一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種不需或需少量電能等外界動(dòng)力自驅(qū)動(dòng)的新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅適用家用太陽(yáng)能熱水器，也同時(shí)適用于酒店賓館等場(chǎng)所的大型太陽(yáng)能熱水器。本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，將第二水管與第一水管分開(kāi)單獨(dú)設(shè)置，通過(guò)三通閥的調(diào)節(jié)可形成一個(gè)封閉的回路，增加了不消耗電能或少量消耗電能的葉輪，驅(qū)動(dòng)封閉回路中的熱水循環(huán)流動(dòng)，可隨時(shí)為用戶提供熱水，不僅避免了現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器用之前要放涼水的過(guò)程，節(jié)約了水資源，還實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的充分利用，保證全年尤其是冬季太陽(yáng)能熱水器的正常使用。
【專利說(shuō)明】
-種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，太陽(yáng)能熱水器已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，為人們提供生活熱水。但使用時(shí)，從水龍頭中放出來(lái)的先是連接水龍頭與熱水器儲(chǔ)水箱的管道中的冷水，這些涼水放完后，才能放出儲(chǔ)水桶的熱水，這就是人們經(jīng)常說(shuō)的太陽(yáng)能熱水器的“一盆冷水”問(wèn)題。由于熱水器與室內(nèi)控制閥的連接管道一般沒(méi)有保溫，所以用水閥關(guān)閉后，管道中的水停止流動(dòng)，水的熱量會(huì)很快散失，溫度快速下降，通常十幾分鐘后管道中的溫度就跟環(huán)境溫度一樣了，且環(huán)境溫度越低，管道中水的溫度下降的越快，再次用水時(shí)，仍需放出管道中的冷水才會(huì)有熱水放出。這樣造成了水資源的極大浪費(fèi)。用于多個(gè)房間的大型太陽(yáng)能熱水器，所用連接管道更長(zhǎng)，其中蓄存的水量更大，由此引起的水資源浪費(fèi)更嚴(yán)重。
[0003]太陽(yáng)能熱水器的使用具有明顯的季節(jié)性，夏秋季制熱水效果較好，而冬季時(shí)，由于氣溫較低，連接太陽(yáng)能熱水器與室內(nèi)閥門的管道極易被凍結(jié)，導(dǎo)致太陽(yáng)能熱水器無(wú)法使用，用戶常常需另外購(gòu)置熱水器來(lái)保障冬季的熱水使用，增加了額外的費(fèi)用支出。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中解決上述問(wèn)題的方法主要有以下幾種。一是采用保溫材料包裹管道，有一定的效果但保溫作用并不好，管道中水的熱量仍然流失很快;二是采用電伴熱帶包覆整個(gè)室外管道，給電伴熱帶通電來(lái)實(shí)現(xiàn)管道保溫，消耗電能。這種兩種方法均為被動(dòng)保溫，并且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，上述保溫材料均會(huì)產(chǎn)生不同程度的老化，損耗電能，保溫效果不佳。
[0005]三是結(jié)合以上兩種方法的同時(shí)采用管道循環(huán)的方法，就是在太陽(yáng)能熱水器中設(shè)置循環(huán)水管，水管其間加裝循環(huán)栗，使得管道中的水與儲(chǔ)水桶中的水進(jìn)行循環(huán)從而達(dá)到保溫效果，該方法可以用于酒店等大規(guī)模用水的場(chǎng)所，由于熱水需求量比較大，循環(huán)栗消耗電能的相對(duì)成本還可接受，但仍以單純消耗電能驅(qū)動(dòng)循環(huán)的工作方式并不環(huán)保;該方法尤其不適用于家用太陽(yáng)能熱水器，因?yàn)榧矣锰?yáng)能熱水器使用熱水量相對(duì)較少，不能形成使用熱水的規(guī)?；?，采用電能驅(qū)動(dòng)循環(huán)栗帶動(dòng)熱水循環(huán)的方法性價(jià)比不高，也不具有推廣應(yīng)用的普遍性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供一種不需或需少量電能等外界動(dòng)力自驅(qū)動(dòng)的新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅適用家用太陽(yáng)能熱水器，也同時(shí)適用于酒店賓館等場(chǎng)所的大型太陽(yáng)能熱水器。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案和運(yùn)行原理如下:
