CN205026956U - 一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，该热水器设有一进水口(1)和一出水口(8)，所述进水口(1)和出水口(8)通过管路连接，其特征在于，所述管路中设有水泵(2)、加热装置(3)、温度传感器、流量传感器(4)和流量控制阀(5)，所述的水泵(2)、加热装置(3)、温度传感器、流量传感器(4)和流量控制阀(5)分别与控制器(7)连接，水流从进水口(1)依次经过水泵(2)、加热装置(3)和相变蓄热材料后，经流量控制阀(5)流回水泵进行循环，或经流量控制阀(5)从出水口(8)流出。与现有技术相比，本实用新型具有自动控温功能，以及安全性高、加热速度快、结构紧凑的优点。

Description

一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器，尤其是涉及一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器。

背景技术

相变材料(PCM-PhaseChangeMaterial)是指随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。这种材料一旦在人类生活被广泛应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体。

传统的太阳能热水器都带有水箱，占用空间大，且水箱的水反复加热，不利于健康而相变热水器采用相变材料蓄热，阳光照射时，能量储存在相变材料中，用水时，冷水经过相变材料，即时取热，随取随用，且相变材料可设置在离用水点旁，省去了中间管道的水量浪费。

然而普通相变热水器也存在阴雨天或太阳辐照不足时不能为用户提供充足的热水的缺点，不能像普通太阳能热水器一样，通过在水箱中加设加热装置来实现加热；而且出水口的温度无法控制，温度太高的水容易烫伤使用者，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动对相变材料进行加热、对出水口温度进行控制的自动控温的相变蓄热太阳能热水器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，该热水器设有一进水口和一出水口，所述进水口和出水口通过管路连接，其特征在于，所述管路中设有水泵、加热装置、温度传感器、流量传感器和流量控制阀，所述的水泵、加热装置、温度传感器、流量传感器和流量控制阀分别与控制器连接，水流从进水口依次经过水泵、加热装置和相变蓄热材料后，经流量控制阀流回水泵进行循环，或经流量控制阀从出水口流出。

所述的温度传感器包括分别与控制器连接的第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述的第一温度传感器与相变蓄热材料连接，所述的第二温度传感器设置在出水口处，所述的第三温度传感器与加热装置连接。

所述的流量传感器设置在进水口处。

所述的管路中设有TP阀，所述的TP阀设置在相变蓄热材料与流量控制阀之间。

所述的加热装置为电加热器。

所述的水泵、加热装置、温度传感器、流量传感器和流量控制阀设置在一箱体中。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)控制器分别与加热装置、温度传感器、流量传感器和流量控制阀连接，从而根据相变蓄热材料的温度，自动开启和关闭加热装置，及时弥补阴雨天或晚间太阳辐照不足时的能量短缺。

(2)加热装置和出水口也设有温度传感器，从而跟踪加热器实时温度，防止加热装置非正常工作，同时检测出水口温度，通过流量控制阀对水流量、流速进行控制，使水温保持在合适范围内。

(3)相变蓄热材料与流量控制阀之间设有TP阀，防止管道因水垢堵塞造成温度、压力升高导致管道爆裂，提高安全性。

(4)加热装置为电加热器，加热速度快。

(5)水泵、加热装置、温度传感器、流量传感器和流量控制阀设置在一箱体中，结构紧凑，占用空间小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记：1为进水口；2为水泵；31为第一温度传感器；32为第二温度传感器；33为第三温度传感器；4为流量传感器；5为流量控制阀；6为TP阀；7为控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，包括相变蓄热太阳能热水器和控制器7，相变蓄热太阳能热水器设有一进水口1和一出水口8，进水口1和出水口8通过管路连接，管路中设有水泵2、加热装置3、温度传感器、流量传感器4和流量控制阀5，水泵2、加热装置3、温度传感器、流量传感器4和流量控制阀5分别与控制器7连接，水流从进水口1依次经过水泵2、加热装置3和相变蓄热材料后，经流量控制阀5流回水泵进行循环，或经流量控制阀5从出水口8流出。

其中，温度传感器包括分别与控制器7连接的第一温度传感器31、第二温度传感器32和第三温度传感器33，第一温度传感器31与相变蓄热材料连接，第二温度传感器32设置在出水口8处，第三温度传感器33与加热装置3连接。

