CN206281223U - 一种平板太阳能热水器的保温控温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种平板太阳能热水器的保温控温装置，包括太阳能集热板、冷水循环管、热水循环管、保温水箱和热水供水管；还包括有系统控制器、设于冷水循环管管路上的第一电磁阀、设于自来水进水管管路上的第二电磁阀、设于保温水箱内的温度传感器和辅助加热器，所述系统控制器与温度传感器电性连接，并且与第一电磁阀、第二电磁阀和辅助加热器分别电性控制连接；所述保温水箱的内胆外壁上设有潜热保温层。本实用新型的平板太阳能热水器的保温控温装置，实现水箱水管控温保温性能的提升，使太阳能热水系统更加节能和使用上更加方便安全。

Description

一种平板太阳能热水器的保温控温装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能保温控温领域，特别涉及一种平板太阳能热水器的保温控温装置。

背景技术

平板太阳能热水系统是目前常用的热水系统类型之一，可用于家庭、集体宿舍或工业领域。平板太阳能热水系统通过平板集热器产生热量，进行热交换，热水储存于保温水箱与供热水管中。平板集热器是由排管和翼片组成的集热板，板芯上涂有高效吸收涂层，增强热能吸收率，降低热能发射率，以更好地利用太阳辐射的热量，加热排管中的水，将水从常温状态，加热至70℃左右，夏天曝晒时温度可达90℃以上，产生的热水通过管道输送并储存于保温水箱。太阳能保温水箱一般由外壳、聚氨酯发泡层和不锈钢内胆三部分构成，发泡层厚度一般在60mm-80mm之间，起保温作用，保温性能取决于厂家的发泡材料品质、模具水平及安装工艺。从太阳能水箱到浴室混水阀之间的热水供水管，一般也采用传统保温棉进行保温，以尽量减少热水的热损耗，由于保温材料的限制，这段水管的保温性能往往不太理想。

这种传统热水系统存在两方面的问题：第一，不节能，不节水。由于水箱与管道保温性能不佳，造成热水的热量损失较大，一般水箱每天会因热损而降温6～10℃，水温越高，热损越快。此外，水箱至混水阀的热水管道由于保温性能的问题，夜间热损更突出，以至于经常需要排掉一大段冷水才能用到热水。第二，有安全隐患。由于每天日照程度的不同，热水水温波动大，供水水温有时高达90℃以上，接近开水温度，使用不慎时容易对人尤其是婴幼儿造成烫伤，在实际应用中这种事故已多次发生。

因此，需要一项新型的太阳能热水系统保温与温控装置，解决传统太阳能热水系统中水箱和水管的保温问题、水温不稳问题和水温过高而造成烫伤的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供一种平板太阳能热水器的保温控温装置，实现太阳能热水系统中水箱和热水供水管的保温与控温。

为达到上述实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种平板太阳能热水器的保温控温装置，包括太阳能集热板、冷水循环管、热水循环管、保温水箱和热水供水管；所述保温水箱设于上部的热水入口经热水循环管连通太阳能集热板的热水出口；所述保温水箱设于下部的冷水出口经冷水循环管连通太阳能集热板的冷水入口；保温水箱设于下部的热水供水管连通用水端；保温水箱的下部还设有自来水进水管；其特征在于，还包括有系统控制器、设于冷水循环管管路上的第一电磁阀、设于自来水进水管管路上的第二电磁阀、设于保温水箱内的温度传感器和辅助加热器，所述系统控制器与温度传感器电性连接，并且与第一电磁阀、第二电磁阀和辅助加热器分别电性控制连接；所述保温水箱的内胆外壁上设有潜热保温层。

