CN102287922A

CN102287922A - 空气太阳能兼容型热管式热水器

Info

Publication number: CN102287922A
Application number: CN2011101568598A
Authority: CN
Inventors: 张首鸣
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明公开了一种空气太阳能兼容型热管式热水器，属热管式热水器技术领域。包括机体外壳、支架、置于外壳内的集热板、热管；贮热罐、底板、透明玻璃盖板，控制器、气温传感器、水温传感器、水位传感器、空气压缩泵、置于外壳的进气口、排气口、进气口电磁阀、排气口电磁阀。本发明实现了一种在日照充足状态能利用太阳热能产热而在缺乏日照状态利用空气热能产热的可全天候使用的空气太阳能兼容型热管式热水器。它占用空间小，安装方便，结构简单可靠，制作成本低，节能节材效比高，使用范围广，效果好。

Description

空气太阳能兼容型热管式热水器

技术领域：

本发明公开了一种空气太阳能兼容型热管式热水器，属热管式热水器技术领域。

背景技术：

目前各种型号太阳能热水器的广泛应用，不但给人们的生活带来极大的方便，也对全社会的节能减排产生很好的效果。但是，由于我国地域辽阔，各地的日照强度相差很大，在我国南方地区，每年甚至有长达个把多月的梅雨季节或雨季，其间阴雨连棉，太阳能热水器的使用效果受到很大影响，因此许多家庭虽然装有太阳能热水器，但还需装置电热水器才能满足日常沐浴需要，这不但占用了宝贵的人居空间，也造成了资材的浪费和能耗增加，虽然近年已推出可全天候使用的空气能热水器，但由于它的造价和电耗比太阳能热水器要高很多，放弃了对太阳能的利用，也不是一种很理想的节能产品。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种在日照充足的状态能利用太阳热能产热而在缺乏日照的状态利用空气热能产热的全天候使用的空气太阳能兼容型热管式热水器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：空气太阳能兼容型热管式热水器，其特征在于包括机体外壳、支架、置于外壳内的集热板、热管；贮热罐、底板、透明玻璃盖板，控制器、气温传感器、水温传感器、水位传感器、空气压缩泵、置于外壳的进气口、排气口、进气口电磁阀、排气口电磁阀。

本发明优先技术方案为，在热管式太阳能热水器吸热系统基础上，增加一套空气热能循环系统，在控制器的作用下，达到一机两用的功能，即一套热管吸热系统在日照充足状态利用太阳热能产热而在缺乏日照状态利用空气热能产热。

总之，本发明采用上述技术方案后，其优点在于把热管式太阳能热水器和空气能热水器的优点集于一体。在并没有增加很多体积和材料附件的前提下达到了既能够充分利用太阳热能产热，又能够在缺乏日照状态下，只要有一定的大气温度，就可利用空气热能产热的可全天候使用的空气太阳能兼容型热管式热水器。它占用空间小，安装方便，结构简单可靠，制作成本低，节能节材效比高，使用范围广，效果好。

附图说明：

图1、图2为本发明整体结构示意图。

具体实施方式：

如图1、图2所示，本发明包括：机体外壳1、集热板2、热管3、贮热罐4、底板5、透明玻璃盖板6、控制器7、水温传感器8、水位传感器9、安全阀10、气温传感器11、进气口12、排气口13、进气口电磁阀14、排气口电磁阀15、空气压缩泵16、上水电磁阀17、贮热罐进水口18、贮热罐出水口19、绝热层20；每根热管包括一个蒸发段21(即吸热段)和中间绝热段22及冷凝段23(即放热段)、截热流体24、支架25。集热板2带有一个弯曲段2’，所有的2’都在同一水平面上，形成玻璃盖板下面几乎与玻璃盖板表面一样大的集热表面。

