專利名稱：電輔助直接或間接式強制或自然循環(huán)太陽能熱水機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能熱水器，尤其是電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，電輔間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，電輔助直接式自然循環(huán)太陽能熱水機，和電輔助間接式自然循環(huán)太陽能熱水機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電輔助太陽能熱水器，是由太陽能集熱器、保溫水箱、電輔助加熱器、水泵、 溫度傳感器和控制器等構(gòu)成，分間接強制循環(huán)式、間接自然循環(huán)式、直接強制循環(huán)式和直接自然循環(huán)式4類。電輔助加熱器為1個，設(shè)在承壓保溫水箱的中部位置，電輔助加熱器的啟閉分兩種情況定時啟動——在設(shè)定的啟動時間，如果保溫水箱內(nèi)的自來水溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，溫度傳感器將信號傳送給控制器，控制器啟動電輔助加熱器加熱，直到保溫水箱內(nèi)的自來水溫度達到預(yù)設(shè)溫度，控制器自動關(guān)閉電輔助加熱器；如果保溫水箱內(nèi)的自來水溫度高于預(yù)設(shè)溫度時，溫度傳感器將信號傳送給控制器，控制器不啟動電輔助加熱器。強制啟動——如果需要臨時使用熱水，而此時保溫水箱內(nèi)的自來水溫度低于預(yù)設(shè)溫度，通過按鈕強制啟動電輔助加熱器加熱，直到保溫水箱內(nèi)的自來水溫度達到預(yù)設(shè)溫度，控制器自動關(guān)閉電輔助加熱器。這種結(jié)構(gòu)的太陽能熱水器，存在以下缺陷一是太陽能熱水器正常僅用于洗澡(定時用熱水)時，如果太陽能能量不足，輔助加熱只能加熱中部以上水箱中的水，熱水供應(yīng)能力只有太陽能加熱時的一半，出現(xiàn)供熱水量不足；二是如果熱水器需隨時供應(yīng)熱水， 電輔助常開，只有水箱下部能儲存太陽能，降低了太陽能熱水器的效率；三是在定時供應(yīng)熱水工況下，需要臨時用熱水時，加熱時間長。保溫水箱容積越大，上述缺陷越突出。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種電輔助直接或間接式強制或自然循環(huán)太陽能熱水機，滿足現(xiàn)代家庭對熱水使用的需要隨時能滿足廚房、洗刷等少量熱水需要，晚上或早晨洗浴時大量熱水需要，而且太陽能利用率高、節(jié)能效果好。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取下述技術(shù)方案本實用新型一種電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器、保溫水箱、水泵、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱下部的冷水出口通過管路且經(jīng)所述水泵與太陽能集熱器下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱強制循環(huán)回路；保溫水箱的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有三個，其為分別在保溫水箱內(nèi)的上部、 下部及太陽能集熱器上部的熱水出口處設(shè)置的第一、第二及第三溫度傳感器。所述控制器分別與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一電輔助加熱器、第二電輔助加熱器及水泵電連接，用于依據(jù)溫度變化以控制第一電輔助加熱器、第二電輔助加熱器及水泵的啟動與關(guān)閉。第二電輔助加熱器和相應(yīng)的第一溫度傳感器組成獨立的電輔助加熱控制系統(tǒng)。第二電輔助加熱器位置以上的水箱容量為10-50升。一種電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器、保溫水箱、水泵、 膨脹罐、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱內(nèi)的熱交換器的入口連通，所述熱交換器的出口通過管路且經(jīng)所述水泵和膨脹罐與太陽能集熱器下部的熱媒流入口連通，構(gòu)成太陽能熱媒加熱強制循環(huán)回路；保溫水箱的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有三個，其為分別在保溫水箱內(nèi)的上部、下部及太陽能集熱器上部的熱媒流出口處設(shè)置的第一、第二及第三溫度傳感器。所述控制器分別與所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一電輔助加熱器、第二電輔助加熱器及水泵電連接，用于依據(jù)溫度變化以控制第一電輔助加熱器、第二電輔助加熱器及水泵的啟動與關(guān)閉。第二電輔助加熱器和相應(yīng)的第一溫度傳感器組成獨立的電輔助加熱控制系統(tǒng)。第二電輔助加熱器位置以上的水箱容量為10-50升。一種電輔助直接式自然循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器、保溫水箱、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱下部的冷水出口通過管路與太陽能集熱器下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有兩個，其為分別在保溫水箱內(nèi)的上部、下部設(shè)置的第一、第二溫度傳感器。一種電輔助間接式自然循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器、保溫水箱、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱內(nèi)的套管式熱交換器的入口連通，所述套管式熱交換器的出口通過管路與太陽能集熱器下部的熱媒流入口連通，構(gòu)成太陽能熱媒加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有兩個，其為分別在保溫水箱內(nèi)的上部、下部設(shè)置的第一、 第二溫度傳感器。本實用新型的有益效果是由于采用了上述技術(shù)方案，設(shè)置了兩個電輔助加熱器， 其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部，與只將一個電輔助加熱器設(shè)置在保溫水箱中部的現(xiàn)有技術(shù)相比，一是在保障隨時可以使用熱水的工況下，提高了水箱儲存太陽能的能力，同時也可以增加太陽能集熱系統(tǒng)效率?，F(xiàn)在家庭的熱水需求，除洗浴時需求大量的熱水外，平時廚房(洗碗等)、洗刷(刷牙、洗臉、洗手等)等需要少量的熱水，當太陽能不足保溫水箱上部的自來水溫度低于預(yù)設(shè)溫度時，較小功率的第二電輔助加熱器立即啟動，只將保溫水箱上部的自來水加熱到預(yù)設(shè)溫度，根據(jù)液體熱傳遞原理和溫度分層原理，液體上面的熱量向下傳遞非常微小和緩慢，這就在保溫水箱上部形成了一個可供使用的較小容積的熱水區(qū)；而下部大量的容積用于儲存太陽能集熱系統(tǒng)傳輸來的能量，儲熱容積越大，儲熱量就越多；儲熱容積增加后，儲存相同能量的溫度降低，這樣就會提高集熱系統(tǒng)的效率。二是增加了在輔助加熱工況下的熱水輸出量。由于較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置在水箱底部，太陽能不足時，自動定時啟動第一輔助加熱器，可以將整個水箱的水加熱，這樣就不會減少在輔助加熱工況下減少熱水輸出，能較好的滿足熱水需求；與現(xiàn)有技術(shù)相比，較大功率的第一電輔助加熱器的設(shè)置位置由中部移至下部，即更靠近保溫水箱底部，可以挖掘保溫水箱下部的儲水空間。 上述有益效果，隨保溫水箱容積的增大，愈加顯著。

