CN203274294U - 一种热冷交换式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱和加热器，所述加热水箱设有冷水输入管和热水输出管，所述冷水输入管和热水输出管均与加热水箱内部连通，还包括热循环液输入管、冷循环液输出管和循环液箱，所述冷循环液输出管与循环液箱内部连通，所述热循环液输入管穿过加热水箱内部与循环液箱内部连通，所述冷循环液输出管通过加热器与热循环液输入管连通，所述加热水箱外部或循环液箱外部设有太阳能加热装置。本实用新型增设了循环液箱，形成热冷交换的热冷交换系统，从而再热冷交换后形成无污染的热水系统；还增设了太阳能加热装置，可以充分利用太阳能的热量来加热冷水，节约了能源。

Description

一种热冷交换式太阳能热水器

技术领域

 本实用新型涉及一种热水器，尤其涉及一种热冷交换式太阳能热水器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，热水器已经成为家家户户必备的家电产品，从燃气热水器、电热水器到太阳能热水器，现有的热水器为人们的生活提供了很大的方便，但同时也存在着一些弊端。如燃气热水器与电热水器在使用时要消耗大量的能源，而且受能源的限制，一旦停电或燃气用没了，就无法使用；而太阳能热水器虽然节能，但是却因天气因素影响，致使有时无法使用，这些都给使用者带来了极大的不便。

为了解决上述问题，出现了各种型号并且采用多种热源的热水器。

例如申请号为CN200520092683.4，公开号为CN2847145的中国实用新型专利“一种利用多种加热源的热水器”，公开了一种利用多种加热源的热水器它包括外壳、内胆、与内胆相连通的冷水进水管和热水出水管，至少设有一种加热源。加热源为燃气余热集热器加热、电加热、太阳能集热器加热及供暖系统热水换热加热。

但该技术存在如下不足：1、燃气余热集热器中的水温不易控制，导致用水时的水温不能满足正常的使用要求；2、燃气余热集热器中的水量只能人工控制，但人工控制后不能保证水温；3、热源相互转换时采用手动控制，操作麻烦，使用不方便；4、没有循环液箱，不能通过热冷交换形成无污染的热水；5、不能实现加热器与循环液箱配合使用，通过管道进行冷热交换，形成自控式热交换的冷热交换系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提出一种热冷交换式太阳能热水器。本实用新型增设了循环液箱，形成热冷交换的热冷交换系统，从而再热冷交换后形成无污染的热水系统；还增设了太阳能加热装置，可以充分利用太阳能的热量来加热冷水，节约了能源。

本实用新型采用以下技术方案来实现：

一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱和加热器，所述加热水箱设有冷水输入管和热水输出管，所述冷水输入管和热水输出管均与加热水箱内部连通，其特征在于：还包括热循环液输入管、冷循环液输出管和循环液箱，所述冷循环液输出管与循环液箱内部连通，所述热循环液输入管穿过加热水箱内部与循环液箱内部连通，所述冷循环液输出管通过加热器与热循环液输入管连通，所述加热水箱外部或循环液箱外部设有太阳能加热装置。

所述冷水输入管设有伸入段Ⅰ，热水输出管设有伸入段Ⅱ，所述伸入段Ⅱ的位置高于伸入段Ⅰ的位置。

所述热循环液输入管包括插入加热水箱内部的插入段和从加热水箱内部插入循环液箱内部的换热段，所述换热段设置在伸入段Ⅰ和伸入段Ⅱ之间。

所述伸入段Ⅰ的出水口位于加热水箱内底部的中央处，所述伸入段Ⅱ的入水口位于加热水箱内顶部的中央处。

所述加热器的一端与冷循环液输出管的输出端连通，另一端与热循环液输入管的输入端连通。

所述冷循环液输出管上设有单向阀。

所述冷循环液输出管和热循环液输入管上均设有泄压阀。

所述循环液箱至少固定在加热水箱的一侧。

所述加热水箱外部和循环液箱外部均设有太阳能加热装置。

所述太阳能加热装置为平板太阳能集热器；平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊的热交换器，集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。平板太阳能集热器是由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。在加接循环管道，保温水箱后，即成为能吸收太阳辐射热，使水温升高。

热冷交换式是指进入加热水箱内的冷水，通过设置在加热水箱内的热循环液输入管的一段中的热循环液进行冷热交换，交换后冷水变热水，热循环液变冷循环液。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：

