CN103062925A - 集热储水集成式太阳能热水器 - Google Patents

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刘东平
王广岭
王玉军
梅利辉
刘桂永
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Haier Group Corp
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Qingdao Economic And Technology Development District Haier Water Heater Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种集热储水集成式太阳能热水器，包括集热器、水箱、循环出水管、循环进水管及其水泵，水箱上设置有循环出水口和循环进水口，所述集热器和水箱集成于一体，所述循环出水管连接水箱的循环出水口和集热器，所述循环进水管连接集热器和水箱的循环进水口，形成循环回路；所述水泵安装在循环管上，用于控制集热器和水箱之间换热介质的循环。本发明热水器采用强制循环方式实现集热器和水箱之间换热介质的循环，解决了现有技术中采用自然循环方式进行换热介质循环时存在的循环速度慢、换热效果差的问题。并且使用光电转换装置为水泵提供电能，具有节能环保的优点，可避免产品使用过程中因管路散热、***停电等影响产品使用性能的问题。

Description

集热储水集成式太阳能热水器
技术领域
本发明涉及热水器领域，更具体的，涉及一种光电驱动的集热储水集成式太阳能热水器。
背景技术
平板式太阳能热水器以其承压运行、洗浴舒适、和建筑完美结合等各方面优势，逐步为国内广大消费者所接受。由于平板式太阳能热水器主要分为集热器和水箱两大部分，通过循环管路将集热器和水箱连接在一起，因此集热器和水箱之间的管路连接及循环控制就显得尤为重要，现有产品主要存在如下一些缺点：
1、水箱和集热器之间的循环管路较长，换热介质在管路中损失的热量较多，造成***热损太大，集热器吸收的能量不能高效的传递给水箱中的水，***的热量达不到要求。
2、由于集热器和水箱之间的落差较大，必须通过控制器和循环泵控制换热介质的循环，才能使集热器吸收的热量源源不断传递给水箱中的水，由于控制器和循环泵在工作时都需要通电消耗电能，这样就会在停电时给用户带来不便，也不符合太阳能产品节能设计的初衷。
3、水箱和集热器分离，为了避免热量散失，两者都需要保温层，无法公用，造成资源浪费。
现有平板太阳能热水器为了提升集热器与水箱之间的换热效率，减少热量损失，摆脱***运行需要持续通电难题，有如下几个途径或技术方案：
1、缩短水箱和集热器之间的循环管路长度，加厚循环管路保温层。此方案虽然降低了热损，但是由于水箱和集热器间大部分管路位于室内，加厚保温层严重影响了产品美观度。
2、水箱位于集热器上部，水箱和集热器之间靠热虹吸原理进行自然循环，无需水泵和控制器，摆脱***运行需要持续通电难题，但是这种循环方式效率较低，受循环管路安装及管径限制，换热介质的热量传递量较有水泵驱动的强制循环***低，并且换热速度慢，换热效果差。
基于上述描述，亟需要一种结构合理的太阳能热水器，以解决现有技术中采用自然循环方式时存在的循环速度慢、换热效果差的问题，同时可以利用光电池板为水泵提供电能，具有节能环保的优点，并且能够避免产品使用过程中因管路散热、***停电等影响产品使用性能的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光电驱动的集热储水集成式太阳能热水器，以解决现有技术中采用自然循环方式控制集热器和水箱之间换热介质循环时存在的循环速度慢、换热效果差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种集热储水集成式太阳能热水器，包括集热器、水箱、循环出水管、循环进水管及其水泵，水箱上设置有循环出水口和循环进水口，所述集热器和水箱集成于一体，所述循环出水管连接水箱的循环出水口和集热器，所述循环进水管连接集热器和水箱的循环进水口，形成循环回路；所述水泵安装在循环管上，用于控制集热器和水箱之间换热介质的循环。
作为优选，还包光电转换装置，其括光电池板，该装置和水泵的电源输入端相连接，用于给水泵提供工作电源。。
作为优选，所述集热器包含吸热体和两条以上的呈光栅状设置的排管，吸热体和排管相接触，给排管中的换热介质提供热量。
作为优选，所述集热器和水箱共用一个保温层。
作为优选，所述循环出水管和循环进水管位于产品内部，使用金属材料。
作为优选，所述循环出水管和循环进水管位于产品外部，使用耐高温塑料材料。
作为优选，所述光电池板和水泵位于水箱的循环出水口位置，水泵连接在循环出水管上。
作为优选，所述光电池板和水泵位于水箱的循环进水口位置，水泵连接在循环进水管上。
本发明的有益效果为，由于在本发明的技术方案中，集热器和水箱集成于一体，通过循环管连通集热器和水箱，形成循环回路，再利用水泵完成集热器和水箱之间换热介质的强制循环，使集热器吸收的热量可以源源不断传递给水箱中的水，所以该方案具有循环速度快，换热效果好的优点。由于本发明还包括光电转换装置，其和水泵的电源输入端相连接，把太阳能转化为电能后传递给水泵，驱动水泵进行工作，所以不需要给水泵连接其它的电源，只需要消耗太阳能转化的电源即可，水泵靠电池板驱动，无需消耗额外的电能，这样既节省了能源，符合太阳能产品节能设计的初衷，而且保证了在电网停电的情况下***也能正常运行，避免了停电时给用户带来的不便，保证用户全天都有热水用；由于水箱和集热器集成于一体，两者共用一个保温层即可避免热量散失，避免了资源浪费的问题。
附图说明
