本實(shí)用新型涉及熱水器制造技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器。
背景技術(shù):
隨著世界范圍內(nèi)煤炭、石油等傳統(tǒng)能源日益枯缺,能源供應(yīng)緊張已成為制約一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。發(fā)展應(yīng)用太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等清潔能源成為中國(guó)當(dāng)代與未來(lái)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),太陽(yáng)能作為取之不盡的清潔能源正在被人類廣泛應(yīng)用,太陽(yáng)能熱水器正成為進(jìn)入普通百姓家庭的家用電器之一,產(chǎn)品普及處于平穩(wěn)增長(zhǎng)階段。太陽(yáng)能熱水器是利用太陽(yáng)能作為能源來(lái)加熱熱水,即是利用太陽(yáng)的能量將水從低溫度加熱到高溫度的裝置,是一種熱能產(chǎn)品,太陽(yáng)作為一種綠色能源,在建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。太陽(yáng)能熱利用發(fā)展到今天,無(wú)論是在集熱器(亦稱吸熱器)的集熱效率方面,或是在性價(jià)比方面都取得了巨大的進(jìn)步。太陽(yáng)能熱水器在中國(guó)具有非常廣闊的市場(chǎng),并且隨著能源危機(jī)的不斷加劇,太陽(yáng)能的利用受到了國(guó)家越來(lái)越大的重視。每平方米平板太陽(yáng)能集熱器平均每個(gè)正常日照日,可產(chǎn)生相當(dāng)于2.5度電的熱量,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤250公斤左右,可以減少700多公斤二氧化碳的排放量。太陽(yáng)能熱水器的廣泛運(yùn)用,包括生活用熱水,采暖,空調(diào),在省錢的同時(shí)必將極大地改善地球的污染狀況。太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)很多,甚至還可以開發(fā)出更多性能。
目前傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器的推廣遇到許多制約問(wèn)題,主要表現(xiàn)有:
一是對(duì)于南方來(lái)說(shuō),冬季低溫陽(yáng)光少,春季低溫陰雨無(wú)太陽(yáng),傳統(tǒng)家庭用的太陽(yáng)能熱水器制熱水量有限,很難滿足家庭全天候需要;有的家庭還要使用電能或燃?xì)鉄崴?,輔助能耗高,安裝空間有限。二是中國(guó)城市人口密集,高樓林立,樓頂空間有限,太陽(yáng)直射面少,受日照時(shí)間和位置的局限性約束大,特別在南方日照時(shí)間短。太陽(yáng)能熱水器集熱器真空管(平板集熱器)、蓄水箱與壓縮機(jī)分離、笨重,安裝不方便,能效低,空氣能熱水器也是如此,在南方難以滿足高層住戶安裝太陽(yáng)能熱水器的需求。
為了方便安裝及使用,人們發(fā)明了平板(真空管)太陽(yáng)能熱水器;然而目前平板(真空管)太陽(yáng)能熱水器存在以下缺點(diǎn):1、未能完全利用太陽(yáng)能所產(chǎn)生的熱水,因?yàn)槠涔ぷ髟硎峭ㄟ^(guò)溫差控制水泵啟動(dòng),使水循環(huán)經(jīng)過(guò)集熱器,以獲得熱水,該熱水流向水箱后,推動(dòng)水箱內(nèi)的冷水,流回集熱器,當(dāng)兩邊的水溫平衡時(shí),水泵停止工作,這樣就導(dǎo)致一部分水還遺留在集熱器中,造成不必要的熱能浪費(fèi);2、現(xiàn)有的平板( 真空管)集熱器太過(guò)笨重,安裝要求技術(shù)高、材料成本高;3、受太陽(yáng)光照的限制,生產(chǎn)熱水受天氣的制約。4、平板太陽(yáng)能熱水器與保溫水箱管路連接復(fù)雜安裝不便。因此,人們又發(fā)明了陽(yáng)臺(tái)壁掛式太空能熱水器。陽(yáng)臺(tái)壁掛式太空能熱水器,包括平板太陽(yáng)能集熱器、壓縮機(jī)、截流器和過(guò)濾器和內(nèi)部設(shè)有熱交換器的一體化保溫水箱,平板太陽(yáng)能集熱器安放在陽(yáng)臺(tái)或墻壁上,壓縮機(jī)、截流器和過(guò)濾器和內(nèi)部設(shè)有熱交換器的一體化保溫水箱,安裝成一圓柱狀或方形狀的一體水箱。陽(yáng)臺(tái)壁掛式太空能熱水器利用逆卡諾循環(huán)工作原理,在陽(yáng)光下吸收熱量的同時(shí),還能在晚間通過(guò)溫差來(lái)吸收熱量,通過(guò)介質(zhì)流動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱量傳導(dǎo),進(jìn)而將一體化保溫水箱內(nèi)的水加熱,實(shí)現(xiàn)全天候快速制熱水的目的。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),陽(yáng)臺(tái)壁掛式太空能熱水器有壓縮機(jī),需利用制冷介質(zhì)(氟利昂),安裝工藝要求高,制造成本較高,壓縮機(jī)的故障率也較高,壓縮機(jī)工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪音。