1、本实用新型形成的冷热换热循环通路，结构简单，热能输送方便，形成一个无污染冷热交换系统；还增设了太阳能加热装置，可以充分利用太阳能的热量来加热冷水，节约了能源。

2、本实用新型采用冷水输入管设有伸入段Ⅰ，热水输出管设有伸入段Ⅱ，所述伸入段Ⅱ的位置高于伸入段Ⅰ的位置；冷水输入管的伸入段Ⅰ可以很均匀地将冷水输送至加热水箱内底部，通过设置在伸入段Ⅰ和伸入段Ⅱ之间的换热段的换热，冷水变为热水后，从热水输出管的伸入段Ⅱ的入水口进入热水输出管，通过后续管道连接输送到需要使用的地方去。

3、本实用新型采用热循环液输入管包括插入加热水箱内部的插入段和从加热水箱内部插入循环液箱内部的换热段；插入段和换热段的设计，充分让热循环液输入管内的循环液与加热水箱内的冷水进行热冷交换，从而实现了将冷水变为热水；结构简单，使用方便，利于自动化控制。

4、本实用新型还包括加热器，所述加热器的一端与冷循环液输出管的输出端连通，另一端与热循环液输入管的输入端连通；加热器主要用于将冷循环液加热成热循环液，热循环液去与冷水进行热冷交换后，冷循环液再次回到加热器处进行加热，从而实现了连续的热冷交换，提高了热水器产生热水的量。

5、本实用新型采用冷循环液输出管上设有单向阀；单向阀的设计可以防止冷循环液发生“倒流”回到冷循环液输出管中，自动补充加热器中的循环液形成自然循环效果显著。

6、本实用新型采用冷循环液输出管和热循环液输入管上均设有泄压阀；与单向阀配合使用，可保证单向阀到热循环液输入管之间的管内的压力在安全范围内，形成一个自动化的安全系统。

7、本实用新型采用加热水箱外部和循环液箱外部均设有太阳能加热装置；可以充分利用太阳能的热量来加热冷水和循环液，大大提高了热水器产生热水的效率。

8、本实用新型采用平板太阳能集热器，工作原理十分简单；阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成平板太阳集热器的各种热损失。

9、本实用新型采用平板太阳能集热器具有以下优点：结构简单，灵活精巧、易维护；形式多变，易与建筑完美融合；寿命长、性能稳定；防冻防垢、融霜化雪；水质清洁、利于健康；平板太阳能集热器结构简单，运行可靠，成本低廉，热流密度较低，即工质的温度也较低，安全可靠，与真空管太阳能集热器相比，它具有承压能力强，吸热面积大等特点，是太阳能与建筑一体结合最佳选择的集热器类型之。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型实施例2结构示意图

图3为本实用新型实施例3结构示意图

图4为锯齿状换热段结构示意图

图中标记：1、加热水箱，2、冷水输入管，3、热水输出管，4、热循环液输入管，5、冷循环液输出管，6、循环液箱，7、加热器，8、单向阀，9、泄压阀，21、伸入段Ⅰ，31、伸入段Ⅱ，41、插入段，42、换热段，10、太阳能加热装置。

具体实施方式

实施例1：

一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱1和加热器7，所述加热水箱1设有冷水输入管2和热水输出管3，所述冷水输入管2和热水输出管3均与加热水箱1内部连通，还包括热循环液输入管4、冷循环液输出管5和循环液箱6，所述冷循环液输出管5与循环液箱6内部连通，所述热循环液输入管4穿过加热水箱1内部与循环液箱6内部连通，所述冷循环液输出管5通过加热器7与热循环液输入管4连通，所述加热水箱1外部设有太阳能加热装置10。

本实用新型中，所述循环液箱6固定在加热水箱1的一侧。

本实用新型中，所述加热器7的一端与冷循环液输出管5的输出端连通，另一端与热循环液输入管4的输入端连通。

本实用新型中，所述冷循环液输出管5上设有单向阀8。

本实用新型中，所述太阳能加热装置10为太阳能聚光集热保温板。

本实用新型在使用时，将太阳能加热装置10放置在室外，加热水箱1和循环液箱6均放置在室内；冷水输入管2和热水输出管3均与加热水箱1内部连通，冷循环液输出管5与循环液箱6内部连通，热循环液输入管4先插入加热水箱1内部，再从加热水箱1内部插入循环液箱6内部，加热器7的一端与冷循环液输出管5的输出端连通，另一端与热循环液输入管4的输入端连通；形成一个无污染冷热交换系统；可采用太阳能聚光集热保温板充分利用太阳能的热量来加热冷水，减少了加热器7的使用时间，节约了能源。