[0008]—種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)包括儲(chǔ)水桶、集熱管束、基管、第一水管、三通閥、熱水出水管、冷水進(jìn)水管、第二水管、副集熱管、副儲(chǔ)水桶、加熱管、排量活塞、第一連桿、曲柄、冷卻管、動(dòng)力活塞、第二連桿、連接管、葉輪、輔助電加熱器。第一水管、第二水管與儲(chǔ)水桶可組成一個(gè)循環(huán)回路，在用戶不用水時(shí)，儲(chǔ)水桶中的熱水在葉輪帶動(dòng)下在回路中循環(huán)流動(dòng)，用戶使用熱水時(shí)打開(kāi)三通閥就可放出熱水。
[0009]工作時(shí)，集熱管束吸收太陽(yáng)的輻射熱，制取熱水存在儲(chǔ)水桶中。調(diào)節(jié)裝置的三通閥，可實(shí)現(xiàn)用戶放熱水、給太陽(yáng)能熱水器上水、使第一水管、第二水管與儲(chǔ)水桶組成連通回路。副集熱管吸收太陽(yáng)能后制取熱水并存在副儲(chǔ)水桶中，副儲(chǔ)水桶中的熱水為加熱管、排量活塞、第一連桿、曲柄、連接管、冷卻管、動(dòng)力活塞、第二連桿組成的驅(qū)動(dòng)裝置提供驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使儲(chǔ)水桶中的熱水在回路中流動(dòng)，以隨時(shí)為用戶提供熱水。
[0010]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步:將第二水管與第一水管分開(kāi)單獨(dú)設(shè)置，通過(guò)三通閥的調(diào)節(jié)可形成一個(gè)封閉的回路，增加了不消耗電能或少量消耗電能的葉輪，驅(qū)動(dòng)封閉回路中的熱水循環(huán)流動(dòng)，可隨時(shí)為用戶提供熱水，不僅避免了現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器用之前要放涼水的過(guò)程，節(jié)約了水資源，還實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能的充分利用，保證全年尤其是冬季太陽(yáng)能熱水器的正常使用。與純電動(dòng)水栗驅(qū)使水流動(dòng)相比，運(yùn)行費(fèi)用更低?？梢?jiàn)，本發(fā)明提出的不需或需較少外界動(dòng)力的新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)具有顯著的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和有益效果。
[0011]【附圖說(shuō)明】:
[0012]圖1為本發(fā)明的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的另一種能為多個(gè)用戶提供熱水的新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0014]其中，儲(chǔ)水桶1、集熱管束2、基管3、第一水管4、三通閥5、熱水出水管6、冷水進(jìn)水管
7、第二水管8、副集熱管9、副儲(chǔ)水桶10、加熱管11、排量活塞12、第一連桿13、曲柄14、冷卻管15、動(dòng)力活塞16、第二連桿17、連接管18、葉輪19、輔助電加熱器20、熱水出水管6-1、上水閥21、熱水出水閥22。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方式做詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1:如圖1所示，一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)包括儲(chǔ)水桶1、集熱管束2、基管3、第一水管4、三通閥5、熱水出水管6、冷水進(jìn)水管7、第二水管8、副集熱管9、副儲(chǔ)水桶10、加熱管11、排量活塞12、第一連桿13、曲柄14、冷卻管15、動(dòng)力活塞16、第二連桿17、連接管18、葉輪19、輔助電加熱器20;儲(chǔ)水桶I連接集熱管束2，集熱管束2連接基管3，儲(chǔ)水桶I連接第一水管4和第二水管8，第一水管4連接第二水管8，第二水管8連接三通閥5，三通閥5連接熱水出水管6和冷水進(jìn)水管7;副集熱管9與副儲(chǔ)水桶10連接，輔助電加熱器20置于副儲(chǔ)水桶10內(nèi)；加熱管11左側(cè)三分之二部分置于副儲(chǔ)水桶10中，右側(cè)三分之一部分露于副儲(chǔ)水桶10外部;加熱管11中設(shè)置排量活塞12，排量活塞12將加熱管11隔成密閉的左側(cè)腔和右側(cè)腔;冷卻管15中設(shè)置動(dòng)力活塞16，動(dòng)力活塞16將冷卻管15左側(cè)間隔成密閉左側(cè)腔;加熱管11的右側(cè)腔通過(guò)連接管18與冷卻管15的左側(cè)腔連接;排量活塞12通過(guò)第一連桿13與曲柄14連接，動(dòng)力活塞16通過(guò)第二連桿17與曲柄14連接，曲柄14與葉輪19連接，葉輪19在第一水管4中。其中，加熱管11和冷卻管15的密閉腔中氣體為空氣。