进一步，所述保温水箱的潜热保温层包括有沿内胆高度方向或倾斜方向并排设置的槽沟，所述各槽沟内填充有相变材料，并且各槽沟外层密封。

进一步，所述槽沟是由垂直于内胆外壁的至少两条不锈钢薄片等间隔设置而成，所述不锈钢薄片与内胆高度等长。

进一步，所述潜热保温层外层还覆盖有聚氨酯发泡保温层。

进一步，所述热水供水管外表面由软性金属铝膜包覆有相变材料，并包扎密封。

进一步，所述热水供水管最外层还包覆有发泡保温层。

进一步，所述相变材料为相变温度在65℃至75℃的石蜡。

进一步，所述用水端包括用水花洒或热水式供暖器。

本实用新型的一种平板太阳能热水器的保温控温装置，采用敷设在水箱内胆外壁的石蜡层，和热水供水管外壁的石蜡层，能增强水箱的保温作用，可以替代一定厚度的聚氨酯发泡层，减小传统发泡层的厚度，进而使新型保温水箱的整体外形，小于传统的保温水箱；通过石蜡以潜热的方式蓄热，避免了热水水温的过高，增大了水箱的蓄热容量，减小水温越高热损越大的问题；通过系统控制器检测保温水箱水温，并根据水温阈值自动控制第一电磁阀、第二电磁阀及辅助加热器，实现保温水箱水温的自动控制。

附图说明

图1为本实用新型的平板太阳能热水器的保温控温装置的结构示意图。

附图标记

1-太阳能集热板、2-自来水进水管、3-冷水循环管、4-第一电磁阀、5-系统控制器、6-集热铜管、7-热水循环管、8-保温水箱、9-不锈钢薄片、10-相变蓄热材料、11-发泡保温层、12-热水供水管、13-花洒、14-第二电磁阀、15-槽沟。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例

太阳能集热板1安装于楼顶日晒良好的地方，其板芯由一张或多张组成，板芯与地面形成一定的倾角，板面朝向东南或西南，以获得更好的集热效果。本实用新型实施例的一种平板太阳能热水器的控温保温装置，主要是通过对水箱水管的保温材料及结构进行改进，从而实现水箱水管控温保温性能的提升，使太阳能热水系统更加节能和使用上更加方便安全。

请参阅图1，本实用新型实施例的一种平板太阳能热水器的保温控温装置，包括太阳能集热板1、冷水循环管3、热水循环管7、保温水箱8和热水供水管12；所述保温水箱8设于上部的热水入口经热水循环管7连通太阳能集热板1的热水出口；所述保温水箱8设于下部的冷水出口经冷水循环管3连通太阳能集热板1的冷水入口；保温水箱8设于下部的热水供水管12连通用水端；保温水箱8的下部还设有自来水进水管2；其特征在于，还包括有系统控制器5、设于冷水循环管3管路上的第一电磁阀4、设于自来水进水管2管路上的第二电磁阀14、设于保温水箱8内的温度传感器(未图示)和辅助加热器(未图示)，所述系统控制器5与温度传感器电性连接，并且与第一电磁阀4、第二电磁阀14和辅助加热器分别电性控制连接；所述保温水箱8的内胆外壁上设有潜热保温层11。

太阳能集热板1安装于日照条件较好的地方，太阳能集热板芯1下端的进水口与上端的出水口分别连接冷水循环管3与热水循环管7，冷水在太阳能集热板芯1中的集热铜管6里流动通过时，被加热升温，然后通过热水循环管7输送至保温水箱8。当所述热水循环管7、热水供水管12及保温水箱8里的水温超过所述蓄热材料的相变点时，多余的热量将储存于潜热保温层中；当所述热水循环管7、热水供水管12及保温水箱8里面的水温低于所述潜热保温层11中相变材料的相变点时，潜热保温层11中的热量将反向为水加热，使到水温不至于过高或过低，尤其是用水端的室内用水花洒13出水温度，得到了一定的调节控制，避免水温高达90多摄氏度时而带来的烫伤隐患。用水端还包括有热水式供暖器等。因此，本实用新型能起到了蓄热保温和控温调节作用。当太阳能热水系统的水量不足时，由自来水进水管2进水补充。系统控制器5根据温度传感器的温度信号，控制第一电磁阀4、第二电磁阀14和辅助加热器，从而控制着系统的水量、水循环及加热等的运作。

作为潜热保温层11的具体实施例，所述保温水箱8的潜热保温层11包括有沿内胆高度方向或倾斜方向并排设置的槽沟15，所述各槽沟15内填充有相变材料10，并且各槽沟15外层密封。