图1为本发明提供的集热储水集成式太阳能热水器的结构示意图。
图中：
1、集热器；11、吸热体；2、水箱；21、循环进水口；22、出水口；23、进水口；24、循环出水口；3、循环出水管；4、单向减压阀；5、水泵；6、循环进水管；7、光电池板；8、连线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1为本发明提供的集热储水集成式太阳能热水器的结构示意图，该热水器的集热器1和水箱2集成于一体。集热器1上端设置有吸热体11，和吸热体11相接触的是多条排管，多条排管之间呈光栅状设置。吸热体11把吸收的太阳能转化为热量，并把热量传递给排管里的换热介质。水箱2上设置有循环出水口24和循环进水口21，循环出水口24位于水箱2的下端面，循环进水口21位于水箱2的上端面。循环出水管3连接水箱2的循环出水口24和集热器1的进水口，用于把水箱2里的换热介质送入集热器1的排管中。循环进水管6连接集热器1的出水口和水箱2的循环进水口21，把集热器1里的换热介质送回水箱2中，形成循环回路。以上方案的热水器结构紧凑、简单可靠。
本方案的热水器还设置有水泵5，水泵5连接在循环出水管3上，位于水箱2的循环出水口24附近的位置，用于控制集热器1和水箱2之间换热介质的循环。在水泵5附近设置有光电转换装置，包括光电池板7，通过连线8和水泵5的电源输入端相连接。光电池板7用于把太阳能转化为电能，并把转化的电能传递给水泵5，驱动水泵5工作，把水箱2中的水送入集热器1。集热器1把流入的水加热后通过循环进水口21流回水箱2，形成循环。
作为本实施例的一种优选方案，水泵5也可连接在循环进水管6上，位于水箱2的循环进水口21附近的位置，用于控制集热器1和水箱2之间换热介质的循环。
于本实施例中，集热器1和水箱2共用一个保温层，由于公用保温层，无需单独设计各自的保温层，所以节省了成本。
于本实施例中，循环出水管3和循环进水管6可以位于产品内部，使用金属材料。作为本实施例的一种优选方案，循环出水管3和循环进水管6也可位于产品外部，使用耐高温塑料材料。
使用该热水器时，生活用水（冷水）经过单向减压阀4的减压作用后，压力降为0.1MPa，通过水箱2上的进水口23进入水箱2，直至水箱2装满水。在太阳照射下，平板集热器1将光能转化为热能传递给排管中的冷换热介质。同时，光电转换装置也将光能转化为电能驱动水泵2启动换热介质循环。这样集热器1中的热换热介质，就被顶入水箱2上部，同时水箱2下部的冷换热介质被水泵5抽出送入集热器1，如此往复，水箱2内的水就被加热了。通过水箱2上的出水口22可把水箱里的热水送入室内，供用户使用。
本技术方案由于集热器1和水箱2集成于一体，并且与通过光电转换装置驱动的水泵5有机结合在一起，***承压运行，进行换热介质的循环。所以既避免了普通太阳能热水器管路长散热厉害的问题，又不用消耗额外的电能驱动水泵5循环，节省了能源。而且保证了在电网停电的情况下***也能正常运行，保证用户全天都有热水用。能够解决现有技术中采用自然循环方式时存在的循环速度慢、换热效果差的问题，具有循环速度快，换热效果好的优点。
由于本方案的热水器中循环管路短且位于产品内部，不仅减少了室外管路安装工作量，保证了产品的美观和可靠性，而且散热少，提升了产品性能。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种集热储水集成式太阳能热水器，包括集热器（1）、水箱（2）、循环出水管（3）、循环进水管（6）及其水泵（5），水箱（2）上设置有循环出水口（24）和循环进水口（21），其特征在于：所述集热器（1）和水箱（2）集成于一体，所述循环出水管（3）连接水箱（2）的循环出水口（24）和集热器（1），所述循环进水管（6）连接集热器（1）和水箱（2）的循环进水口（21），形成循环回路；所述水泵（5）安装在循环管上，用于控制集热器（1）和水箱（2）之间换热介质的循环。
2.根据权利要求1所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：还包光电转换装置，其括光电池板（7），该装置和水泵（5）的电源输入端相连接，用于给水泵（7）提供工作电源。
3.根据权利要求1或2所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述集热器（1）包含吸热体（11）和两条以上的呈光栅状设置的排管，吸热体（11）和排管相接触，给排管中的换热介质提供热量。
4.根据权利要求1或2所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述集热器（1）和水箱（2）共用一个保温层。
5.根据权利要求1或2所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述循环出水管（3）和循环进水管（6）位于产品内部，使用金属材料。
6.根据权利要求1或2所述的光电驱动的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述循环出水管（3）和循环进水管（6）位于产品外部，使用耐高温塑料材料。
7.根据权利要求2所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述光电池板（7）和水泵（5）位于水箱（2）的循环出水口（24）位置，水泵（5）连接在循环出水管（3）上。
8.根据权利要求2所述的集热储水集成式太阳能热水器，其特征在于：所述光电池板（7）和水泵（5）位于水箱（2）的循环进水口（21）位置，水泵（5）连接在循环进水管（6）上。
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