一種太陽能熱水器的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器。
【背景技術】
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[0002]目前，我國的太陽能熱水器應用十分廣泛，但是人們日常使用太陽能熱水器的次數(shù)和總時間相對于其閑置時間而言少很多，常年絕大多數(shù)時間太陽能熱水器處于閑置的狀態(tài)，使太陽能熱水器里面產(chǎn)生的熱水的熱能白白損耗，太陽能利用率非常低，當夏季日照特別強烈時，太陽能熱水器內的水溫往往很高，長時間容易產(chǎn)生大量的水垢，對太陽能熱水器的水箱和管路造成損害，極大的縮短了太陽能熱水器的使用壽命，而當陰雨天等日照不足以及晚上無日照時，太陽能熱水器內的水溫往往又滿足不了人們的使用要求，人們需要啟動電加熱來使水溫升高，既浪費能源又造成了費用的支出，為了能更高效的利用太陽能熱水器的余熱，解決太陽能熱水器白天熱能白白流失，夜間需要另外電加熱的情況，人們提出了利用溫差發(fā)電產(chǎn)生可存儲的電能的方法，目前利用溫差發(fā)電的方式大都是在太陽能熱水器上加裝溫差發(fā)電貼片，利用溫差發(fā)電貼片兩側的溫差產(chǎn)生電能，但是這種發(fā)電方式產(chǎn)生電能的效率很低，而且由于太陽能熱水器內部熱水的溫度變化較大(與陽光、室外氣溫、用熱水情況等因素有關)，相應的熱水與外界環(huán)境的溫差變化也大，這就導致溫差發(fā)電材料的溫差發(fā)電電壓也變化大，有時可達到相差一倍以上，這就導致它給可充電電池充電的工況變化大，當熱水與外界環(huán)境的溫差很大時，溫差發(fā)電電壓會過高，使溫差發(fā)電電能在溫差發(fā)電材料內阻上的損耗增加，不利于溫差發(fā)電的效率，未能很好地解決太陽能熱水器余熱利用的問題。

【發(fā)明內容】

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[0003]本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術的不足，提供了一種太陽能熱水器，它結構設計合理，余熱利用率高，通過將白天產(chǎn)生的過高溫度的熱水的熱能轉化為電能存儲起來，當夜間或陰雨天氣時將存儲的電能通過電加熱器對水箱內的水進行加熱，自動調節(jié)熱水器內的水溫，既避免了水溫過高產(chǎn)生水垢影響太陽能熱水器的使用壽命，又大大提高了太陽能的利用效率，減小了熱能的白白損耗和額外電能的支出，增強了太陽能熱水器的適用性，解決了現(xiàn)有技術中存在的問題。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0005]一種太陽能熱水器，包括安裝在支撐架上的集熱器和水箱，一位于水箱外側的出水管路的一端與水箱一側相連通，出水管路的另一端經(jīng)一電磁閥與一設在蒸發(fā)器內部的熱交換管的上端相連，蒸發(fā)器內盛有浸沒熱交換管外表面的有機工質，熱交換管的下端與一回水管路的一端相連通，回水管路的另一端經(jīng)一循環(huán)水泵與水箱的另一側相連通，一位于蒸發(fā)器外側的工質蒸汽管道的一端與蒸發(fā)器的頂部相連通，工質蒸汽管道的另一端與一膨脹透平機的工質入口相連通，膨脹透平機的輸出軸與一發(fā)電機的輸入端相連，發(fā)電機的輸出端通過導線經(jīng)一逆變器與一蓄電池的輸入端相連，膨脹透平機的工質出口通過一連通管與一冷凝器的輸入端相連通，冷凝器的輸出端通過一工質回流管道經(jīng)一工質泵與蒸發(fā)器的底部相連通，在水箱的內部分別安裝有一電加熱器和一溫度傳感器，所述溫度傳感器、電磁閥和蓄電池分別通過導線與控制裝置相連，所述溫度傳感器、電磁閥、電加熱器、循環(huán)水泵和工質泵分別通過導線與蓄電池的輸出端相連。
[0006]所述發(fā)電機為三相同步發(fā)電機。
[0007]在蒸發(fā)器的頂端設有一泄壓閥。
[0008]所述蒸發(fā)器內的有機工質為五氟丙烷。
[0009]本發(fā)明采用上述方案，結構設計合理，余熱利用率高，通過將白天產(chǎn)生的過高溫度的熱水的熱能轉化為電能存儲起來，當夜間或陰雨天氣時將存儲的電能通過電加熱器對水箱內的水進行加熱，自動調節(jié)熱水器內的水溫，既避免了水溫過高產(chǎn)生水垢影響太陽能熱水器的使用壽命，又大大提高了太陽能的利用效率，減小了熱能的白白損耗和額外電能的支出，增強了太陽能熱水器的適用性，方便了人們的生活，有利于節(jié)能環(huán)保，適于廣泛推廣使用。
