CN204100598U - 一种新型的高效全天候太阳能热水装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型的高效全天候太阳能热水装置，具体涉及太阳能热利用装置技术领域，自来水供水端A分别与电磁阀一(6)、电磁阀二(7)连接，电磁阀一(6)分别与集热器(1)、集热器循环泵(8)连接，集热器(1)通过输水管与保温水箱(2)上端连接且输水管上安装有温度探头一(T1)和排气阀(9)，集热器循环泵(8)的另一端与保温水箱(2)底部连接，保温水箱(2)的底部通过热泵循环泵(10)配合与加热泵(3)连接构成加热回路，它结构简单，最大化的利用的太阳热能，能够使用与各种天气情况，节约了资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热利用装置技术领域，具体涉及一种新型的高效全天候太阳能热水装置。
背景技术
利用太阳能转化为热能即太阳能热利用是实现能源替代，减少排放以及改善城乡居民生活条件的重要保障，在雾霾天气不断严峻的形势下，清洁能源太阳能的利用受到国家和人们的高度重视，其中应用最广泛的为太阳能热水利用。
太阳能要满足用户全天候用热水，必须配有辅助加热系统，传统的太阳能热水系统，是由太阳能集热器、保温水箱、电（燃油炉）辅助加热系统、供热水管道四部分组成，而且用浮球阀控制水位，水位是一直保持满箱的状态，早上是满箱的冷水。
晴天，太阳能把集热器内的冷水加热，热水密度小，会浮起来，水箱的冷水密度大，会沉下去，形成自然循环，整箱的冷水被慢慢的循环加热，水温逐渐升高，水温从20℃、25℃、30℃、35℃、40℃慢慢上升，一般情况下，在早上、上午，水还不够热，没有热水用，要在下午以后才有热水用，这是一个缺点，这不适合早上、上午要用热水的客户。
晚上用热水时，冷水同时会自动进入水箱底部，也就是说一边用热水一边进冷水，冷热水在同一个水箱内，冷热水交界面会相互传热混合，导致水温逐渐下降，开始用水时很热，后来越洗越冷，最后会有20%的热水变成温水，不够热，不能用，甚至浪费了热水。若当天晚上剩余半箱热水，则水箱底部就会有半箱的冷水，第二天早上变成一箱的温水，无法使用，若当天热水全部用完，还不够用，则无法再提供热水。
下雨天时，因为没有太阳能，水箱里的水是冷的，到下午3点，电（燃油炉）辅助加热系统会自动启动，把整箱冷水加热至50℃，若当天热水用不完，就会浪费电（油）；若当天热水不够用，就没有热水用了。因为用电（燃油炉）加热满箱冷水，要等待很长时间，大约3个小时，而且加热就是整箱水全部加热，用不完就浪费大量电（油）费。
综合以上分析，传统太阳能热水系统有以下四个主要缺点：
①、因为利用太阳能把整箱水循环加热，升温缓慢，早上、上午水不够热，没有热水用；
②、用浮球阀控制水位，用热水时，水箱一边出热水，一边进冷水，冷热水相混合，水温越洗越冷；
③、热水不够用时，无法再提供热水；
④、下雨天，用电把整箱水加热，用不完时就浪费电（油）
传统的太阳能热水系统真正用太阳能产的热水很少，造成极大的浪费。
发明内容
本实用新型的目的是提供涉及太阳能热利用装置技术领域，它结构简单，最大化的利用的太阳热能，能够适用于各种天气情况，节约了资源。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含集热器1、保温水箱2、加热泵3、智能控制系统4、洗浴装置5，自来水供水端A分别与电磁阀一6、电磁阀二7连接，电磁阀二7另一端连接在热泵循环泵10与加热泵3之间，电磁阀一6分别与集热器1、集热器循环泵8连接，集热器1通过输水管与保温水箱2上端连接且输水管上安装有温度探头一T1和排气阀9，集热器循环泵8的另一端与保温水箱2底部连接，保温水箱2的底部通过热泵循环泵10配合与加热泵3连接构成加热回路，保温水箱2通过供热水变频泵11与洗浴装置5连接，洗浴装置5另一端通过温度探头三T3和电磁阀三12配合连接在保温水箱2上端形成回水结构，保温水箱2内部设置有温度探头二T2和液位探头L。
所述的智能控制系统4分别与电磁阀一6、电磁阀二7、集热器循环泵8、热泵循环泵10、供热水变频泵11、温度探头一T1、温度探头二T2、液位探头L、温度探头三T3和电磁阀三12连接。
本实用新型工作原理：晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，首先设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱内热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。同样，在中午12：30～1：30，系统自动检测保温水箱70%的水位，在下午3：30～6：30，系统自动检测保温水箱100%的水位。系统在3个设定的时间段（可按需要设定多个时间段）会自动探测保温水箱的水位，如果水位不够，才启动热泵加热（表明此时太阳光照不足或是阴雨天），反之就一直用太阳能加热（晴天），而不会启动热泵，这样我们便能最大限度地优先使用太阳能。管道设有回水装置，当管道温度低于30℃时，智能控制系统发出指令打开电磁阀3，在供热水变频泵的作用下将热水充满管道，等管道温度T3达到50℃时，控制系统发出指令电磁阀3关闭，保证用户即开就有热水。
晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，按照设计热水是够用的，晚上就不再启动热泵加热了，当水位降至最低水位时，热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，这种控制方法最省电费。
本实用新型具有以下有益效果：1、系统自动检测保温水箱水位，如果水位不够才启动热泵加热，即表明此时太阳光照不足或是阴雨天，反之就一直用太阳能，不会用热泵，可达到最大限度的优先使用太阳能。
2、自来水不会直接进入水箱，而是进入集热器，将集热器中的热水顶到保温水箱中，水箱中的水是恒温的，避免了传统太阳能自来水直接进水箱产生冷热水混水的缺点和需要将整箱水加热，升温缓慢不能满足早上、上午用不上热水的缺点；
3、若用水量大，水位降至最低水位时或早上太阳没出来时。热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，避免了传统太阳能水不够用时无法在提供热水的缺点和晚上和阴雨天把整箱水加热浪费电资源的缺点。
