CN212538313U - 一种双效太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双效太阳能热水器，包括蓄热水箱、真空管集热器和高温热泵，蓄热水箱由外向内依次设置有外壳、保温层、外胆及内胆，并形成腔体，腔体被竖直隔板分隔成加热仓和高温仓，加热仓和保温仓通过连通管连接;加热仓下方设置有冷水入口，冷水入口与冷水进水管连通，高温仓上方设置有热水出口，热水出口与热水出水管连通；真空管集热器由若干根真空集热管组成，真空集热管内腔与外胆内腔连通;外胆内腔还通过内循环管与高温热泵连通。本实用新型将高温热泵和太阳能机组有机结合，克服了太阳能热水器阴雨天出热水难的缺点，比单用高温热泵或太阳能机组更经济、高效、环保。
Description
技术领域
本实用新型属于热水器技术领域，具体涉及一种双效太阳能热水器。
背景技术
随着经济和社会的不断发展，石油、天然气和煤炭等常规能源的短缺问题越来越明显。作为主要的清洁和可再生资源，太阳能被日益广范地得到应用和研究，开发利用太阳能，对于节约常规能源、保护自然环境等，都具有极其重大的意义。太阳能产业发展迅速，在许多的领域内都得到了有效的利用，而太阳能热水器是我国发展最为迅速的产业。
太阳能热水器是利用太阳能将光能转换为热能对水进行加热，以满足人们在生活、生产上的热水需求，其运行费用低，从根本上消除电热水器漏电、干烧以及燃气热水器使用时产生有害气体等安全隐患。但太阳能受气候环境、昼夜交替的影响很大，在阴雨天或夜间，不能有效产生热量，当太阳能热水器储存的水用完之后，很难再马上产生热水。其次，太阳能热水器由于结构的需要，一般安装在楼顶，通过长长的水管与居民家中的水龙头相连，在使用时，热水从楼顶蓄热水箱流下，需要等待较长的时间来将水管中原有的冷水放出，造成了水资源的极大浪费，也给人们造成了极大的不便。此外，传统的太阳能热水器经过长时间使用后，其加热器和内胆中会形成大量致密的水垢，导致加热器加热速度变慢，及内胆腐蚀受损。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种双效太阳能热水器，以满足生产和生活用能的连续和稳定供应的需要。
本实用新型是通过如下技术方案来实施的：
一种双效太阳能热水器，包括蓄热水箱、真空管集热器和高温热泵14；所述的蓄热水箱由外向内依次设置有外壳1、保温层2、外胆3及内胆4，并形成腔体；所述的腔体被竖直隔板分隔成加热仓5和高温仓6，所述的加热仓5和保温仓通过连通管11连接;所述的加热仓5下方设置有冷水入口，所述的冷水入口与冷水进水管7连通；所述的高温仓6上方设置有热水出口，所述的热水出口与热水出水管10连通；热水出水管10和冷水进水管7之间设置有循环泵15，所述的热水出水管10通过三通分别与循环泵15的进水管、热水供给管24连通；循环泵15的出水管与所述的冷水入口连通；所述的真空管集热器由若干根真空集热管12组成，真空集热管12的内腔与外胆3的内腔连通；所述的高温热泵14通过内循环管13与外胆3的内腔连通。
所述的热水供给管24与用户的冷水龙头8相连处设置有智能恒温阀16。通过智能恒温阀，根据温度调节热水流量，控制热水供给管的开度，使出口水温始终保持恒定。
所述的冷水进水管7上还设置有除垢器20。
蓄热水箱的上方还设置有补水箱18，补水箱18入口与冷水进水管7连通，补水箱18出口通过注液管9与外胆3的内腔连通，所述的补水箱18内还设置有浮球阀19。将补水箱置于上方，是为保证必要的热虹吸压头，并防止系统在夜间倒流现象；补水箱及外胆内的水位由补水箱内的浮球阀控制，使之与真空集热管出口的最高位置一致。
连通管11的进水口设置在加热仓5上方，连通管11的出水口设置在高温仓6的下方。用热水时，由冷水进水管向加热仓底部补充冷水，将加热仓上层热水通过连通管顶出进入高温仓，高温仓的热水通过热水出水管流出。
所述的高温热泵14上连接有感温探头17，所述的感温探头17穿过蓄热水箱设置在所述的加热仓5内。
蓄热水箱的冷水入口处设置有单向泄压阀21。单向泄压阀具有止回阀与泄压阀功能，能防止进入蓄热水箱中的水倒流引起的热损失及在内胆压力偏高时，排泄多余压力，以保证内胆寿命和避免爆胆事故发生。