【附圖說明】
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[0010]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0011]圖中，1、集熱器，2、水箱，3、出水管路，4、電磁閥，5、蒸發(fā)器，6、回水管路，7、循環(huán)水泵，8、工質蒸汽管道，9、膨脹透平機，10、發(fā)電機，11、逆變器，12、蓄電池，13、連通管，14、冷凝器，15、工質回流管道，16、工質泵，17、電加熱器，18、溫度傳感器，19、泄壓閥，20、熱交換管。
【具體實施方式】
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[0012]為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過【具體實施方式】，并結合其附圖，對本發(fā)明進行詳細闡述。
[0013]如圖1所示，一種太陽能熱水器，包括安裝在支撐架上的集熱器I和水箱2，一位于水箱2外側的出水管路3的一端與水箱2 —側相連通，出水管路3的另一端經(jīng)一電磁閥4與一設在蒸發(fā)器5內部的熱交換管20的上端相連，蒸發(fā)器5內盛有浸沒熱交換管20外表面的有機工質，熱交換管20的下端與一回水管路6的一端相連通，回水管路6的另一端經(jīng)一循環(huán)水泵7與水箱2的另一側相連通，一位于蒸發(fā)器5外側的工質蒸汽管道的一端與蒸發(fā)器5的頂部相連通，工質蒸汽管道的另一端與一膨脹透平機9的工質入口相連通，膨脹透平機9的輸出軸與一發(fā)電機10的輸入端相連，發(fā)電機10的輸出端通過導線經(jīng)一逆變器11與一蓄電池12的輸入端相連，膨脹透平機9的工質出口通過一連通管13與一冷凝器14的輸入端相連通，冷凝器14的輸出端通過一工質回流管道15經(jīng)一工質泵16與蒸發(fā)器5的底部相連通，在水箱2的內部分別安裝有一電加熱器17和一溫度傳感器18，所述溫度傳感器18、電磁閥4和蓄電池12分別通過導線與控制裝置相連，所述溫度傳感器18、電磁閥4、電加熱器17、循環(huán)水泵7和工質泵16分別通過導線與蓄電池12的輸出端相連。
[0014]所述發(fā)電機10為三相同步發(fā)電機。三相同步發(fā)電機產(chǎn)生的電能工頻固定，發(fā)電品質大大高于三相異步發(fā)電機。
[0015]在蒸發(fā)器5的頂端設有一泄壓閥19。當蒸發(fā)器5管道發(fā)生意外堵塞、蒸發(fā)器5內部壓力過大時，有機工質蒸汽可經(jīng)泄壓閥19排出，避免蒸發(fā)器5發(fā)生意外爆炸。
[0016]所述蒸發(fā)器5內的有機工質為五氟丙烷。五氟丙烷的沸點為58.8°C，常溫下為液態(tài)，且在常溫常壓下非常穩(wěn)定，不燃，無毒性，健康危害程度低，滿足本發(fā)明對有機工質常溫下為穩(wěn)定液態(tài)、受熱易揮發(fā)以及不易燃燒，即使意外泄漏也不會對周圍環(huán)境造成危害的要求。
[0017]當白天日照充足時，太陽能熱水器吸收太陽能將存儲在水箱2內的水加熱，溫度傳感器18收集水溫信息并將收集到的水溫信息傳遞到控制裝置，控制裝置將水溫信息與其預先設定的水溫高值相比較，當水溫超過其設定溫度時，控制裝置控制電磁閥4開啟，高溫熱水經(jīng)出水管路3和電磁閥4進入到蒸發(fā)器5內的熱交換管20，蒸發(fā)器5內的有機工質吸收高溫熱水的熱能氣化、有機工質蒸汽經(jīng)工質蒸汽管道進入膨脹透平機9并推動其做功產(chǎn)生機械能，膨脹透平機9拖動發(fā)電機10發(fā)電，將機械能轉化為電能，產(chǎn)生的電能通過導線經(jīng)逆變器11存儲在蓄電池12中，有機工質蒸汽推動膨脹透平機9做功后，其壓力和溫度都大幅降低，轉化為相混合的氣液兩相從膨脹透平機9內流出經(jīng)連通管13進入冷凝器14冷凝變?yōu)槿合?，工質泵16將液相的有機工質泵入蒸發(fā)器5，完成一個做功循環(huán)。