因此,市場(chǎng)急需全天候、24小時(shí)不受太陽(yáng)的限制,無(wú)需壓縮機(jī)的,安裝方便簡(jiǎn)單的,適宜城市高層建筑住戶方便安裝使用的太陽(yáng)能熱泵熱水器,能夠提供全天候使用、不受太陽(yáng)光照的限制、熱能高效利用、方便高樓安裝使用,安全、節(jié)能、成本低的熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器。公開文獻(xiàn)還未見報(bào)道有無(wú)壓縮機(jī)的太陽(yáng)能熱泵熱水器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是提供一種熱能利用率高,產(chǎn)水量大,制熱水效果好,安裝使用方便,制造成本低,無(wú)噪音,能全天候提供熱水的新型熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
一種熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器,其包括太陽(yáng)能吸熱板和保溫水箱,所述的太陽(yáng)能吸熱板背面安裝有多個(gè)液體換熱器,保溫水箱的上部通過(guò)熱水導(dǎo)管與液體換熱器的銅管上端連接,保溫水箱的下部通過(guò)冷水導(dǎo)管與液體換熱器的銅管下端連接;工作時(shí),通過(guò)電源控制器設(shè)定熱水溫度設(shè)定值,并啟動(dòng)電子熱泵,電子熱泵將太陽(yáng)能吸熱板及空氣中的熱量吸收并傳遞到銅板上,銅板的熱量通過(guò)熱傳遞,傳遞到銅管內(nèi)的水,銅管內(nèi)的水溫升高,熱水上浮,通過(guò)水路內(nèi)循環(huán),銅管內(nèi)的熱水通過(guò)熱水導(dǎo)管進(jìn)入保溫水箱,保溫水箱內(nèi)的冷水通過(guò)冷水管進(jìn)入銅管,不停的循環(huán),形成熱水自循環(huán)。
所述的液體換熱器包括保溫罩、電子熱泵和銅管,電子熱泵通過(guò)控制線路與電源控制器連接,電子熱泵吸熱的一面與太陽(yáng)能吸熱板背面連接,電子熱泵放熱的一面安裝有銅板,銅管安裝在銅板上;保溫罩將銅板、電子熱泵和銅管罩在太陽(yáng)能吸熱板的背面。銅板、電子熱泵和銅管與保溫罩之間不留有空氣,防止熱量跑失。電子熱泵即為熱電制冷器,熱電制冷的機(jī)理完全不同于蒸汽壓縮式制冷、吸收式制冷。它是以溫差電現(xiàn)象為基礎(chǔ)的制冷方法。用兩種不同的金屬絲相互連接在一起,形成一個(gè)閉合電路,把兩個(gè)連接點(diǎn)分別放在溫度不同的兩處,就會(huì)在兩個(gè)連接點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差--接觸電動(dòng)勢(shì)。同時(shí)閉合電路中就有電流通過(guò)。反過(guò)來(lái),將兩種不同的金屬線相互連接形成的閉合線路已通直流電,會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不同溫度的連接點(diǎn)。只要通以直流電,就會(huì)是其中一個(gè)連接點(diǎn)變熱,另一個(gè)連接點(diǎn)變冷。這就是帕爾帖效應(yīng),亦稱溫差電現(xiàn)象。生產(chǎn)冷端就是我們需要的制冷。熱電制冷器在工作時(shí)是作為一個(gè)熱泵,將熱量從一點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一點(diǎn),而不是普通的吸熱過(guò)程或者魔術(shù)般的將熱量消耗掉的過(guò)程。通電之后,熱電制冷器的一面會(huì)變冷而另一面變熱。被制冷一面的熱量將被傳遞到熱端,完全符合熱力學(xué)過(guò)程。為了完成一個(gè)熱流的循環(huán)過(guò)程,熱電制冷器的熱端必須要連接在一個(gè)合適的散熱器上,從而釋放掉從冷端傳遞過(guò)來(lái)的熱量和器件運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量。
所述的太陽(yáng)能吸熱板由多塊鋁合金吸熱板拼接而成,鋁合金吸熱板的前面設(shè)置有吸熱翅片。太陽(yáng)能吸熱板可以安裝在陽(yáng)臺(tái)上,吸收太陽(yáng)光的熱量,安裝管路較短,安裝較為方便,克服了傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器需安裝在樓頂,安裝管路較長(zhǎng),安裝困難。