实施例2：

一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱1和加热器7，所述加热水箱1设有冷水输入管2和热水输出管3，所述冷水输入管2和热水输出管3均与加热水箱1内部连通，还包括热循环液输入管4、冷循环液输出管5和循环液箱6，所述冷循环液输出管5与循环液箱6内部连通，所述热循环液输入管4穿过加热水箱1内部与循环液箱6内部连通，所述冷循环液输出管5通过加热器7与热循环液输入管4连通，所述循环液箱1外部设有太阳能加热装置10。

本实用新型中，所述冷水输入管2设有伸入段Ⅰ21，热水输出管3设有伸入段Ⅱ31，所述伸入段Ⅱ31的位置高于伸入段Ⅰ21的位置。

本实用新型中，所述热循环液输入管4包括插入加热水箱1内部的插入段41和从加热水箱1内部插入循环液箱6内部的换热段42，所述换热段42设置在伸入段Ⅰ21和伸入段Ⅱ31之间。

本实用新型中，所述伸入段Ⅰ21的出水口位于加热水箱1内底部的中央处，所述伸入段Ⅱ31的入水口位于加热水箱1内顶部的中央处。

本实用新型中，还包括加热器7，所述加热器7的一端与冷循环液输出管5的输出端连通，另一端与热循环液输入管4的输入端连通。

本实用新型中，所述冷循环液输出管5上设有单向阀8。

本实用新型中，所述太阳能加热装置10为太阳能玻璃真空管聚光集热器。

本实用新型在使用时，将循环液箱6放置在室外，太阳能玻璃真空管聚光集热器固定在循环液箱6上，加热水箱1放置在室内；冷水输入管2的伸入段Ⅰ21可以很均匀地将冷水输送至加热水箱1内底部，通过设置在伸入段Ⅰ21和伸入段Ⅱ31之间的换热段42的换热，冷水变为热水后，从热水输出管3的伸入段Ⅱ31的入水口进入热水输出管3，单向阀8的设计可以防止冷循环液发生“倒流”回到冷循环液输出管5中，自动补充加热器7中的循环液形成自然循环，效果显著，再通过后续管道连接输送到需要使用的地方去；可采用太阳能玻璃真空管聚光集热器充分利用太阳能的热量来加热循环液，减少了加热器7的使用时间，节约了能源。

本实用新型中的换热段42可以通过改变管道的形状来延长热循环液管道的长度，如换热段42的形状大体呈“盘蛇状”、“锯齿状”、水平放置的“U”形、“正弦波状”等，从而延长热循环液与加热水箱1内的冷水的交换时间，同时也提高了冷热交换的效率；因此，换热段42形状的变化均在本实用新型的保护范围。

实施例3：

一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱1和加热器7，所述加热水箱1设有冷水输入管2和热水输出管3，所述冷水输入管2和热水输出管3均与加热水箱1内部连通，还包括热循环液输入管4、冷循环液输出管5和循环液箱6，所述冷循环液输出管5与循环液箱6内部连通，所述热循环液输入管4穿过加热水箱1内部与循环液箱6内部连通，所述冷循环液输出管5通过加热器7与热循环液输入管4连通，所述循环液箱1外部设有太阳能加热装置10。

本实用新型中，所述循环液箱6固定在加热水箱1的一侧。

本实用新型中，所述冷水输入管2设有伸入段Ⅰ21，热水输出管3设有伸入段Ⅱ31，所述伸入段Ⅱ31的位置高于伸入段Ⅰ21的位置。

本实用新型中，所述热循环液输入管4包括插入加热水箱1内部的插入段41和从加热水箱1内部插入循环液箱6内部的换热段42，所述换热段42设置在伸入段Ⅰ21和伸入段Ⅱ31之间。

本实用新型中，所述伸入段Ⅰ21的出水口位于加热水箱1内底部的中央处，所述伸入段Ⅱ31的入水口位于加热水箱1内顶部的中央处。

本实用新型中，还包括加热器7，所述加热器7的一端与冷循环液输出管5的输出端连通，另一端与热循环液输入管4的输入端连通。

本实用新型中，所述冷循环液输出管5上设有单向阀8。

本实用新型中，所述冷循环液输出管5和热循环液输入管4上均设有泄压阀9。

本实用新型中，所述太阳能加热装置10为平板太阳能集热器；平板太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本部件，也一直是世界太阳能市场的主导产品。平板型集热器已广泛应用于生活用水加热、游泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖与空调等诸多领域。用平板太阳能集热器部件组成的热水器即平板太阳能热水器。平板太阳能集热器主要由平板太阳能集热器吸热板、平板太阳能集热器透明盖板、平板太阳能集热器隔热层和平板太阳能集热器外壳等几部分组成。