本发明的工作原理为：热管是一种新型的高效传热元件，也是传热学工程领域中的一项新技术。它将热力学卡诺循环的全过程聚在一个密封管器内利用毛细现象和蒸气压力差来实现输送热量的装置。它由外壳、毛细结构和载热流体三部份构成，其载热流体根据工作温度不同来选择。热管可分成蒸气段、绝热段和冷凝段。实际应用中利用热管中载热流体蒸发——冷凝相变过程中释放的潜热产热。

当日照充足状态下，穿过玻璃盖板6的太阳光大部份被集热板2所吸收(集热板表面涂有选择性表面涂料)，部分被集热板2反射。反射光的那部分能量，或者被弯曲部分吸收，或者被非弯曲部分吸收。这样集热板2能够吸收几乎全部入射的太阳光。收集起来的太阳热能，再通过集热板2与热管蒸发段20之间的接触表面，进而传给热管中的载热流体24。于是，载热流体24被蒸发，蒸发了的载热流体24流向热管3的冷凝段23，加热贮热罐4中的水，而载热流体24本身也得到冷凝，并沿热管3的内壁再返回到蒸发段21。如此不段循环，贮热罐4中水被加热。

当日照缺乏状态下，由于热管3不能被太阳光加热而向贮热管4输热，贮热罐4中的水温肯定会持续下降，当贮热罐4中的水温≤60℃时，控制器7在接收到置于贮热罐4的水温传感器8传输的参数信号，并符合置于外壳的气温传感器11传输的参数信号气温≥5℃时，按预先设定的逻辑软件，控制器7即控制同步开启置于外壳1两侧的进气口电磁阀14和出气口电磁阀15、空气压缩泵16(空气压缩泵16由市电驱动并受控制器7控制启闭)，含有一定热量的空气被泵16压缩而源源不段的从外壳1一侧的进气口12进入外壳1内，再通过集热板2表面而流向外壳1另一侧的出气口13排出，由于集热板2竖立部分钻有孔眼，进入的空气会通过孔眼而较均匀的扩散流动，以扩大与集热板2表面的接触面，而利于热交换。在这一流动过程中空气中的热量通过集热板和热管蒸发段21表面而传递给载热流体24，载热流体24被蒸发，蒸发了的载热流体24流向热管3的冷凝段23，加热贮热罐4中的水，而载热流体24本身也得到冷凝，并沿热管3的内壁再返回到蒸发段21，如此不断循环，贮热罐4中的水被逐渐加热，其热管加热过程与日照状态充足时一样。贮热罐4中的水温被加热至≥80℃时，控制器7即自动控制同步关闭，电磁阀14、电磁阀15和泵16，呈待机状态。

当启用沐浴，贮热罐4中的水位降至预定下限位置时，置于贮热罐4中的水位传感器9会向控制器7传输参数信号，控制器7会自动控制开启上水电磁阀17向贮热罐4加注冷水，当水位溢至上限位置时，水位传感器9同样会向控制器7传输参数信号，控制器7也会自动控制关闭上水电磁阀17中止注水。当贮热罐中的水温过高，可能产生沸腾现象时，可从用于排气溢水的安全阀10排出。

由于热管的单向导热性，水平安装也无碍，不需要如真空集热管安装时需要一个较大侧角便于热水上溢，但为了取得较好的阳光直射角度，利用支架25确定机体不≤10度的侧角。

Claims

1.空气太阳能兼容型热管式热水器，包括机体外壳(1)、集热板(2)、热管(3)、贮热罐(4)、底板(5)、透明玻璃盖板(6)、控制器(7)、水温传感器(8)、水位传感器(9)、安全阀(10)、气温传感器(11)、进气口(12)、排气口(13)、进气口电磁阀(14)、排气口电磁阀(15)、空气压缩泵(16)、上水电磁阀(17)、贮热罐进水口(18)、贮热罐出水口(19)、绝热层(20)、支架(25)。

2.根据权利要求1所述的空气太阳能兼容型热水器，其特征在于在热管式太阳能热水器吸热系统基础上增加一套空气热能循环系统在控制器的控制下，达到一机两用的功能，即一套热管吸热系统在日照充足状态利用太阳热能产热而在缺乏日照状态利用空气热能产热。