性囊(7)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008200915867U CN201206911Y (zh) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008200915867U CN201206911Y (zh) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201206911Y true CN201206911Y (zh) | 2009-03-11 |
Family
ID=40465973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNU2008200915867U Expired - Fee Related CN201206911Y (zh) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN201206911Y (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104110843A (zh) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 水箱及具有该水箱的热水器 |
| CN116142098A (zh) * | 2023-02-04 | 2023-05-23 | 李建波 | 卡车用防冻加热生活用水储水箱 |
| CN118776127A (zh) * | 2024-08-16 | 2024-10-15 | 江苏桑力太阳能产业有限公司 | 一种具有防冻功能的太阳能热水器及其防冻方法 |
-
2008
- 2008-01-15 CN CNU2008200915867U patent/CN201206911Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104110843A (zh) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 水箱及具有该水箱的热水器 |
| CN104110843B (zh) * | 2013-04-18 | 2017-02-22 | 广东美的暖通设备有限公司 | 水箱及具有该水箱的热水器 |
| CN116142098A (zh) * | 2023-02-04 | 2023-05-23 | 李建波 | 卡车用防冻加热生活用水储水箱 |
| CN118776127A (zh) * | 2024-08-16 | 2024-10-15 | 江苏桑力太阳能产业有限公司 | 一种具有防冻功能的太阳能热水器及其防冻方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jamar et al. | A review of water heating system for solar energy applications | |
| CN103438586B (zh) | 太阳能光热采集器、光热电采集板和太阳能采暖热水系统 | |
| CN201944920U (zh) | 超导太阳能热泵热水洗浴采暖系统 | |
| CN110165982A (zh) | 一种节能环保型发电装置 | |
| CN101487635A (zh) | 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 | |
| CN201206911Y (zh) | 太阳热水器、太阳集热器及太阳跟踪系统和储水箱 | |
| CN104048424B (zh) | 热管型太阳能真空管开水器及开水系统 | |
| CN205536588U (zh) | 太阳光电光热一体式空气能超导热水系统 | |
| CN203464512U (zh) | 太阳能光热采集器、光热电采集板和太阳能采暖热水系统 | |
| RU2491482C2 (ru) | Система солнечного горячего водоснабжения | |
| CN102705940A (zh) | 全天候地板采暖与制冷系统 | |
| CN105698243A (zh) | 一种与温室建筑一体化的供热系统 | |
| CN206041906U (zh) | 一种实现光能高效转换的光伏支架 | |
| TWI567352B (zh) | A solar air conditioner, water heater system | |
| CN116290590A (zh) | 一种具有热水功能的屋顶结构 | |
| CN104748401A (zh) | 医用盘管式可调真空球太阳能集热成套装置 | |
| CN203704386U (zh) | 储热式太阳能低温供热系统 | |
| CN207184421U (zh) | 一种光伏建筑一体化系统 | |
| CN116026044A (zh) | 智能型多功能太阳能集热器 | |
| CN208475425U (zh) | 一种太阳能和光伏发电相结合的采暖及供水系统 | |
| CN201412919Y (zh) | 一种太阳能空调 | |
| CN2296982Y (zh) | 平板式太阳能热水器 | |
| CN207230975U (zh) | 一种太阳能热水器 | |
| CN108662795B (zh) | 一种吸储一体的太阳能大容量集热蓄热系统 | |
| CN116697624B (zh) | 基于太阳能聚光的渔业设施储供热系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Chen Guangfeng Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090311 Termination date: 20100220 |