CN102410640A - 一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，属于太阳能供暖设备类，尤其涉及到真空管太阳能热水器类。该热水器由保温水箱、真空集热管、支架、光伏发电板、控制器、微型水泵、水管、电线等组成。其特征是：利用光伏发电驱动微型水泵，定时分段将真空管中的高温热水与保温水箱内的低温热水进行强制循环，快速将真空管内的高温热水与水箱内的低温热水进行交换；利用真空管低温拉动特性，大幅提高热水器的单位面积热日有用得热量。具体实施：在太阳能热水器的每一根真空管内均置一根小水管，小水管汇集到一根汇总管并与微型水泵连接，微型水泵接受光伏组件的电能，通过控制器实行定时分段循环，实现强制快速交换，提高得热量。

Description

一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器

(一)、所属技术领域

本发明专利属于太阳能供暖设备类，尤其涉及到整体式和分体式真空管太阳能热水器类。 

(二)、背景技术

太阳能取之不尽，用之不完，是安全无污染的环保型清洁能源，随着人们生活水平的不断提高和对环保意识的不断增强，太阳能热利用产品必将得到普及化的高速发展。人们为了满足对热水的需求，已经制造出了各种各样的太阳能热水设备，如家用闷晒式太阳能热水器、平板式太阳能热水器、真空管式太阳能热水器以及手动控制上下水型太阳能热水器、智能仪表自动控制型太阳能热水器等。目前的太阳能类热水器，其太阳能热水器内部的循环都是采用自然循环，即真空管内的水被快速加热，与水箱内的水产生一定的温差，引起的不同温度的水产生密度差，从而产生浮力推动的水自然循环。该循环速度慢，对流交换不充分。而真空集热管具有低温拉动的特性，即真空管在水温比较低的情况下，其吸热效率反而比较高，随着水温的升高，其吸热效率反而下降。所以，目前自然循环的太阳能热水器，其单位面积热日有用得热量普遍比较低。 

(三)、发明内容

本发明专利所要解决的技术问题：本发明专利解决了太阳能热水器内部自然循环时，单位面积热日有用得热量偏低的问题。本专利的运用，使太阳能热水器在相同辐照量、集热面积和容水量的情况下，用户可获得到更高温的热水，大幅提高太阳能的单位面积热日有用得热量。该热水器由保温水箱、真空集热管、支架、光伏发电板、控制器、微型水泵、水管、电线等组成。其特征是：利用光伏发电驱动微型水泵，通过控制器的控制，定时分段将真空管中的高温热水与保温水箱内的低温热水实行强制循环，快速将真空管内的高温热水与水箱内的低温热水进行强制交换，充分利用真空管低温拉动的特性，大幅提高太阳能热水器的单位面积热日有用得热量。 

本发明专利的效果是：本发明专利创造性的解决了“自然对流太阳能热水器单位面积热日有用得热量偏低”的问题，使用户在相同辐照量、集热面积和容水量的情况下，获得更高温的热水，大幅提高太阳能的单位面积热日有用得热量。 

本发明专利可以充分利用现有的生产设备，增加几台专业设备，进行工艺调整即可达到，成本上升幅度较小，易于组织生产和大面积推广，前景十分看好。 

(四)、附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明专利做进一步说明。 

图1是本发明专利的结构示意图。 

1是保温水箱，2是支架，3是真空集热管，4是光伏发电板，5是导线，6水泵控制器，7是微型水泵，8是循环出水管，9是循环进水汇总管，10是真空管内进水支管。 

(五)、具体实施方式：

本发明专利所述的一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，该热水器由保温水箱、真空集热管、支架、光伏发电板、控制器、微型水泵、水管、电线等组成。具体的实施方式如下： 

1、保温水箱(1)的实施方式：用不锈钢、搪瓷、工程塑料等防腐材料制作储水内箱，并在内箱板材相应的位置上打好集热器件的连接孔、进出水孔、排气孔、电加热安装孔、传感器接口孔等；用不锈钢、彩涂板等耐候防腐材料制造外箱，并与内箱同步同心打上对应的接口孔；再在内外桶之间灌以聚氨酯保温材料，装上端盖，即完成保温水箱的制作。 

2、支架(2)的实施方式：杆件、桶托、尾盒均是由金属材料打孔、折弯、冲压而成，再进行表面防腐处理，然后通过标准件将这些部件连接固定起来，起到支撑保温水箱(1)和真空集热管(3)的目的。 

3、内部强制循环***的具体实施方式：当阳光辐照值达到一定值时，真空管(3)开始产热，光伏板(4)开始发电。太阳能热水器只有在产热时才需要强制循环，刚好此时光伏板(4)所发的电通过导线(5)可以直接给微型循环泵(7)供电，因此，光伏板能发电和真空管产热需要强制循环同步，不需要蓄电设备。但为了延长微型水泵的使用寿命，通过控制器让水泵白天(辐照量能触发光伏板产生电能)时实行定时循环(每隔15分钟循环5分钟，该数值可根据需要设置)，夜里因辐照量很小，光伏板无法发电，水泵当然停止工作，同时控制器也将电路断开。白天每隔一段时间，真空集热管(3)内的水温会快速升高，此时微型循环泵(7)定时启动，真空管内的高温热水通过真空管内的进水支管(10)、循环进水汇总管(9)、水泵(7)和循环出水管(8)，将高温热水送入保温水箱的上水面；此时，保温水箱内低处的低温热水快速进入真空管内，形成闭合的高低温热水强制循环交换***。 

本发明专利通过以上技术方案，可实现无常规能源下太阳能热水器内部强制循环，加快了高低温热水交换速度，促进了真空集热管的热转换效率，大大提高了太阳能热水器的单位面积热日有用得热量。开创了太阳能热利用产品的新纪元，让消费者使用起来更加方便好用，市场潜力巨大。 

Claims (5)

1.一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，该热水器由保温水箱、真空集热管、支架、光伏发电板、控制器、微型水泵、水管、电线等组成。其特征是：利用光伏发电驱动微型水泵，通过控制器的控制，定时分段将真空管中的高温热水与保温水箱内的低温热水实行强制循环，快速将真空管内的高温热水与水箱内的低温热水进行强制交换，充分利用真空管低温拉动的特性，大幅提高太阳能热水器的单位面积热日有用得热量。

2.按权利要求1所述的一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，其特征是：利用光伏发电装置直接为太阳能热水器的内部热水循环泵提供电能，且不需要蓄电装置。

3.按权利要求1所述的一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，其特征是：将太阳能热水器真空集热管内高温热水通过循环泵与保温水箱内的低温热水进行强制循环交换，提高真空集热管的光热转换效率，从而大幅提高太阳能热水器的单位面积热日有用得热量。

4.按权利要求1所述的一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，其特征是：太阳能热水器的内循环为定时分段循环，有利于减少热损耗、延长水泵的寿命、保持一定水温差，提高热交换的效率。

5.按权利要求1所述的一种光伏驱动内循环式高效太阳能热水器，其特征是：该技术可应用于太阳能集热类的各种装置，从而大幅提高单位面积热日有用得热量。

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