附图说明：
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式：
参看图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含集热器1、保温水箱2、加热泵3、智能控制系统4、洗浴装置5，自来水供水端A分别与电磁阀一6、电磁阀二7连接，电磁阀二7另一端连接在热泵循环泵10与加热泵3之间，电磁阀一6分别与集热器1、集热器循环泵8连接，集热器1通过输水管与保温水箱2上端连接且输水管上安装有温度探头一T1和排气阀9，集热器循环泵8的另一端与保温水箱2底部连接，保温水箱2的底部通过热泵循环泵10配合与加热泵3连接构成加热回路，保温水箱2通过供热水变频泵11与洗浴装置5连接，洗浴装置5另一端通过温度探头三T3和电磁阀三12配合连接在保温水箱2上端形成回水结构，保温水箱2内部设置有温度探头二T2和液位探头L。
所述的智能控制系统4分别与电磁阀一6、电磁阀二7、集热器循环泵8、热泵循环泵10、供热水变频泵11、温度探头一T1、温度探头二T2、液位探头L、温度探头三T3和电磁阀三12连接。
本具体实施方式工作原理：晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55℃时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55℃，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55℃时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55℃的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70℃，当水温达到70℃时，就停止循环加热，限制水温不要超过70℃，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80℃）。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，设定3个时间段检测保温水箱的水位。在上午10：30～11：30，如果保温水箱内热水水位还不到40%的位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50℃的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。同样，在中午12：30～1：30，系统自动检测保温水箱70%的水位，在下午3：30～6：30，系统自动检测保温水箱100%的水位。系统在3个设定的时间段（可按需要设定多个时间段）会自动探测保温水箱的水位，如果水位不够，才启动热泵加热（表明此时太阳光照不足或是阴雨天），反之就一直用太阳能加热（晴天），而不会启动热泵，这样我们便能最大限度地优先使用太阳能。管道设有回水装置，当管道温度低于30℃时，智能控制系统发出指令打开电磁阀三，在供热水变频泵的作用下将热水充满管道，等管道温度T3达到50℃时，控制系统发出指令电磁阀三关闭，保证用户即开就有热水。
晚上用热水时，热水水位逐渐下降，冷水不会进入水箱，水温是恒温的，按照设计热水是够用的，晚上就不再启动热泵加热了，当水位降至最低水位时，热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，这种控制方法最省电费。
本具体实施方式具有以下有益效果：1、系统自动检测保温水箱水位，如果水位不够才启动热泵加热，即表明此时太阳光照不足或是阴雨天，反之就一直用太阳能，不会用热泵，可达到最大限度的优先使用太阳能。
2、自来水不会直接进入水箱，而是进入集热器，将集热器中的热水顶到保温水箱中，水箱中的水是恒温的，避免了传统太阳能自来水直接进水箱产生冷热水混水的缺点和需要将整箱水加热，升温缓慢不能满足早上、上午用不上热水的缺点；
3、若用水量大，水位降至最低水位时或早上太阳没出来时。热泵系统自动启动，往保温水箱补充少量热水，保证一直有热水用，要用多少就加热多少，水位会一直维持在最低水位状态，避免了传统太阳能水不够用时无法在提供热水的缺点和晚上和阴雨天把整箱水加热浪费电资源的缺点。
Claims (2)
1.一种新型的高效全天候太阳能热水装置，其特征在于它包含集热器(1)、保温水箱(2)、加热泵(3)、智能控制系统(4)、洗浴装置(5)，自来水供水端A分别与电磁阀一(6)、电磁阀二(7)连接，电磁阀二(7)另一端连接在热泵循环泵(10)与加热泵(3)之间，电磁阀一(6)分别与集热器(1)、集热器循环泵(8)连接，集热器(1)通过输水管与保温水箱(2)上端连接且输水管上安装有温度探头一(T1)和排气阀(9)，集热器循环泵(8)的另一端与保温水箱(2)底部连接，保温水箱(2)的底部通过热泵循环泵(10)配合与加热泵(3)连接构成加热回路，保温水箱(2)通过供热水变频泵(11)与洗浴装置(5)连接，洗浴装置(5)另一端通过温度探头三(T3)和电磁阀三(12)配合连接在保温水箱(2)上端形成回水结构，保温水箱(2)内部设置有温度探头二(T2)和液位探头(L)。
2.根据权利要求1所述的一种新型的高效全天候太阳能热水装置，其特征在于所述的智能控制系统(4)分别与电磁阀一(6)、电磁阀二(7)、集热器循环泵(8)、热泵循环泵(10)、供热水变频泵(11)、温度探头一(T1)、温度探头二(T2)、液位探头(L)、温度探头三(T3)和电磁阀三(12)连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106969512A (zh) * | 2017-05-19 | 2017-07-21 | 广西振升新能源投资有限公司 | 学生公寓智能ic卡太阳能热水系统 |
| CN115406124A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 太阳能联合热泵系统及其控制方法 |
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