[0017]該熱水器系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，集熱管束2吸收太陽(yáng)的輻射熱，制取熱水存在儲(chǔ)水桶I中。通過(guò)調(diào)節(jié)裝置中的三通閥5，可使第一水管4與熱水出水管6、第一水管4與第二水管8、第二水管8與冷水進(jìn)水管7分別連通，并分別實(shí)現(xiàn)如下三個(gè)功能:用戶放熱水;使第一水管4、第二水管8與儲(chǔ)水桶I組成回路;給太陽(yáng)能熱水器上水。用戶放熱水時(shí)，調(diào)節(jié)裝置中的三通閥5，使第一水管4與熱水出水管6連通，直接有熱水放出。關(guān)閉三通閥5，使第一水管4、第二水管8與儲(chǔ)水桶I組成回路，此時(shí)，副集熱管9吸收太陽(yáng)能的輻射熱制取熱水并存儲(chǔ)于副儲(chǔ)水桶10中，副儲(chǔ)水桶10中的熱水將熱量傳給加熱管11，加熱管11左側(cè)腔的空氣受熱膨脹，推動(dòng)排量活塞12向右移動(dòng)，推動(dòng)第一連桿13帶動(dòng)曲柄14轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，排量活塞12右側(cè)腔的空氣被壓縮后沿連接管18向冷卻管15流動(dòng)，推動(dòng)動(dòng)力活塞16向右移動(dòng)，推動(dòng)第二連桿17帶動(dòng)曲柄14轉(zhuǎn)動(dòng);冷卻管15中動(dòng)力活塞16向右移動(dòng)過(guò)程中，冷卻管15的左側(cè)腔體積增加，在冷卻管15外側(cè)空氣的冷卻下，冷卻管15左側(cè)腔中的溫度下降，空氣收縮，動(dòng)力活塞16向左移動(dòng)，再將空氣沿連接管18壓回加熱管11的右側(cè)腔，從而推動(dòng)排量活塞12向左移動(dòng)，如此往復(fù)，曲柄14驅(qū)動(dòng)葉輪19旋轉(zhuǎn)，驅(qū)使儲(chǔ)水桶I中的熱水在回路中循環(huán)流動(dòng)。給太陽(yáng)能熱水器上水時(shí)，調(diào)節(jié)三通閥使得第二水管8與冷水進(jìn)水管7連通，冷水進(jìn)入熱水器實(shí)現(xiàn)上水功能。
[0018]實(shí)施例2:如圖2所示，一種為多個(gè)用戶提供熱水的新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的區(qū)別在于去掉了三通閥5、熱水出水管6，增加了熱水出水管6-1、上水閥21、熱水出水閥22;連接方式不同于實(shí)施例1的是第一水管4通過(guò)管道連接熱水出水閥22，熱水出水閥22連接熱水出水管6-1，第二水管8連接上水閥21，上水閥21連接冷水進(jìn)水管7。其中，熱水出水閥22和熱水出水管6-1可根據(jù)實(shí)際使用需要設(shè)置其數(shù)量。
[0019]該實(shí)施例可以為多個(gè)用戶/房間提供熱水，該熱水器運(yùn)行與實(shí)施例1基本一致，區(qū)別在于:用戶放熱水時(shí)，打開(kāi)一個(gè)/多個(gè)熱水出水閥22，熱水就從對(duì)應(yīng)的熱水出水管6-1流出；上水時(shí)，打開(kāi)上水閥21，冷水由冷水進(jìn)水管7進(jìn)入熱水器實(shí)現(xiàn)上水功能。該實(shí)施例的技術(shù)方案可以替代現(xiàn)有酒店賓館等場(chǎng)所使用的電能驅(qū)動(dòng)循環(huán)栗推動(dòng)管道熱水循環(huán)的技術(shù)方案，在具有相同循環(huán)效果的同時(shí)明顯的降低了電能消耗，技術(shù)上具有顯著的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)，因此，適用于酒店賓館等場(chǎng)所的大型太陽(yáng)能熱水器。
