CN204739792U - 一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置,用于低温下太阳能热管的保温,其结构包括水箱、集热管、支架、蓄热保温板和漫反射保温板,蓄热保温板由光敏元件控制,在光照充足时的打开,光照不足时闭合,并且蓄热保温板闭合后,在温度较低时,蓄热保温板的蓄热层将白天吸收存储的热量释放出来,用于维持密闭空间内温度处于一个恒定值;漫反射保温板上层为漫反射层,下层为保温层,在吸热时过程中,漫反射层将穿过集热管间隙的太阳光反射到集热管背光面,本实用新型提高了太阳能的利用率,节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置,尤其是低温下太阳能热管的保温装置,属太阳能技术领域。
背景技术
太阳能热水器作为一种常见的家用设备,使用范围广泛,其安装在高处受光好的环境中,通过太阳光照射集热管,对集热管中的水进行加热,再通过热对流将热量扩散到储水箱中,供人们取用。目前的太阳能热水器以真空管式为主,其构成主要由集热管,储水箱,支架及连接管道等组成,这类普通太阳能热水器往往有诸多问题需要解决,如低温下管内可能会结冰、表面热损大、对太阳能利用率不高等。在严寒的北方地区,为避免结冰出现爆管现象,人们经常将管内的水排出并停用热水器,造成了水资源的浪费和热水器的利用率低;在夜间温度低时,集热管散热;在白天集热管吸热时,集热管的背部不受光照,采光率低,并且光照转换效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端,提供一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其结构简单,能高效利用太阳光能。
本实用新型所述技术问题是通过下述技术方案解决的:
一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置,包括水箱、集热管和支架,在集热管的表面覆盖蓄热保温板,所述蓄热保温板内层为蓄热层,外层为保温层;所述蓄热保温板为密闭结构,表面设有透光板。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,所述蓄热保温板分为左右两部分,每一部分的外侧设置转动轴,在转动轴的轴端连接驱动电机。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,所述蓄热层由以下重量百分比的原料制得:二氧化硅37~42%、氧化铝3.8~7.8%、氧化钙0.5~1.1%、氧化镁0.5~1.1%、氧化钾0.5 ~1.1%、氧化钠1.7~2.3%、氧化铁0.3~0.9%、氧化铜2.8~3.0%、水39.3~52.5%。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,所述集热管下部设置漫反射保温板,所述漫反射保温板上层为漫反射层,下层为保温层。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,所述左蓄热保温板右端设置L形槽,右蓄热保温板左端设置突出的平板,所述平板可嵌于L形槽内。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,所述支架的两端分别延伸出一个立柱,立柱可上下伸缩。
上述具有保温防冻效果的太阳能热水装置,在水箱顶部设有排气溢流孔。
本实用新型具有以下优点:
本实用新型设置两扇蓄热保温板,由光敏元件控制,在光照充足时,蓄热保温板打开,此时集热管与蓄热层吸收热量;在光照不足时,蓄热保温板闭合,此时蓄热层释放热量以对太阳能进行保温,减小热损失。在集热管下部设置漫反射保温板,漫反射保温板上层为漫反射层,下层为保温层,在吸热时过程中,漫反射层将穿过集热管间隙的太阳光反射到集热管背光面,增加了集热管工作面的面积,提高了集热管对太阳能的利用率。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图,
图2为本实用新型蓄热保温板闭合状态结构示意图,
图3为本实用新型漫反射保温板结构示意图,
图4为本实用新型驱动电机的控制电路图。
图中各标号分别表示:1、水箱,2、集热管,3、排气溢流孔,4、支架,5、进出水口,6、蓄热保温板,6-1、保温层,6-2、蓄热层,6-A、左蓄热保温板,6-B、右蓄热保温板,7、立柱,T、光敏传感器,9、漫反射保温板,9-1、漫反射层,9-2、保温层,10、转动轴,M、驱动电机,J1、打开继电器,J2、关闭继电器,K1、打开限位开关,K2、关闭限位开关,U1、比较器。
具体实施方式
参阅附图1,本实用新型包括水箱1、集热管2和支架4,所述水箱1下部设置集热管2,在集热管2的表面覆盖蓄热保温板6,所述蓄热保温板6内层为蓄热层6-2,外层为保温层6-1;所述蓄热保温板6为密闭结构,表面设有透光板。
参阅附图2、3,所述蓄热保温板6内层为蓄热层6-2,外层为保温层6-1;所述漫反射保温板9上层为漫反射层9-1,下层为保温层9-2。
所述蓄热层(6-2)由以下重量百分比的原料制得:二氧化硅37~42%、氧化铝3.8~7.8%、氧化钙0.5~1.1%、氧化镁0.5~1.1%、氧化钾0.5~1.1%、氧化钠1.7~2.3%、氧化铁0.3~0.9%、氧化铜2.8 ~3.0%、水39.3~52.5%,按照一定的重量百分比称取原料中的二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、氧化铁和氧化铜,将上述原料置于容器内,向容器内加入一定重量百分比的水,均匀搅拌,直至混合均匀即可。
