CN205316695U - 光电两用平板热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光电两用平板热水器,包括平板太阳能集热器、热水箱、补水箱、热水循环管、冷水循环管和恒温调节阀，其特征在于：所述的热水箱内安装有螺旋形的光瓷发热装置，自来水通过管道与补水箱相连，并与热水箱的冷水入口和冷水循环管相接，冷水循环管末端与平板太阳能集热器相连，平板太阳能集热器上方接入热水循环管，热水循环管末端经过恒温调节阀与热水箱的热水入口相连。所述的这种光电两用热水器能够自动切换太阳能加热及电加热模式供应热水，电加热器采用光瓷材料制成，能够有效防止生成水垢。

Description

光电两用平板热水器

技术领域

本实用新型涉及热交换设备类加热器，尤其涉及一种采用太阳能和电能加热的平板热水器。

背景技术

热水器属于人们日常生活中常用的家电之一，而普通的太阳能热水器的受天气，环境的影响，供应热水表现不稳定。因此，通常制造厂商会选择电加热的方式弥补太阳能热水器在阴雨天加热效率低的缺陷，目前电加热的方式主要有以下几种：1.表面镀膜式；2.电阻丝加热式；3.金属电热管式；4.PTC陶瓷电热片式；5.电磁加热式。制造厂商普遍选择金属电热管加热，因其结构简单，加热效率高而倍受青睐，下面列举检索到的相关文献：

1、中国专利：光电热水器，申请日：2012.01.05，申请号：201220001878.3，申请人：芜湖苏立实业有限公司，地址：安徽省芜湖市鸠江经济开发区永镇路16号241000，设计人：孔炜，摘要：本实用新型涉及热水器领域，具体涉及一种光电热水器。光电热水器，其特征在于，包括光伏太阳能发电板和热水箱，所述热水箱内设有多组电加热管，所述电加热管通过导线与光伏太阳能发电板连接。本实用新型光电热水器，将光伏太阳能发电板通过日照形成的直流电压加于电加热管形成回路，该电加热管的功率可根据热水箱的大小进行设计，电加热管对热水箱中的水进行加热，从而实现热水洗涤或洗澡的作用，因为是采用了光能转变成电能，再由电能转变成热能，从而不需要直接消耗电能。另外，热水箱可直接放在（或靠近）热水使用处，直接能够放出热水，从而就不需要像传统太阳能热水器那样将水管从屋顶引到室内，大量浪费管内的水。

2、中国专利：一种光电一体热水器，申请日：2013.04.11，申请号：201310126193.0，申请人：张振，地址：江苏省徐州市铜山区徐庄镇张庄村2队64号221000，设计人：张振，摘要：本发明公开了一种光电一体热水器，箱体（1）内还设有水箱夹层（3）、真空阀（8）、主金属管（14）、电磁加热装置（16）及固定槽（18）；水箱夹层（3）内充满恒温相变材料，设在密闭带承压水箱（2）外层；高传导金属管（9）为密封管体，内部为真空且装有少量低沸点超导液，上端插入密闭带承压水箱（2）内，底端与主金属管（14）相通；主金属管（14）开口端设置真空阀（8），两端固定在固定槽（18）内，主金属管（14）还紧贴主金属管夹层（7），内装有导热油，主金属管夹层（7）外紧贴电磁加热装置（16）；本装置能够提高光能利用率，降低热量损失，可以实现二次放热及零排放，满足人们在不同季节对热水的需求。

由上述文件可以看出，目前市面上的光电一体热水器普遍选择金属电热管加热，但是金属电热管加热的方式存在一个明显的弊病，由于自来水水质较差，长期使用后，在金属电热管表层会附着一层析出的钙镁盐类物质，也就是水垢。积压的水垢对热水器的危害如下：

1、降低热效率。由于水垢比金属的导热系数小几百倍。因此，即使在受热面上形成不太厚的水垢，也会因为热阻大，使其导热效率降低，造成热损失。受热面上结有水垢，会使金属管壁局部过热，当壁温超过其工作允许极限温度时，就会使其局部鼓包，这种现象多发生在电加热管上，也是致使电加热管损坏的主要原因之一。

2、降低循环量。太阳能真空管内结垢后，流通截面积减少，增加了水循环的速度和流动阻力致使升温效果明显下降。

3、降低使用寿命。水垢附在太阳能真空管内，很难清除。为了除垢需要经常清洗，因而增加检修次数，费时费料费财。而且可能由于除垢方法不当而降低使用寿命。

4、腐蚀金属内壁。水垢是一种复杂的盐类，其中含有卤素离子，在高温下对铁有腐蚀作用。通过对铁质水垢的分析，可知它含铁量达20%～30%左右。水垢的侵蚀会使金属内壁变脆并不断向深处腐蚀。