作为一个实施例，所述槽沟15是采用如下方式设置：对于传统水箱不锈钢内胆，在其外壁等距均匀地焊接上多条宽度一致，垂直于内胆外壁的不锈钢薄片9，不锈钢薄片9之间则形成了一条条槽沟15。在槽沟15中填充相变温度点为65～70℃的一类石蜡作为相变材料，然后在外层再将其统一密封封装，再覆盖传统聚氨酯发泡保温层。如果需要进一步提高潜热保温层11的热导性能，可缩小不锈钢薄片9之间的间距，增加不锈钢薄片9的数量。

在本实施例中，优选以相距约50mm的距离，焊接上长度等长于内胆高度，宽度为15mm的不锈钢薄片9，不锈钢薄片9之间形成槽沟。

所述热水供水管12外表面由软性金属铝膜包覆有相变材料10，并包扎密封。所述热水供水管12最外层还包覆有发泡保温层。

石蜡相变材料是以潜热的形式蓄热，具有更大的热容量，当汇集于水箱和水管中的热水温度过高时，水中过多的热量，将使石蜡产生相变，通过石蜡以潜热的方式蓄热，避免了热水水温的过高，增大了水箱的蓄热容量，减小水温越高热损越大的问题。石蜡是惰性有机材料，敷设在水箱内胆外壁的石蜡层，也能增强水箱的保温作用，可以替代一定厚度的聚氨酯发泡层，减小传统发泡层的厚度，进而使新型保温水箱的整体外形，小于传统的保温水箱。当外部供热不足，水温低于石蜡相变温度点时，石蜡层将把自身的潜热向水箱的水加热，使水箱里的水温更加稳定，有利于减少辅助电加热的电耗。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1.提升了传统水箱的保温性能，且通过蓄热的方式，实现一定的控温能力；

2.蓄热材料增大了传统水箱的蓄热容量，发挥控温作用性，避免水温越高热损越大的问题和水温过高时所带来的烫伤隐患；

3.通过相变蓄热性能，可以减少辅助电加热的使用，使太阳能热水系统更加节能；

4.石蜡的蓄热保温性能，可以减少传统发泡保温层的使用，有望减小传统水箱外径14～16mm；

5.热水供水管包裹相变蓄热保温材料，可以进一步减小热水管的热损，减少用水时冷水的排掉量，更好的节水。

总的来说，该实用新型结构简单，材料成本低廉，效果明显，维护方便，安全可靠。

上述实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种平板太阳能热水器的保温控温装置，包括太阳能集热板(1)、冷水循环管(3)、热水循环管(7)、保温水箱(8)和热水供水管(12)；所述保温水箱(8)设于上部的热水入口经热水循环管(7)连通太阳能集热板(1)的热水出口；所述保温水箱(8)设于下部的冷水出口经冷水循环管(3)连通太阳能集热板(1)的冷水入口；保温水箱(8)设于下部的热水供水管(12)连通用水端；保温水箱(8)的下部还设有自来水进水管(2)；其特征在于，还包括有系统控制器(5)、设于冷水循环管(3)管路上的第一电磁阀(4)、设于自来水进水管(2)管路上的第二电磁阀(14)、设于保温水箱(8)内的温度传感器和辅助加热器，所述系统控制器(5)与温度传感器电性连接，并且与第一电磁阀(4)、第二电磁阀(14)和辅助加热器分别电性控制连接；所述保温水箱(8)的内胆外壁上设有潜热保温层(11)。

2.根据权利要求1所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述保温水箱(8)的潜热保温层(11)包括有沿内胆高度方向或倾斜方向并排设置的槽沟(15)，所述各槽沟(15)内填充有相变材料(10)，并且各槽沟(15)外层密封。

3.根据权利要求2所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述槽沟(15)是由垂直于内胆外壁的至少两条不锈钢薄片(9)等间隔设置而成，所述不锈钢薄片(9)与内胆高度等长。

4.根据权利要求2或3所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述潜热保温层(11)外层还覆盖有聚氨酯发泡保温层。

5.根据权利要求4所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述热水供水管(12)外表面由软性金属铝膜包覆有相变材料，并包扎密封。

6.根据权利要求5所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述热水供水管(12)最外层还包覆有发泡保温层。

7.根据权利要求2或5所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述相变材料为相变温度在65℃至70℃的石蜡。

8.根据权利要求1所述的平板太阳能热水器的保温控温装置，其特征在于，所述用水端包括用水花洒或热水式供暖器。