流過蒸發(fā)器5的高溫熱水經(jīng)有機工質汽化吸熱充分降溫后，由循環(huán)水泵7通過回水管路6泵入到水箱2內以降低水箱2內的水溫，避免水箱2內的水溫過高產(chǎn)生水垢，當水箱2內的水溫低于控制裝置設定的溫度高值時，控制裝置控制電磁閥4關閉，以保持水箱2內的適宜水溫。當夜間或陰雨天氣時，控制裝置將溫度傳感器18傳來的水溫信息與其預先設定的水溫低值相比較，當水溫低于其設定溫度時，控制裝置控制蓄電池12給電加熱器17供電，電加熱器17給水箱2內的水加熱，當水溫達到控制裝置內預先設定的適宜水溫時，控制裝置關閉電加熱器17，以保持水箱2內水的適宜溫度，方便人們隨時取用適宜溫度的熱水，本發(fā)明采用上述方案，結構設計合理，余熱利用率高，通過將白天產(chǎn)生的過高溫度的熱水的熱能轉化為電能存儲起來，當夜間或陰雨天氣時將存儲的電能通過電加熱器17對水箱2內的水進行加熱，自動調節(jié)熱水器內的水溫，既避免了水溫過高產(chǎn)生水垢影響太陽能熱水器的使用壽命，又大大提高了太陽能的利用效率，減小了熱能的白白損耗和額外電能的支出，增強了太陽能熱水器的適用性，方便了人們的生活，有利于節(jié)能環(huán)保，適于廣泛推廣使用。
[0018]上述【具體實施方式】不能作為對本發(fā)明保護范圍的限制，對于本技術領域的技術人員來說，對本發(fā)明實施方式所做出的任何替代改進或變換均落在本發(fā)明的保護范圍內。
[0019]本發(fā)明未詳述之處，均為本技術領域技術人員的公知技術。
【主權項】
1.一種太陽能熱水器，包括安裝在支撐架上的集熱器和水箱，其特征在于:一位于水箱外側的出水管路的一端與水箱一側相連通，出水管路的另一端經(jīng)一電磁閥與一設在蒸發(fā)器內部的熱交換管的上端相連，蒸發(fā)器內盛有浸沒熱交換管外表面的有機工質，熱交換管的下端與一回水管路的一端相連通，回水管路的另一端經(jīng)一循環(huán)水泵與水箱的另一側相連通，一位于蒸發(fā)器外側的工質蒸汽管道的一端與蒸發(fā)器的頂部相連通，工質蒸汽管道的另一端與一膨脹透平機的工質入口相連通，膨脹透平機的輸出軸與一發(fā)電機的輸入端相連，發(fā)電機的輸出端通過導線經(jīng)一逆變器與一蓄電池的輸入端相連，膨脹透平機的工質出口通過一連通管與一冷凝器的輸入端相連通，冷凝器的輸出端通過一工質回流管道經(jīng)一工質泵與蒸發(fā)器的底部相連通，在水箱的內部分別安裝有一電加熱器和一溫度傳感器，所述溫度傳感器、電磁閥和蓄電池分別通過導線與控制裝置相連，所述溫度傳感器、電磁閥、電加熱器、循環(huán)水泵和工質泵分別通過導線與蓄電池的輸出端相連。2.根據(jù)權利要求1所述的一種太陽能熱水器，其特征在于:所述發(fā)電機為三相同步發(fā)電機。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種太陽能熱水器，其特征在于:在蒸發(fā)器的頂端設有一泄壓閥。4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種太陽能熱水器，其特征在于:所述蒸發(fā)器內的有機工質為五氟丙烷。
【專利摘要】一種太陽能熱水器，包括安裝在支撐架上的集熱器和水箱，一位于水箱外側的出水管路的一端與水箱一側相連通，出水管路的另一端經(jīng)一電磁閥與一設在蒸發(fā)器內部的熱交換管的上端相連，蒸發(fā)器內盛有浸沒熱交換管外表面的有機工質，熱交換管的下端與一回水管路的一端相連通，回水管路的另一端經(jīng)一循環(huán)水泵與水箱的另一側相連通，一位于蒸發(fā)器外側的工質蒸汽管道的一端與蒸發(fā)器的頂部相連通。本發(fā)明結構設計合理，余熱利用率高，自動調節(jié)熱水器內的水溫，既避免了水溫過高產(chǎn)生水垢影響太陽能熱水器的使用壽命，又大大提高了太陽能的利用效率，減小了熱能的白白損耗和額外電能的支出，方便了人們的生活，有利于節(jié)能環(huán)保，適于廣泛推廣使用。
【IPC分類】F24H1/18, F24J2/00, F03G6/06, F24H9/20
【公開號】CN104913517
【申請?zhí)枴緾N201510368773
【發(fā)明人】江海艷
【申請人】山東華春新能源有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月29日