新型全天候平板太陽能熱水器及其制熱水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制熱水技術(shù)，具體涉及一種新型全天候平板太陽能熱水器及其制熱水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱水器是利用太陽能作為能源來加熱熱水，即是利用太陽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，太陽作為一種綠色能源，在建筑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]太陽能熱利用發(fā)展到今天，無論是在集熱器(亦稱吸熱器)的集熱效率方面，或是在性價比方面都取得了巨大的進(jìn)步。太陽能熱水器在中國具有非常廣闊的市場，并且隨著能源危機(jī)的不斷加劇，太陽能的利用受到了國家越來越大的重視。每平方米平板太陽能集熱器平均每個正常日照日，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)，在省錢的同時必將極大地改善地球的污染狀況。太陽能熱水器的優(yōu)點很多，甚至還可以開發(fā)出更多性能。
[0004]然而目前的平板(真空管)太陽能熱水器存在以下缺點:1、未能完全利用太陽能所產(chǎn)生的熱水，因為其工作原理是通過溫差控制水泵啟動，使水循環(huán)經(jīng)過集熱器，以獲得熱水，該熱水流向水箱后，推動水箱內(nèi)的冷水，流回集熱器，當(dāng)兩邊的水溫平衡時，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)集熱器太過笨重，安裝要求技術(shù)高、材料成本高；3、受太陽光照的限制，生產(chǎn)熱水受天氣的制約。4、平板太陽能熱水器與保溫水箱管路連接復(fù)雜安裝不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述的不足，本發(fā)明目的之一在于，提供一種能全天候使用，熱能利用率高，產(chǎn)水量大，制熱水效果好，且管路不易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象的新型全天候平板太陽能熱水器。
[0006]本發(fā)明目的之二在于，提供一種上述新型全天候平板太陽能熱水器的制熱水方法。
[0007]—種新型全天候平板太陽能熱水器，其包括平板太陽能集熱器、壓縮機(jī)、截流器和過濾器和內(nèi)部設(shè)有熱交換器的一體化保溫水箱，所述平板太陽能集熱器的介質(zhì)出口與所述壓縮機(jī)的進(jìn)口端相連接，該壓縮機(jī)的出口端與所述一體化保溫水箱內(nèi)的熱交換器的進(jìn)口端相連接，該熱交換器的出口端與所述過濾器的進(jìn)口端相連接，該過濾器的出口端通過所述截流器與所述平板太陽能集熱器的介質(zhì)入口相連接。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述平板太陽能集熱器包括平板架和若干并排在該平板架上的鋁合金吸熱導(dǎo)流片，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片從橫截面角度看，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片的中部設(shè)有介質(zhì)傳導(dǎo)管，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片的兩端對稱向下彎折，并垂直向下延伸，末端位置對稱向內(nèi)變折形成一用于增大與空氣的接觸面積和安裝定位的安裝定位部。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述介質(zhì)傳導(dǎo)管為一直徑為6?10毫米的銅管，所述鋁合金吸熱導(dǎo)流片的寬度為150毫米，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的黑鈦涂層。
[0010]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述一體化保溫水箱包括外箱和內(nèi)膽，該內(nèi)膽設(shè)置在所述外箱內(nèi)，且與該外箱內(nèi)壁之間形成夾層空間，該夾層空間內(nèi)填充有保溫材料，所述外箱的頂面設(shè)有安裝凹位，所述壓縮機(jī)和過濾器設(shè)置在該安裝凹位上。
[0011]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述安裝凹位上設(shè)有能將其開口封閉的蓋體。
[0012]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述外箱的外表面包覆有采用金屬材料制成的保溫外殼，所述內(nèi)膽的外表面包覆有隔熱膜，所述保溫材料為陶瓷復(fù)合材料，該陶瓷復(fù)合材料厚度為5?7CM。
[0013]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述熱交換器包括一管徑為8?12毫米，型號為不銹鋼316的盤管，該盤管設(shè)置在所述內(nèi)膽內(nèi)。
[0014]一種上述的新型全天候平板太陽能熱水器的制熱水方法，
[0015](I)將平板太陽能集熱器朝向太陽，用于將光能轉(zhuǎn)化為熱能，以將介質(zhì)從低溫度加熱到高的溫度，獲得較高溫度的介質(zhì)；
[0016](2)當(dāng)介質(zhì)達(dá)到預(yù)定的溫度時，壓縮機(jī)工作，對該較高溫度的介質(zhì)進(jìn)行加壓升溫，以獲得更高溫度的介質(zhì)，并將該更高溫度的介質(zhì)輸送到一體化保溫水箱的熱交換器；
[0017](3)熱交換器與一體化保溫水箱內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，以將一體化保溫水箱內(nèi)的水從低溫度加熱到高的溫度，獲得熱水；與此同時，更高溫度的介質(zhì)也從高的溫度降低到低溫度，形成低溫度的介質(zhì)；
[0018](4)低溫度的介質(zhì)經(jīng)過濾器的過濾后進(jìn)入截流器，并在截流器的截流作用下，介質(zhì)變冷回流至平板太陽能集熱器，等待新一輪的加熱；
[0019]重復(fù)步驟(2)至(4)，實現(xiàn)制熱水的目的。