所述的保溫水箱與熱水導(dǎo)管的連通位置比熱水出口的位置高。
所述的保溫水箱與冷水導(dǎo)管的連通位置比補(bǔ)水進(jìn)水口的位置低。
每個(gè)液體換熱器的銅板上都均布有兩根或兩根以上銅管,充分吸收銅板的熱量,加快電子熱泵散熱的同時(shí),還加快了保溫水箱內(nèi)水的自循環(huán)加熱。
所述的保溫罩由復(fù)合聚醚材料制成;
所述的由復(fù)合聚醚材料的原料和重量份數(shù)如下:
水溶性聚醚 50~65份;
聚苯乙烯 8~12份;
蛭石 8~12份;
聚乙烯醇 5~8份;
云母 2~5份;
氯甲基硅烷 2~4份;
三氧化二銻 2~3份;
所述的水溶性聚醚由以下重量份數(shù)的原料混合制成:
甘油聚醚樹脂5~7份、乙二醇醚樹脂3~5份、棕櫚油0.2~0.3份、催化劑N,N—二甲基環(huán)已胺0.2 ~0.4 份、固化劑二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份、去離子水水0.2 ~0.4 份。
隔熱層也可以用上述的原料制成。
本實(shí)用新型的熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是:
1、本實(shí)用新型的熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器,是經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)安裝使用中總結(jié)得到的,其熱能利用率高,產(chǎn)水量大,制熱水效果好,安裝使用方便,無(wú)噪音,制造成本低;本實(shí)用新型的熱水器也可全天候提供熱水需求,避免壓縮機(jī)工作產(chǎn)生的噪音,解決傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱泵熱水器使用壓縮機(jī),產(chǎn)生的高成本和高故障率的難題。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能吸熱板比真空管或普通平板集熱器重量減輕三分之二以上,吸熱效率高出35%。
2、本實(shí)用新型的太陽(yáng)能吸熱板可以安裝在陽(yáng)臺(tái)上,吸收太陽(yáng)光的熱量,安裝管路較短,方便高樓安裝使用,克服了傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器需安裝在樓頂,安裝管路較長(zhǎng),安裝困難;本實(shí)用新型的熱水器通過(guò)電子熱泵的熱轉(zhuǎn)換,比純電加熱的熱水器的熱效率高5倍以上;實(shí)現(xiàn)人們追求的沒有太陽(yáng)也能使用太陽(yáng)能熱水器的夢(mèng)想。
3、本實(shí)用新型的熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器的推廣應(yīng)用將廣泛應(yīng)用于城市家庭、中小型酒店、農(nóng)村等,為全面推廣和普及太陽(yáng)能熱水器和促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代提供新選擇,將極大地促進(jìn)國(guó)內(nèi)特別是廣西太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新與發(fā)展。
4、本實(shí)用新型采用的電子熱泵的工作電壓為12-36伏屬于安全電壓,不會(huì)造成觸電傷亡的風(fēng)險(xiǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1中液體換熱器的B-B向示意圖;
圖3為太陽(yáng)能吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為圖3中鋁合金吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中序號(hào)的名稱為:
1、太陽(yáng)能吸熱板,2、液體換熱器,3、保溫罩,4、銅板,5、電子熱泵,6、銅管,7、熱水導(dǎo)管,8、保溫水箱,9、冷水導(dǎo)管,10、控制線路,11、電源控制器,12、鋁合金吸熱板,13、吸熱翅片。
具體實(shí)施方式
為了更加詳細(xì)的介紹本實(shí)用新型,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖,對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖所示:
實(shí)施例1
本實(shí)用新型熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器,其包括太陽(yáng)能吸熱板1和保溫水箱8,所述的太陽(yáng)能吸熱板1背面安裝有多個(gè)液體換熱器2,保溫水箱8的上部通過(guò)熱水導(dǎo)管7與液體換熱器2的銅管6上端連接,保溫水箱8的下部通過(guò)冷水導(dǎo)管9與液體換熱器2的銅管6下端連接;
