CN2781289Y - 一种带辅助加热装置的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

一种带辅助加热装置的太阳能热水器，包括架体、顶端的贮水箱和太阳能集热器，水箱内有与控制器电联接的热泵型辅助加热和水位控制装置，控制器还与进水管上的电磁阀电联接，热泵的薄壁金属管散热器均匀地铺设在贮水箱的下半部，管内充有低沸点混合工质；电控部分包括中央控制、温度控制、电路控制和水位控制电路。本实用新型将用于空调器的热泵工作原理移植成为太阳能热水器辅助加热装置，大幅度提高了能源利用率和热交换率，能耗低，用户使用容易、控制简单，生产成本和售价增加有限，热泵运行费用极低，安全、环保、节能效果显著，充分实现了光电互补，可全天候不间断供应热水。

Description

一种带辅助加热装置的太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种带辅助加热装置的太阳能热水器，特别是指一种在贮水箱中尤其是在卧式贮水箱的底部设置大面积热交换器的带辅助加热装置的太阳能热水器。

背景技术

随着能源费用的日益上涨及环保意识的增加，利用天然无污染能源成为发展的主流，因此太阳能热水器逐渐走进了千家万户。目前市售的太阳能热水器多以卧式贮水箱为主，该结构一体性好，结构简单大方，受热面积大，但传统太阳能热水器的缺陷，如受日照时间长短、天气及气候影响严重等问题依然存在。于是出现了大量的带电辅助加热的太阳能热水器的设计方案，如中国ZL022223156号专利《太阳能热水器全自动电能辅助加热装置》、ZL02219732号专利《太阳能—电辅热高效水暖装置》、ZL01257388号专利《太阳能辅助加热的电热水装置》等公开的设计方案，均是采用在贮水箱中加装电热元件即电热棒的方式，由于电热棒较短，所以在卧式贮水箱中必须分段安装，否则需要的加热时间太长，能耗大，水箱中的水温难以均匀造成没有实用性，而分段安装却无法解决能耗问题。中国ZL02278885号专利《一种利用热—电能运行的热泵式空调器》公开了一种利用太阳能和燃气热能等运行的空调器，由热水器、热水箱、循环水泵等及连接管道构成加热回路，由贮液罐、加压泵、涡轮机喷射器等及连接管道构成透平回路，由喷射器、换热器、贮液罐、膨胀阀、压缩机等及连接管道构成制冷回路，由喷射器、换热器、贮液罐、膨胀阀、压缩机、喷射器等及连接管道构成制热回路，由电动机、齿轮箱构成辅助动力；其利用热能加热低沸点工质，制造高压蒸气，通过径向透平作功的正卡诺循环和压缩制冷剂蒸气制冷的逆卡诺循环的热泵式空调器。该空调器专利虽明显与太阳能热水器无关，但能否在实践中将上述太阳能热水器中的辅助加热装置由具有在散热面积的热泵替代呢？

实用新型内容

本实用新型需要解决的问题是提供一种将空调器中的热泵应用于太阳能热水器的设计方案。

根据上述问题设计了一种带辅助加热装置的太阳能热水器，包括侧视呈略微变形的直角三角形的架体，在该三角形的斜边上设置有太阳能集热器、顶点上设置有卧式贮水箱，贮水箱内设置有辅助加热装置和水位控制装置，辅助加热装置和水位控制装置与控制器电联接，控制器还与进水管上的电磁阀电联接，所述的辅助加热装置是热泵，该热泵的散热器均匀地铺设在贮水箱的下半部。

所述的铺设在贮水箱下半部的散热器是薄壁金属管，金属管内充有低沸点混合工质，金属管的进出端均与热泵连接。金属管与热泵连接后形成一个完整的连通循环管，金属管在热泵中的部分为蒸发吸热段、在贮水箱中的部分为冷凝放热段。

在电控制方面，与热泵电联接的控制器包括中央控制、温度控制、电路控制和水位控制电路。其中，与控制器联接的温度探头安装在贮水箱内。而控制器本身可设置在热泵箱体内，或者控制器远程设置室内等适宜的位置。

本实用新型将现已成熟的冷暖空调器中的热泵工作原理移植成为太阳能热水器辅助加热装置，大幅度提高了能源利用率和热交换率，能耗低，用户使用容易、控制简单，生产成本和售价增加有限。实践表明，热泵在制取35～70℃的低温热能时运行费用极低，约为燃气热水器的三分之一，电热水器的五分之一，安全、环保、节能效果显著，充分实现了光电互补，可全天候不间断供应热水。