所述的内胆4及外胆3上均设置有排气管22，内胆4的排气管22上设置有排气阀23，以避免内胆及外胆因水蒸汽压力太大而爆裂。
本实用新型的工作原理如下：冷水进水管中的冷水经除垢器净化后，一部分冷水经单向泄压阀进入内胆中的加热仓；一部分冷水经由补水箱-注液管进入外胆内腔，随后进入真空集热管内腔中。当太阳光照射到真空集热管上时，光能转化为热能传递给真空集热管中的水，真空管集热装置可有效降低向周围环境散失热损失，使真空集热管内的水逐渐升温，与外胆内腔中的水形成温差，由于热虹吸现象，热水向上运行至外胆内腔中，外胆内腔中的热水将热量传递给内胆内腔中的水，使内胆内腔中的水温度上升。外胆内腔中的水经换热后温度降低，向下运行，返回流到真空集热管内再次吸收太阳光的热量。水在真空集热管与外胆内腔之间循环流动，与内胆内腔中的水进行热交换，如此自然循环，使内胆内腔内的水温不断上升。因蓄热水箱设置有良好的保温层，可最大限度的减少了散热损失。且冷水进口及热水出口之间通过循环泵形成热循环系统，因水管中充满循环热水，故即开即可使用热水。
当遇阴雨天时，太阳光辐射能减弱，通过感温探头检测到加热仓中的水温低于设定的下限温度时，高温热泵开启，将外胆中低温度的水转化成高温度水后循环到外胆内腔内，对内胆内腔中的水进一步加热。当温度高于设定上限时，高温热泵停止运行。
因外胆上设置有排气管，故外胆内腔中的部分水会以水蒸气的形式从排气管中排出，导致外胆内腔中部分水损失。当温度高于上限，同时外胆内的水位低于高水位时，或当外胆内水位低于低水位时，补水箱通过注液管向外胆内补水，当外胆内水位到达高水位时，停止补水。其水位由补水箱内的浮球阀控制。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：1、使用循环泵可有效保持水管的热水温度，无需等待即开即满足热水需求；2、高温热泵将低品位热能转换为高品位热能，其用电量是传统电热水器的四分之一左右，可节能、降耗提效；3、将高温热泵和太阳能机组有机的结合起来，合理运用了太阳能和电能，克服了太阳能热水器阴雨天出热水难的缺点，可使供水温度按照用户要求自行调节，比单用高温热泵或太阳能机组更经济、高效、环保；4、通过使用除垢器进行水质净化，防止零部件结垢及管道堵塞，延长了装置的寿命；5、通过外胆中的换热介质-水，对内胆中的水进行间接加热，可确保用水卫生；6、使用智能恒温阀，可以避免因热水温度或压力不稳定造成的出水温度忽冷忽热的问题，安全、防烫。
附图说明
图1为本实用新型双效太阳能热水器的整体结构图；
图中：1.外壳，2.保温层,3.外胆,4.内胆，5.加热仓，6.高温仓，7.冷水进水管，8.用户的冷水龙头，9.注液管，10.热水出水管，11.连通管，12.真空集热管，13.内循环管，14.高温热泵，15.循环泵，16.智能恒温阀，17.感温探头，18.补水箱，19.浮球阀，20.除垢器，21.单向泄压阀，22.排气管，23.排气阀，24.热水供给管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型的保护范围不受实施例所限制。
实施例1
一种双效太阳能热水器，包括蓄热水箱、真空管集热器和高温热泵14；蓄热水箱由外向内依次设置有外壳1、保温层2、外胆3及内胆4，并形成腔体；腔体被竖直隔板分隔成加热仓5和高温仓6，加热仓5和保温仓通过连通管11连接;加热仓5下方设置有冷水入口，冷水入口与冷水进水管7连通；高温仓6上方设置有热水出口，热水出口与热水出水管10连通；热水出水管10和冷水进水管7之间设置有循环泵15，热水出水管10通过三通分别与循环泵15的进水管、热水供给管24连通；循环泵15的出水管与冷水入口连通；真空管集热器由若干根真空集热管12组成，真空集热管12的内腔与外胆3的内腔连通；高温热泵14通过内循环管13与外胆3的内腔连通。
热水供给管24与用户的冷水龙头8相连处设置有智能恒温阀16。通过智能恒温阀，根据温度调节热水流量，控制热水供给管的开度，使出口水温始终保持恒定。
冷水进水管7上还设置有除垢器20。