流量传感器4设置在进水口1处。

流量控制阀5是三通阀，不仅可以受控制器7的控制而进行水流通道选择，控制流量，在管道内水流流速超过设定值时即时关闭，防止事故的发生或扩大，还可以限制温度，防止出水温度过高，造成烫伤，有保护功能。

管路中设有TP阀6，所述的TP阀6设置在相变蓄热材料与流量控制阀5之间。TP阀即温度压力安全阀，集超压保护与超温保护于一体，作用是防止管道因水垢堵塞造成温度、压力升高导致管道爆裂。

水泵2、加热装置3、温度传感器、流量传感器4和流量控制阀5设置在一箱体中，占用空间小。

当太阳辐照不足时，随着用户使用热水，相变蓄热材料中储存的热量会渐渐降低。当相变蓄热材料温度降至设定值，此时第一温度传感器31发送信号至控制器7，控制器7启动水泵2和加热装置3，水从进水口1流入，经过加热装置3被加热，热水继续流向相变蓄热太阳能热水器，与相变蓄热材料进行热交换后，变为冷却水，然后经TP阀6流入流量控制阀5，控制器7控制流量控制阀5引导水流使其流向水泵2，从而形成循环，即水流依次经过水泵2、加热装置3、相变蓄热材料、TP阀6、流量控制阀5回到水泵2，由此热水和相变蓄热太阳能热水器内的相变蓄热材料进行循环热交换，使得热水所携带的能量传至相变蓄热材料而被储存。

当相变蓄热材料的能量储存到一定量以满足使用时，即温度达到一定值，第一温度传感器31发送信号至控制器7，控制器7关闭加热装置3和水泵2，并关闭流量控制阀5流向水泵2的通路。当用户需要使用热水时，水流依次经过水泵2、加热装置3、相变蓄热材料，与相变蓄热材料换热后成为热水，然后流经TP阀6和流量控制阀5，从出水口8流出后通过管路流后即可到达水龙头处以供使用。

为了使升温速度快，加热装置3采用电加热装置。而采用其他加热装置如天然气加热则升温速度较慢。且加热装置3设有第三温度传感器33，从而跟踪加热装置3实时温度，当加热装置3非正常工作时，即温度过高或过低时，第三温度传感器33发送信号至控制器7，控制器7关闭加热装置3。用户可通过手动设定控制器7，对出水口的水温进行手动设定。第二温度传感器32检测出水口温度，通过流量控制阀5对水流量、流速进行控制，从而调节与相变蓄热材料换热的程度，使水温保持在设定范围内。

Claims (6)

1.一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，该热水器设有一进水口(1)和一出水口(8)，所述进水口(1)和出水口(8)通过管路连接，其特征在于，所述管路中设有水泵(2)、加热装置(3)、温度传感器、流量传感器(4)和流量控制阀(5)，所述的水泵(2)、加热装置(3)、温度传感器、流量传感器(4)和流量控制阀(5)分别与控制器(7)连接，水流从进水口(1)依次经过水泵(2)、加热装置(3)和相变蓄热材料后，经流量控制阀(5)流回水泵进行循环，或经流量控制阀(5)从出水口(8)流出。

2.根据权利要求1所述的一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，其特征在于，所述的温度传感器包括分别与控制器(7)连接的第一温度传感器(31)、第二温度传感器(32)和第三温度传感器(33)，所述的第一温度传感器(31)与相变蓄热材料连接，所述的第二温度传感器(32)设置在出水口(8)处，所述的第三温度传感器(33)与加热装置(3)连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，其特征在于，所述的流量传感器(4)设置在进水口(1)处。

4.根据权利要求1所述的一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，其特征在于，所述的管路中设有TP阀(6)，所述的TP阀(6)设置在相变蓄热材料与流量控制阀(5)之间。

5.根据权利要求1所述的一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，其特征在于，所述的加热装置(3)为电加热器。

6.根据权利要求1所述的一种自动控温的相变蓄热太阳能热水器，其特征在于，所述的水泵(2)、加热装置(3)、温度传感器、流量传感器(4)和流量控制阀(5)设置在一箱体中。