附图说明

附图1是本实用新型中贮水箱与热泵的连接结构示意图；附图2是本实用新型中水管路与电路连接示意图。

具体实施方式

本实用新型的基本工作原理是，将太阳能热水器与空气源热泵相结合，在立式或卧式水箱内安装热交换装置且与热管管路连通。当自动控制装置检测到水箱内的水温达不到设定值时，热泵开始工作并通过混合工质与水箱内的水进行热交换，最终保持水温稳定。热泵的工作原理是把环境介质中贮存的能量在蒸发器中加以吸收，其中本身消耗一部分(能量压缩机耗电)，但绝大部均可通过工质循环系统在冷凝器中进行放热，即低压液态工质进入蒸发器，并在蒸发器中工质从环境中吸热蒸发，然后气态工质在热泵中压缩机的驱动下进入散热器(冷凝器)散热后冷凝液化——在此是加热贮水箱中的水，变成低温低压的液态工质并流回压缩机，完成了一个工作循环。

下面结合附图对本实用新型的实施作进一步描述。

附图给出了本实用新型的一个基本实施方案。图1给出了基本的装配连接形式。基础为侧视呈略微变形的三角形的支架架体6，也可说架体呈楔形，在该三角形或楔形的顶点设置有贮水箱3，图示为卧式贮水箱，太阳能集热器5倾斜设置在斜边上并与贮水箱直通，贮水箱上设置有进水管41和出水管42，在贮水箱内还安设有辅助加热装置，本实用新型是采用热泵1来产生热量并通过管道2向安设在贮水箱内的散热器9供热。

图2进一步给出了基本的管路和电路联接示意框图，图中以贮水箱为中心。工作原理移植于空调器的热泵1，采用公知的沸点混合工质，借助管路2与均匀铺设在贮水箱3下半部的薄壁金属管散热器9连通，该热泵与冷暖空调器中的热泵结构和工作原理完全一致；热泵的工作受控制器8的控制，当水温低于设定值时，采集信号的温度探头通过控制器中的温度控制电路向热泵发出工作信号，在水温达到设定值后控制器再向热泵发出停止工作信号。采集水位信号的探头7通过控制器8中的水位控制电路向进水管41路上的电磁阀10发出打开进水和关闭进水的信号。

本实用新型安装完毕进入正常使用时，首先是设定水位，当注水达到设定值后控制器通知电磁阀关闭并随时监控水位的变化，整套装置进入正常使用和运作状态；当因气候和夜晚等造成的日照不足使水温低于设定值时，控制器通知热泵工作，并保持水温的稳定，热泵在制取35～70℃的低温热能时运行费用极低，约为燃气热水器的三分之一，电热水器的五分之一，安全、环保、节能效果显著，充分实现了光电互补，可全天候不间断供应热水。如此本实用新型进入了正常的工作循环。安装时，控制器一般设置在用户室内，即采用远程设置方案。

Claims (6)

1、一种带辅助加热装置的太阳能热水器，包括侧视呈略微变形的三角形的架体，在该三角形的斜边上设置有太阳能集热器、顶点上设置有卧式贮水箱，贮水箱内设置有辅助加热装置和水位控制装置，辅助加热装置和水位控制装置与控制器电联接，控制器还与进水管上的电磁阀电联接，其特征是

所述的辅助加热装置是热泵，该热泵的散热器均匀地铺设在贮水箱的下半部。

2、根据权利要求1所述的带辅助加热装置的太阳能热水器，其特征是铺设在贮水箱下半部的散热器是薄壁金属管，金属管内充有低沸点混合工质，金属管的进出端均与热泵连接。

3、根据权利要求2所述的带辅助加热装置的太阳能热水器，其特征是金属管与热泵连接后形成一个完整的连通循环管，金属管在热泵中的部分为蒸发吸热段、在贮水箱中的部分为冷凝放热段。

4、根据权利要求3所述的带辅助加热装置的太阳能热水器，其特征是与热泵电联接的控制器包括中央控制、温度控制、电路控制和水位控制电路。

5、根据权利要求4所述的带辅助加热装置的太阳能热水器，其特征是与控制器联接的温度探头安装在贮水箱内。

6、根据权利要求3或4所述的带辅助加热装置的太阳能热水器，其特征是控制器设置在热泵箱体内，或者控制器远程设置在适宜的位置。

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