圖1是本實用新型電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型電輔助直接式自然循環(huán)太陽能熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型電輔助間接式自然循環(huán)太陽能熱水機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
第一種實施方式如圖1所示，本實用新型一種電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器1、保溫水箱2、水泵3、較大功率的第一電輔助加熱器4、較小功率的第二電輔助加熱器5和控制器，所述太陽能集熱器1上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱2中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱2下部的冷水出口通過管路且經(jīng)所述水泵3與太陽能集熱器 1下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱強制循環(huán)回路；保溫水箱2的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，所述較大功率的第一電輔助加熱器4設(shè)置于保溫水箱2內(nèi)的下部， 所述較小功率的第二電輔助加熱器5設(shè)置于保溫水箱2內(nèi)的上部；在保溫水箱2內(nèi)的上部設(shè)有第一度傳感器6、在保溫水箱2內(nèi)的下部設(shè)有第二溫度傳感器7、在太陽能集熱器1上部的熱水出口處設(shè)有第三溫度傳感器8，所述控制器分別與所述第一溫度傳感器6、第二溫度傳感器7、第三溫度傳感器8、第一電輔助加熱器4、第二電輔助加熱器5及水泵3電連接， 用于依據(jù)溫度變化以控制第一電輔助加熱器4、第二電輔助加熱器5及水泵3的啟動與關(guān)閉優(yōu)選將第二電輔助加熱器5和第一溫度傳感器6設(shè)計成獨立的電輔助加熱控制系統(tǒng)； 優(yōu)選將第二電輔助加熱器5位置以上的水箱容量設(shè)計為10-50升。第二種實施方式圖2示出了本實用新型的第二種實施方式電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機。其與第一種實施方式的不同之處僅在于太陽能加熱回路不同。第一種實施方式的太陽能加熱回路為太陽能加熱強制循環(huán)回路，本實施方式的太陽能加熱回路為太陽能熱媒加熱強制循環(huán)回路，所述太陽能集熱器1上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱2內(nèi)的熱交換器的入口連通，所述熱交換器的出口通過管路且經(jīng)所述水泵3和膨脹罐9與太陽能集熱器1下部的熱媒流入口連通。第三種實施方式[0025]圖3示出了本實用新型的第三種實施方式電輔助直接式自然循環(huán)太陽能熱水機。它包括太陽能集熱器1、保溫水箱2、較大功率的第一電輔助加熱器4、較小功率的第二電輔助加熱器5和控制器，所述太陽能集熱器1上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱2 中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱2下部的冷水出口通過管路與太陽能集熱器1下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱2的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其中較大功率的第一電輔助加熱器4設(shè)置于保溫水箱2內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器5設(shè)置于保溫水箱2內(nèi)的上部；在保溫水箱2內(nèi)的上部、下部分別設(shè)有第一、第二溫度傳感器6、7。第四種實施方式圖4示出了本實用新型的第四種實施方式電輔助間接式自然循環(huán)太陽能熱水機。它包括太陽能集熱器1、保溫水箱2、較大功率的第一電輔助加熱器4、較小功率的第二電輔助加熱器5和控制器，所述太陽能集熱器1上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱2內(nèi)的套管式熱交換器的入口連通，所述套管式熱交換器的出口通過管路與太陽能集熱器1下部的熱媒流入口連通，構(gòu)成太陽能熱媒加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱2的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其中較大功率的第一電輔助加熱器4設(shè)置于保溫水箱2 內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器5設(shè)置于保溫水箱2內(nèi)的上部；在保溫水箱2內(nèi)的上部、下部分別設(shè)有第一、第二溫度傳感器6、7。