所述的液體換熱器2包括保溫罩3、電子熱泵5和銅管6,電子熱泵5通過(guò)控制線路10與電源控制器11連接,電子熱泵5吸熱的一面與太陽(yáng)能吸熱板1背面連接,電子熱泵5放熱的一面安裝有銅板4,銅管6安裝在銅板4上;保溫罩3將銅板4、電子熱泵5和銅管6罩在太陽(yáng)能吸熱板1的背面。
所述的太陽(yáng)能吸熱板1由多塊鋁合金吸熱板12拼接而成,鋁合金吸熱板12的前面設(shè)置有吸熱翅片13。
所述的保溫水箱8與熱水導(dǎo)管7的連通位置比熱水出口的位置高。
所述的保溫水箱8與冷水導(dǎo)管9的連通位置比補(bǔ)水進(jìn)水口的位置滴。
每個(gè)液體換熱器2的銅板4上都均布有兩根或兩根以上銅管6。
實(shí)施例2
本實(shí)用新型熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器,其包括太陽(yáng)能吸熱板1和保溫水箱8,所述的太陽(yáng)能吸熱板1背面安裝有多個(gè)液體換熱器2,保溫水箱8的上部通過(guò)熱水導(dǎo)管7與液體換熱器2的銅管6上端連接,保溫水箱8的下部通過(guò)冷水導(dǎo)管9與液體換熱器2的銅管6下端連接;
所述的液體換熱器2包括保溫罩3、電子熱泵5和銅管6,電子熱泵5通過(guò)控制線路10與電源控制器11連接,電子熱泵5吸熱的一面與太陽(yáng)能吸熱板1背面連接,電子熱泵5放熱的一面安裝有銅板4,銅管6安裝在銅板4上;保溫罩3將銅板4、電子熱泵5和銅管6罩在太陽(yáng)能吸熱板1的背面。
所述的太陽(yáng)能吸熱板1由多塊鋁合金吸熱板12拼接而成,鋁合金吸熱板12的前面設(shè)置有吸熱翅片13。
所述的保溫水箱8與熱水導(dǎo)管7的連通位置比熱水出口的位置高。
所述的保溫水箱8與冷水導(dǎo)管9的連通位置比補(bǔ)水進(jìn)水口的位置滴。
每個(gè)液體換熱器2的銅板4上都均布有兩根或兩根以上銅管6。
上述的保溫罩和隔熱層由復(fù)合聚醚材料制成;
所述的由復(fù)合聚醚材料的原料和重量份數(shù)如下:
水溶性聚醚 50~65份;
聚苯乙烯 8~12份;
蛭石 8~12份;
聚乙烯醇 5~8份;
云母 2~5份;
氯甲基硅烷 2~4份;
三氧化二銻 2~3份;
所述的水溶性聚醚由以下重量份數(shù)的原料混合制成:
甘油聚醚樹脂5~7份、乙二醇醚樹脂3~5份、棕櫚油0.2~0.3份、催化劑N,N—二甲基環(huán)已胺0.2 ~0.4 份、固化劑二月桂酸二丁基錫0.1~0.3份、去離子水水0.2 ~0.4 份。
本實(shí)用新型熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器的太陽(yáng)能吸熱板1可以安裝在陽(yáng)臺(tái)的護(hù)欄上,保溫水箱8安裝在室內(nèi),需要使用熱水時(shí),通過(guò)電源控制器11設(shè)定熱水溫度設(shè)定值,并啟動(dòng)電子熱泵5,電子熱泵5將太陽(yáng)能吸熱板1及空氣中的熱量吸收并傳遞到銅板4上,銅板4的熱量通過(guò)熱傳遞,傳遞到銅管6內(nèi)的水,銅管6內(nèi)的水溫升高,熱水上浮,通過(guò)水路內(nèi)循環(huán),銅管6內(nèi)的熱水通過(guò)熱水導(dǎo)管7進(jìn)入保溫水箱8,保溫水箱8內(nèi)的冷水通過(guò)冷水管9進(jìn)入銅管6,不停的循環(huán),當(dāng)保溫水箱8內(nèi)的熱水達(dá)到設(shè)定值后,電子熱泵5停止工作,完成熱水加熱。
應(yīng)用實(shí)施例
1、廣西南寧某公司,利于本實(shí)用新型的熱傳遞式無(wú)壓縮機(jī)太陽(yáng)能熱泵熱水器分別與真空管太陽(yáng)能熱水器、平板太陽(yáng)能熱水器和純電加熱熱水器相比,本實(shí)用新型采用的太陽(yáng)能吸熱板比真空管和普通平板集熱器重量減輕三分之二以上,吸熱效率高出35%以上,安裝制造成本比真空管太陽(yáng)能熱水器和平板太陽(yáng)能熱水器的低350元,相同的使用時(shí)間,真空管太陽(yáng)能熱水器和平板太陽(yáng)能熱水器分別出現(xiàn)2次和3次故障,本實(shí)用新型的熱水器未出現(xiàn)故障。本實(shí)用新型的熱水器比純電加熱的熱水器熱效率高5倍以上。
上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制,本實(shí)用新型也并不限于上述實(shí)例,本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員,在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi),作出的變化、改型、添加或替換,都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。