[0020]實(shí)施例3:該實(shí)施例設(shè)計(jì)和工作原理與實(shí)施例1或2—致，區(qū)別在于將加熱管11左側(cè)三分之二部分置于儲(chǔ)水桶I中，同時(shí)在儲(chǔ)水桶I中設(shè)置輔助電加熱器20，去掉副集熱管9、副儲(chǔ)水桶10，這樣加熱管11中的熱量也可直接由儲(chǔ)水桶I中的熱水提供，進(jìn)一步降低了該套系統(tǒng)的產(chǎn)品成本。該實(shí)施例3的運(yùn)行與實(shí)施例1或2基本一致。
[0021]實(shí)施例1、2、3中的輔助電加熱器20在陰天、雨雪天等光照不足的氣象條件下工作，加熱水以驅(qū)動(dòng)上述循環(huán)動(dòng)作。上述實(shí)施例中，加熱管11外側(cè)可加翅片增強(qiáng)吸熱效果，冷卻管15外側(cè)可加翅片輔助冷卻散熱;集熱管束2也可采用集熱板;儲(chǔ)水桶I可與集熱管束或集熱板分開(kāi)的箱/桶體代替。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，包括儲(chǔ)水桶(I)、集熱管束(2)、基管(3)，其特征在于還包括第一水管(4)、三通閥(5 )、熱水出水管(6)、冷水進(jìn)水管(7)、第二水管(8)、副集熱管(9)、副儲(chǔ)水桶(10)、加熱管(11)、排量活塞(12)、第一連桿(13)、曲柄(14)、冷卻管(15)、動(dòng)力活塞(16)、第二連桿(17)、連接管(18)、葉輪(19)、輔助電加熱器(20);儲(chǔ)水桶(I)連接集熱管束(2)，集熱管束(2)連接基管(3)，儲(chǔ)水桶(I)連接第一水管(4)和第二水管(8)，第一水管(4)連接第二水管(8)，第二水管(8)連接三通閥(5)，三通閥(5)連接熱水出水管(6)和冷水進(jìn)水管(7);副集熱管(9)與副儲(chǔ)水桶(10)連接，輔助電加熱器(20)置于副儲(chǔ)水桶(10)內(nèi)；加熱管(II)左側(cè)三分之二部分置于副儲(chǔ)水桶(10)中，右側(cè)三分之一部分露于副儲(chǔ)水桶(10)外部;加熱管(11)中設(shè)置排量活塞(12)，排量活塞(12)將加熱管(11)隔成密閉的左側(cè)腔和右側(cè)腔;冷卻管(15)中設(shè)置動(dòng)力活塞(16)，動(dòng)力活塞(16)將冷卻管(15)左側(cè)間隔成密閉左側(cè)腔;加熱管(11)的右側(cè)腔通過(guò)連接管(18)與冷卻管(15)的左側(cè)腔連接;排量活塞(12)通過(guò)第一連桿(13)與曲柄(14)連接，動(dòng)力活塞(16)通過(guò)第二連桿(17)與曲柄(14)連接，曲柄(14)與葉輪(19)連接，葉輪(19)在第一水管(4)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，去掉三通閥(5)、熱水出水管(6)，增加熱水出水管(6-1)、上水閥(21)、熱水出水閥(22);第一水管(4)通過(guò)管道連接熱水出水閥(22 )，熱水出水閥(22)連接熱水出水管(6-1)，第二水管(8)連接上水閥(21)，上水閥(21)連接冷水進(jìn)水管(7)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，熱水出水閥(22)和熱水出水管(6-1)可根據(jù)實(shí)際使用需要設(shè)置其數(shù)量。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，去掉副集熱管(9)、副儲(chǔ)水桶(10);加熱管(11)左側(cè)三分之二部分置于儲(chǔ)水桶(I)中，同時(shí)在儲(chǔ)水桶(I)中設(shè)置輔助電加熱器(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，輔助電加熱器(20)在光照不足的氣象條件下工作。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，輔助電加熱器(20)在光照不足的氣象條件下工作。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，加熱管(11)和/或冷卻管(15)的外側(cè)安裝翅片。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型水循環(huán)即熱式太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，其特征在于，儲(chǔ)水桶(I)可用與集熱管束(2)分開(kāi)的箱/桶體代替。
【文檔編號(hào)】F24J2/24GK205481870SQ201620264810
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】趙海波, 苗家樂(lè), 葛紫超, 張珂釵, 楊衛(wèi)平
【申請(qǐng)人】煙臺(tái)大學(xué)