本实用新型在使用时，将加热水箱1和循环液箱6均放置在室外，可采用平板太阳能集热器充分利用太阳能的热量来加热循环液，减少了加热器7的使用时间，节约了能源；同时泄压阀9与单向阀8配合使用，可保证单向阀8到热循环液输入管4之间的管内的压力在安全范围内，形成一个自动化的安全系统。

实施例4：

与实施例1、2、3的不同之处在于：所述加热水箱1外部和循环液箱6外部均设有太阳能加热装置10；所述太阳能加热装置10为平板太阳能集热器。

本实用新型在使用时，将加热水箱1和循环液箱6均放置在室内，平板太阳能集热器放置在室外；平板太阳能集热器为一个时，平板太阳能集热器分别与加热水箱1和循环液箱6连接；平板太阳能集热器为两个时，两个平板太阳能集热器分别与加热水箱1与循环液箱6连接。

本实用新型在使用时，可以充分利用太阳能的热量来加热冷水和循环液，大大提高了热水器产生热水的效率。

实施例5：

与实施例4的不同之处在于：加热器7采用蒸发器，循环液用蒸汽代替。

本实用新型在使用时，可以通过平板太阳能集热器对蒸汽进行加热，让冷、热蒸汽在管道内循环，可以降低加热器7的能量消耗，节约了能源。

实施例6：

与实施例1、2、3、4、5的不同之处在于：所述循环液箱1外部设有太阳能加热装置10。

本实用新型中，热循环液输入管4、冷循环液输出管5和循环液箱6分别为两个，两个循环液箱6分别对称固定在加热水箱1的两侧，太阳能加热装置10安装在两个循环液箱6的外部，形成两套冷热交换系统。

本实用新型在使用时，可以增加交换量，缩短热水形成的时间。 

显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本实用新型基本技术思想的多种形式，例如将循环液箱6套装在加热水箱1上；这些形式上的变换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热冷交换式太阳能热水器，包括加热水箱（1）和加热器（7）所述加热水箱（1）设有冷水输入管（2）和热水输出管（3），所述冷水输入管（2）和热水输出管（3）均与加热水箱（1）内部连通，其特征在于：还包括热循环液输入管（4）、冷循环液输出管（5）和循环液箱（6），所述冷循环液输出管（5）与循环液箱（6）内部连通，所述热循环液输入管（4）穿过加热水箱（1）内部与循环液箱（6）内部连通，所述冷循环液输出管（5）通过加热器（7）与热循环液输入管（4）连通，所述加热水箱（1）外部或循环液箱（6）外部设有太阳能加热装置（10）。

2.根据权利要求l所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述冷水输入管（2）设有伸入段Ⅰ（21），热水输出管（3）设有伸入段Ⅱ（31），所述伸入段Ⅱ（31）的位置高于伸入段Ⅰ（21）的位置。

3.根据权利要求2所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述伸入段Ⅰ（21）的出水口位于加热水箱（1）内底部的中央处，所述伸入段Ⅱ（31）的入水口位于加热水箱（1）内顶部的中央处。

4.根据权利要求l-3所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述热循环液输入管（4）包括插入加热水箱（1）内部的插入段（41）和从加热水箱（1）内部插入循环液箱（6）内部的换热段（42），所述换热段（42）设置在伸入段Ⅰ（21）和伸入段Ⅱ（31）之间。

5.根据权利要求1所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述加热器（7）的一端与冷循环液输出管（5）的输出端连通，另一端与热循环液输入管（4）的输入端连通。

6.根据权利要求1所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述冷循环液输出管（5）上设有单向阀（8）。

7.根据权利要求6所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述冷循环液输出管（5）和热循环液输入管（4）上均设有泄压阀（9）。

8.根据权利要求l所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述循环液箱（6）至少固定在加热水箱（1）的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述加热水箱（1）外部和循环液箱（6）外部均设有太阳能加热装置（10）。

10.根据权利要求1或9所述的一种热冷交换式太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能加热装置（10）为平板太阳能集热器。

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