5、使传感器失效。水垢的导热系数低，一旦结垢，传感器内部的感温元件不能及时感应到外部水温的变化，使得显示的温度比实际水温要低。

为此，本发明人设计一种光电两用平板热水器，除了能利用太阳能和电能互补加热之外，还能有效解决一般电加热热水器的弊病，有效提高设备使用寿命和效率。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种光电一体化的热水器,利用电加热的方式,在太阳能供热不足时,代替太阳能供热,更充分地利用可再生能源。

所述光电两用平板热水器包括，平板太阳能集热器、热水箱、补水箱、热水循环管、冷水循环管和恒温调节阀，其特征在于：所述的热水箱内安装有螺旋形的光瓷发热装置，光能加热池与平板太阳能集热器连接，自来水通过管道与补水箱相连，并通过三通管与热水箱的冷水入口和冷水循环管相接，冷水循环管末端与平板太阳能集热器相连，平板太阳能集热器上方接入热水循环管，热水循环管末端经过恒温调节阀与热水箱的热水入口相连。

所述的光瓷发热装置呈螺旋形。

所述的热水箱的热水入口安装有温度传感器，温度传感器与PLC控制器输入口相连，PLC控制器的输出控制恒温调节阀及光瓷发热装置。

所述的光电两用平板热水器的工作原理如下：当热水箱的热水入口处的温度传感器检测到水温未达到设定温度值时，PLC控制器控制光瓷发热装置启动，并开始加热热水箱中的水，并通过恒温调节阀对流量进行控制；当温度传感器检测热水箱的热水入口出室温达到设定温度值时，则停止光瓷发热装置，转由平板太阳能集热器进行加热。

所述的光瓷是一种新型陶瓷，由于科学技术的发展，自20世纪60年代以来，陶瓷的生产技术取得了重大突破，科学家们利用高纯度的天然无机物及人工合成的无机化合物，采用多种技术先进的制造工艺，研制出许多种具有硬度高、密度低、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等超常性能的新型陶瓷，用光瓷代替金属作为发热导热材料，可以有效解决热水器因水垢而引起的各种问题和事故。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型利用光瓷材料制作发热装置，光瓷材料本身克服了陶瓷脆而易碎的缺陷，发挥其本身优秀的导热不导电的能力，并且光瓷材料周边不会形成水垢，有效地降低水垢对热水器的各项危害，减少维护成本，增加使用寿命。

2、本实用新型采用PLC控制器为核心建立以平板太阳能集热器、光瓷发热装置、温度传感器和恒温调节阀组成的自动控制系统，有效提高光能的利用率和优化热水器的工作条件，实现全天候供应热水。

本实用新型的光瓷发热装置采用螺旋形设计，增加水的受热面积，同时使热水箱整体加热均匀。

附图说明

图1为本光电两用平板热水器总体结构图，附图标记说明：1-热水箱；2-补水箱；3-太阳能集热器；4-冷水循环管；5-热水循环管；6-恒温调节阀。

图2为热水箱结构图，附图标记说明：7-PLC控制器；8-光瓷发热装置；9-温度传感器。

具体实施方式

这种光电两用平板热水器,包括，平板太阳能集热器3、热水箱1、补水箱2、热水循环管5、冷水循环管4、温度传感器9、恒温调节阀6和PLC控制器7，所述的热水箱1内安装有螺旋形的光瓷发热装置8，自来水通过管道与补水箱2相连，并与热水箱1的冷水入口和冷水循环管4相接，冷水循环管4末端与平板太阳能集热器3相连，平板太阳能集热器3上方接入热水循环管5，热水循环管5末端经过恒温调节阀6与热水箱1的热水入口相连。

当热水箱1的热水入口处的温度传感器9检测到水温未达到设定温度值55℃时，PLC控制器控制光瓷发热装置8启动，并开始加热热水箱1中的水，并通过恒温调节阀6对流量进行控制；当温度传感器9检测热水箱1的热水入口出室温达到设定温度值时，则停止光瓷发热装置8，转由平板太阳能集热器3进行加热。

Claims (3)

1.一种光电两用平板热水器,包括平板太阳能集热器(3)、热水箱(1)、补水箱(2)、热水循环管(5)、冷水循环管(4)和恒温调节阀(6)，其特征在于：所述的热水箱(1)内安装有螺旋形的光瓷发热装置(8)，自来水通过管道与补水箱(2)相连，并与热水箱(1)的冷水入口和冷水循环管(4)相接，冷水循环管(4)末端与平板太阳能集热器(3)相连，平板太阳能集热器(3)上方接入热水循环管(5)，热水循环管(5)末端经过恒温调节阀(6)与热水箱的热水入口相连。

2.根据权利要求1所述的光电两用平板热水器，其特征在于：所述的光瓷发热装置(8)呈螺旋形。

3.根据权利要求1所述的光电两用平板热水器，其特征在于：所述的热水箱(1)的热水入口安装有温度传感器（9），温度传感器（9）与PLC控制器（7）输入口相连，PLC控制器（7）的输出控制恒温调节阀（6）及光瓷发热装置（8）。