權(quán)利要求1.一種電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器(1)、保溫水箱(2)、 水泵(3)、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器(1)上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱(2)中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱(2)下部的冷水出口通過管路且經(jīng)所述水泵(3)與太陽能集熱器(1)下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱強制循環(huán)回路；保溫水箱(2)的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其特征在于所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器(4)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器(5)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有三個，其為分別在保溫水箱(2)內(nèi)的上部、下部及太陽能集熱器(1)上部的熱水出口處設(shè)置的第一、第二及第三溫度傳感器(6、7、8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于所述控制器分別與所述第一溫度傳感器(6)、第二溫度傳感器(7)、第三溫度傳感器(8)、第一電輔助加熱器(4)、第二電輔助加熱器(5)及水泵(3)電連接，用于依據(jù)溫度變化以控制第一電輔助加熱器(4)、第二電輔助加熱器(5)及水泵(3)的啟動與關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于第二電輔助加熱器(5)和相應(yīng)的第一溫度傳感器(6)組成獨立的電輔助加熱控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電輔助直接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于第二電輔助加熱器(5)位置以上的水箱容量為10-50升。
5.一種電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器(1)、保溫水箱(2)、 水泵(3)、膨脹罐(9)、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器(1)上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱(2)內(nèi)的熱交換器的入口連通，所述熱交換器的出口通過管路且經(jīng)所述水泵(3 )和膨脹罐(9 )與太陽能集熱器(1)下部的熱媒流入口連通，構(gòu)成太陽能熱媒加熱強制循環(huán)回路；保溫水箱(2)的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其特征在于所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器(4)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器(5)設(shè)置于保溫水箱 (2)內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有三個，其為分別在保溫水箱(2)內(nèi)的上部、下部及太陽能集熱器(1)上部的熱媒流出口處設(shè)置的第一、第二及第三溫度傳感器(6、7、8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于所述控制器分別與所述第一溫度傳感器(6)、第二溫度傳感器(7)、第三溫度傳感器(8)、第一電輔助加熱器(4)、第二電輔助加熱器(5)及水泵(3)電連接，用于依據(jù)溫度變化以控制第一電輔助加熱器(4)、第二電輔助加熱器(5)及水泵(3)的啟動與關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于第二電輔助加熱器(5)和相應(yīng)的第一溫度傳感器(6)組成獨立的電輔助加熱控制系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電輔助間接式強制循環(huán)太陽能熱水機，其特征在于第二電輔助加熱器(5)位置以上的水箱容量為10-50升。
9.一種電輔助直接式自然循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器(1)、保溫水箱(2)、 電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器(1)上部的熱水出口通過管路與所述保溫水箱(2)中上部的熱水入口連通，所述保溫水箱(2)下部的冷水出口通過管路與太陽能集熱器(1)下部的冷水入口連通，構(gòu)成太陽能加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱(2)的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其特征在于所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器(4)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器(5)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有兩個，其為分別在保溫水箱(2)內(nèi)的上部、下部設(shè)置的第一、第二溫度傳感器(6、7)。
10. 一種電輔助間接式自然循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器(1)、保溫水箱(2)、 電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述太陽能集熱器(1)上部的熱媒流出口通過管路與所述保溫水箱(2)內(nèi)的套管式熱交換器的入口連通，所述套管式熱交換器的出口通過管路與太陽能集熱器(1)下部的熱媒流入口連通，構(gòu)成太陽能熱媒加熱自然循環(huán)回路；保溫水箱(2)的下部和上部分別設(shè)有自來水入口和熱水出口，其特征在于所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器(4)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器(5)設(shè)置于保溫水箱(2)內(nèi)的上部；所述溫度傳感器有兩個，其為分別在保溫水箱(2)內(nèi)的上部、下部設(shè)置的第一、第二溫度傳感器(6、7)。
專利摘要本實用新型公開了一種電輔助直接或間接式強制或自然循環(huán)太陽能熱水機，包括太陽能集熱器、保溫水箱、電輔助加熱器、溫度傳感器和控制器，所述電輔助加熱器有功率大小不等的兩個，其中較大功率的第一電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的下部，較小功率的第二電輔助加熱器設(shè)置于保溫水箱內(nèi)的上部；所述溫度傳感器至少有兩個，其為分別在保溫水箱內(nèi)的上部、下部設(shè)置的第一、第二溫度傳感器。本實用新型能滿足現(xiàn)代家庭對熱水使用的需要隨時滿足廚房、洗刷等少量熱水需要，晚上或早晨洗浴時大量熱水需要，而且太陽能利用率高、節(jié)能效果好。
文檔編號F24J2/00GK202166203SQ20112024968
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者傅莉霞, 周鑫發(fā), 張建高 申請人:浙江中新能源發(fā)展有限公司