所述支架4的两端分别延伸出一个立柱7,立柱7可上下伸缩,用于调整高度,以使蓄热保温板6可打开一定的角度。
水箱1顶部设置光敏传感器T,所述光敏传感器T输出信号给电控电路,所述电线连接驱动电机M,所述驱动电机M的驱动端连接蓄热保温板6,所述蓄热保温板6由转动轴10连接在支架4上,所述集热管2下部设置漫反射保温板9。
在白天光照较强时,集热管2散热损失小于吸收热量,太阳能集热管2开始工作,光敏传感器T接收到此信号后,将信号通过电线传递给驱动电机M,驱动电机M的驱动端带动转动轴10旋转,右蓄热保温板6-B先打开,再打开左蓄热保温板6-A,此时集热管2开始收集热量,同时,蓄热保温板6的蓄热层6-1开始吸收、存储热量。
打开的蓄热保温板6支撑到立柱7上,使蓄热保温板6与地面成一定角度α,α为10~45°,立柱7用于对蓄热保温板6打开状态进行位置固定,并且防止风吹时蓄热保温板6的晃动。
固定在集热管2下部的漫反射保温板9将穿过集热管间隙的太阳光反射到集热管2背光面,增加了集热管2工作面的面积,提高了集热管2对太阳能的利用率,同时,使集热管2的受热更加均匀,较少了热管的热应力。
当傍晚光照较弱时,集热管2的散热损失大于吸收热量,太阳能集热管2停止工作,光敏传感器T接收到此信号后,将信号通过电线传递给驱动电机M,驱动电机M带动转动轴10旋转,左蓄热保温板6-A先闭合,再闭合右蓄热保温板6-B,此时右蓄热保温板6-B左端突出的平板嵌入左蓄热保温板6-A右端设置L形槽内,形成一个封闭的空间,集热管2停止工作。
停止工作的集热管2处于一个密闭空间内,同时蓄热保温板的保温层6-1、漫反射保温板的保温层9-2阻止了集热管2内工质向外界的散热损失。
随着外界环境温度的降低,密封空间的温度也逐渐降低,当密闭空间内的温度低于某一数值时,蓄热保温板6的蓄热层6-2将白天吸收存储的热量释放出来,用于维持密闭空间内温度处于一个恒定值,减少了集热管2的散热损失,同时为集热管2提供了一个适宜的温度环境。
本实用新型的驱动电机M由一个电控电路控制,所述电控电路由单片机CPU、光敏传感器、比较器U1、打开继电器J1、关闭继电器J2、打开限位开关K1和关闭限位开关K2组成。其中,所述光敏传感器T采用光电管,当有光照时,即有信号输出,电阻R1为限流电阻;所述比较器采用运放器,将运放器连接成比较器电路,第二电阻R2和第三电阻R3的串接点电位向比较器提供基准电压,调节在何种强度光线下开启蓄热保温板。比较器的输出信号连接于单片机CPU的P1.0端口。单片机CPU的P1.5和P1.7端口分别控制(或经一个放大电路将信号放大后输出)打开继电器J1和关闭继电器J2的控制线圈,其一组转换触点分别连接驱动电机M和电源,从而控制驱动电机的正反转。
打开限位开关K1和关闭限位开关K2分别串接在打开继电器J1和关闭继电器J2的控制回路中,当蓄热保温板6打开至极限位置时,使打开限位开关K1的常闭触点断开,从而断开打开继电器J1的控制信号,使驱动电机停止转动;反之,当蓄热保温板6关闭至极限位置时,使关闭限位开关K1的常闭触点断开,从而断开关闭继电器J2的控制信号,使驱动电机停止转动。
打开限位开关K1安装在立柱7上,当蓄热保温板6完全打开时,蓄热保温板6的下面板与打开限位开关K1触压、并使打开限位开关K1的常闭触点断开;关闭限位开关K2安装在水箱1上靠近集热管2的位置,当蓄热保温板6完全关闭时,蓄热保温板6的下面板与关闭限位开关K2触压、并使关闭限位开关K2的常闭触点断开。
本实用新型的单片机CPU采用AT89C2051,运放器可采用任何一种型号。
Claims (6)
1.一种具有保温防冻效果的太阳能热水装置,包括水箱(1)、集热管(2)和支架(4),其特征在于,在集热管(2)的表面覆盖蓄热保温板(6),所述蓄热保温板(6)内层为蓄热层(6-2),外层为保温层(6-1);所述蓄热保温板(6)为密闭结构,表面设有透光板。
2.根据权利要求1所述的具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其特征在于,所述蓄热保温板(6)分为左右两部分,每一部分的外侧设置转动轴(10),在转动轴(10)的轴端连接驱动电机(M)。
3.根据权利要求2所述的具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其特征在于,所述集热管(2)下部设置漫反射保温板(9),所述漫反射保温板(9)上层为漫反射层(9-1),下层为保温层(9-2)。
4.根据权利要求3所述的具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其特征在于,所述左蓄热保温板(6-A)右端设置L形槽,右蓄热保温板(6-B)左端设置突出的平板,所述平板可嵌于L形槽内。
5.根据权利要求4所述的具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其特征在于,所述支架(4)的两端分别延伸出一个立柱(7),立柱(7)可上下伸缩。
6.根据权利要求5所述的具有保温防冻效果的太阳能热水装置,其特征在于,在水箱(1)顶部设有排气溢流孔(3)。
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