蓄热水箱的上方还设置有补水箱18，补水箱18入口与冷水进水管7连通，补水箱18出口通过注液管9与外胆3的内腔连通，补水箱18内还设置有浮球阀19。将补水箱置于上方，是为保证必要的热虹吸压头，并防止系统在夜间倒流现象；补水箱及外胆内的水位由补水箱内的浮球阀控制，使之与真空集热管出口的最高位置一致。
连通管11的进水口设置在加热仓5上方，连通管11的出水口设置在高温仓6的下方。用热水时，由冷水进水管向加热仓底部补充冷水，将加热仓上层热水通过连通管顶出进入高温仓，高温仓的热水通过热水出水管流出。
高温热泵14上连接有感温探头17，感温探头17穿过蓄热水箱设置在加热仓5内。
蓄热水箱的冷水入口处设置有单向泄压阀21。单向泄压阀具有止回阀与泄压阀功能，能防止进入蓄热水箱中的水倒流引起的热损失及在内胆压力偏高时，排泄多余压力，以保证内胆寿命和避免爆胆事故发生。
内胆4及外胆3上均设置有排气管22，内胆4的排气管22上设置有排气阀23，以避免内胆及外胆因水蒸汽压力太大而爆裂。
使用时，设置目标温度，双效太阳能热水器利用高压热泵或真空集热管对加热仓和高温仓进行加热，一段时间后，加热仓和高温仓中的水形成明显的温度分层，上层水达到可使用的温度。当需使用热水时，高温仓中的上层热水被输出，与用户的冷水龙头中冷水混合后，供用户使用。与此同时通过冷水进水管对加热仓注入冷水，加热仓中的上层热水依靠冷水进入时的压力顶出至高温仓中，从而确保高温仓持续的热水供应，因加热仓及高温仓的分隔，及恒温阀的设置，不会因注水导致高温仓中的水温忽冷忽热。
Claims (8)
1.一种双效太阳能热水器，其特征在于，包括蓄热水箱、真空管集热器和高温热泵（14）；所述的蓄热水箱由外向内依次设置有外壳（1）、保温层（2）、外胆（3）及内胆（4），并形成腔体；所述的腔体被竖直隔板分隔成加热仓（5）和高温仓（6），所述的加热仓（5）和保温仓通过连通管（11）连接;所述的加热仓（5）下方设置有冷水入口，所述的冷水入口与冷水进水管（7）连通；所述的高温仓（6）上方设置有热水出口，所述的热水出口与热水出水管（10）连通；热水出水管（10）和冷水进水管（7）之间设置有循环泵（15），所述的热水出水管（10）通过三通分别与循环泵（15）的进水管、热水供给管（24）连通；循环泵（15）的出水管与所述的冷水入口连通；所述的真空管集热器由若干根真空集热管（12）组成，真空集热管（12）的内腔与外胆（3）的内腔连通；所述的高温热泵（14）通过内循环管（13）与外胆（3）的内腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，所述的热水供给管（24）与用户的冷水龙头（8）相连处设置有智能恒温阀（16）。
3.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，所述的冷水进水管（7）上还设置有除垢器（20）。
4.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，蓄热水箱的上方还设置有补水箱（18），补水箱（18）入口与冷水进水管（7）连通，补水箱（18）出口通过注液管（9）与外胆（3）的内腔连通，所述的补水箱（18）内还设置有浮球阀（19）。
5.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，连通管（11）的进水口设置在加热仓（5）上方，连通管（11）的出水口设置在高温仓（6）的下方。
6.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，所述的高温热泵（14）上连接有感温探头（17），所述的感温探头（17）穿过蓄热水箱设置在所述的加热仓（5）内。
7.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，蓄热水箱的冷水入口处设置有单向泄压阀（21）。
8.根据权利要求1所述的一种双效太阳能热水器，其特征在于，所述的内胆（4）及外胆（3）上均设置有排气管（22），内胆（4）的排气管（22）上设置有排气阀（23）。
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