[0020]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟(2)具體包括以下步驟:
[0021]在時間段9:00?16:00時，若平板太陽能集熱器內(nèi)的介質(zhì)的溫度達(dá)到35°C時，壓縮機(jī)工作，對該較高溫度的介質(zhì)進(jìn)行加壓升溫，以獲得更高溫度的介質(zhì)，并將該更高溫度的介質(zhì)輸送到一體化保溫水箱的熱交換器；
[0022]重復(fù)上述步驟，直至平板太陽能集熱器內(nèi)的介質(zhì)的溫度降到10°C時，壓縮機(jī)停止工作。
[0023]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟(2)具體還包括以下步驟:
[0024]在時間段16:00?23:00時，若所述一體化保溫水箱內(nèi)的水的溫度達(dá)不到預(yù)先設(shè)定的溫度時，強(qiáng)制壓縮機(jī)工作，對低溫度或較高溫度的介質(zhì)進(jìn)行加壓升溫，以獲得更高溫度的介質(zhì)，并將該更高溫度的介質(zhì)輸送到一體化保溫水箱的熱交換器；
[0025]重復(fù)上述步驟，直至一體化保溫水箱內(nèi)的水的溫度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度時，壓縮機(jī)停止工作。
[0026]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的新型全天候平板太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，利用逆卡諾循環(huán)工作原理，在陽光下吸收熱量的同時，還能在晚間通過溫差來吸收熱量，通過介質(zhì)流動實現(xiàn)熱量傳導(dǎo)，進(jìn)而將一體化保溫水箱內(nèi)的水加熱，實現(xiàn)全天候快速制熱水的目的，不僅有效簡化傳統(tǒng)太陽能熱水器在沒有陽光照射時，都是靠輔助加熱的復(fù)雜結(jié)構(gòu)還大大提升熱能利用率，產(chǎn)水量大，制熱水效果好；有效解決了傳統(tǒng)太陽能熱水器未能全部利用集熱器(亦稱吸熱器)所產(chǎn)生的熱水，避免不必要的熱量浪費(fèi)；而且平板太陽能集熱器采用平板式結(jié)構(gòu)設(shè)計，輕便、結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，有效解決了現(xiàn)有的平板集熱器太過于笨重、材料成本高、安裝難度大的問題。本發(fā)明提供的制熱水方法工藝簡潔，成本低，易于實現(xiàn)，能快速制得熱水，并且能充分利用太陽能，有效保證熱水的供應(yīng)質(zhì)量，滿足全天候人們所需的熱水，不僅達(dá)到節(jié)能目的，還大大降低使用成本，利于節(jié)能環(huán)保，給人們生活帶來便利，利于廣泛推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2是本發(fā)明中鋁合金吸熱導(dǎo)流片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]實施例:參見圖1和圖2，本發(fā)明實施例提供一種新型全天候平板太陽能熱水器，其包括平板太陽能集熱器1、壓縮機(jī)2、截流器3和過濾器4和內(nèi)部設(shè)有熱交換器5的一體化保溫水箱6，所述平板太陽能集熱器I的介質(zhì)出口與所述壓縮機(jī)2的進(jìn)口端相連接，該壓縮機(jī)2的出口端與所述一體化保溫水箱6內(nèi)的熱交換器5的進(jìn)口端相連接，該熱交換器5的出口端與所述過濾器4的進(jìn)口端相連接，該過濾器4的出口端通過所述截流器3與所述平板太陽能集熱器I的介質(zhì)入口相連接。
[0030]所述平板太陽能集熱器I包括平板架11和若干并排在該平板架11上的鋁合金吸熱導(dǎo)流片12，參見圖2，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片12從橫截面角度看，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片12的中部設(shè)有介質(zhì)傳導(dǎo)管121，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片12的兩端對稱向下彎折，并垂直向下延伸，末端位置對稱向內(nèi)變折形成一用于增大與空氣的接觸面積和安裝定位的安裝定位部122，整體呈“凹”字形。通過該安裝定位部122能快速將鋁合金吸熱導(dǎo)流片12安裝在平板架11上。安裝方便，簡單，而且輕便，便于運(yùn)輸、安裝和維護(hù)，有效解決了現(xiàn)有的平板集熱器太過于笨重、材料成本高、安裝難度大的問題。
[0031]本實施例中，較佳的，所述介質(zhì)傳導(dǎo)管121為一直徑為6?10毫米的銅管，所述鋁合金吸熱導(dǎo)流片12的寬度為150毫米，較佳的，該鋁合金吸熱導(dǎo)流片12的外表面涂覆有厚度為5?17 μ m的黑鈦涂層，有效提升吸熱效果。
[0032]所述一體化保溫水箱6包括外箱61和內(nèi)膽62,該內(nèi)膽62設(shè)置在所述外箱61內(nèi)，且與該外箱61內(nèi)壁之間形成夾層空間，該夾層空間內(nèi)填充有保溫材料63，所述外箱61的頂面設(shè)有安裝凹位，所述壓縮機(jī)2和過濾器4設(shè)置在該安裝凹位上。截流器3對應(yīng)過濾器4的上方位置設(shè)置在該安裝凹位的側(cè)壁上。所述外箱61的外表面包覆有采用金屬材料制成的保溫外殼，所述內(nèi)膽62的外表面包覆有隔熱膜，所述保溫材料63為陶瓷復(fù)合材料，該陶瓷復(fù)合材料厚度為5?7CM。保溫效果好，避免不必要的熱量浪費(fèi)。
[0033]所述安裝凹位上設(shè)有能將其開口封閉的蓋體7。有效保護(hù)壓縮機(jī)2和過濾器4不被損壞，延長使用壽命。
[0034]本實施例中，較佳的，所述熱交換器5包括一管徑為8?12毫米，型號為不銹鋼316的盤管，該盤管設(shè)置在所述內(nèi)膽62內(nèi)。該盤管的管徑優(yōu)選為12毫米，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，熱交換效果好。
[0035]一種上述的新型全天候平板太陽能熱水器的制熱水方法，
[0036](I)將平板太陽能集熱器I朝向太陽，用于將光能轉(zhuǎn)化為熱能，以將