[發(fā)明專利]一種具有水位控制功能的太陽能熱水器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310440388.2
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN103512209A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建芳;張麗;劉軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南陽師范學(xué)院
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/04;F24J2/40;F24J2/46
• 代理公司: 濟(jì)南智圓行方專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37231
• 代理人: 王立曉

1.一種具有水位控制功能的太陽能熱水器，包括中央控制器、集熱器和與集熱器連接的水箱，集熱器的進(jìn)水口通過管道與外部水源連通，其特征在于，

所述集熱器包括：溫度傳感器、光照傳感器、流量計(jì)、第一流量控制器；所述溫度傳感器為兩個(gè)，分別設(shè)置在集熱器的進(jìn)水口和出水口，用于測量集熱器的進(jìn)水口和出水口的水的溫度；光照傳感器設(shè)置在集熱器的吸熱部，用于檢測太陽光的強(qiáng)度；流量計(jì)設(shè)置在進(jìn)水口與外部水源的連接管道上，用于測量進(jìn)入集熱器的水的流量；第一流量控制器設(shè)置在進(jìn)水口與外部水源的連接管道上，用于控制進(jìn)入集熱器的水的流量；所述溫度傳感器、光照傳感器、流量計(jì)、第一流量控制器與所述中央控制器之間通訊連接；所述中央控制器包括第一調(diào)節(jié)單元，所述第一調(diào)節(jié)單元根據(jù)溫度傳感器、光照傳感器和流量計(jì)的測量值，產(chǎn)生控制所述第一流量控制器的調(diào)節(jié)信號，以改變流入所述集熱器的水的流量，使得所述集熱器內(nèi)的流體溫度保持不變；

所述水箱包括：水箱內(nèi)膽、電加熱器、水入口管、熱水出口管、溫度傳感器、水位控制器、第二流量控制器、流量傳感器；所述內(nèi)膽包括有四層結(jié)構(gòu)，每相鄰的兩層緊密貼合，由內(nèi)至外的第一層是內(nèi)涂料層，第二層是合金層，第三層是不銹鋼層，第四層是外涂料層；所述水箱內(nèi)膽從內(nèi)向外，每層的熱膨脹系數(shù)依次變大；熱水出口管和水入口管的一端與水箱內(nèi)膽連接，水入口管的另一端與集熱器的出水口連接，所述的溫度傳感器、水位控制器、第二流量控制器、流量傳感器、電加熱器與所述中央控制器之間通訊連接，所述內(nèi)膽包括四個(gè)側(cè)壁和一個(gè)底壁，在底壁和每個(gè)側(cè)壁上分別設(shè)置有四個(gè)電加熱器，分別是第一電加熱器、第二電加熱器、第三電加熱器和第四電加熱器，用于對熱水器中的水進(jìn)行加熱；當(dāng)開始加熱時(shí)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第一電加熱器啟動(dòng)加熱，第二電加熱器、第三電加熱器和第四電加熱器不啟動(dòng)加熱；當(dāng)水的溫度達(dá)到第一溫度時(shí)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第二電加熱器開始啟動(dòng)加熱，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第一電加熱器、第二電加熱器一起加熱，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的第三電加熱器和第四電加熱器不啟動(dòng)加熱；當(dāng)溫度達(dá)到第二溫度時(shí)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第三電加熱器開始啟動(dòng)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第一電加熱器、第二電加熱器、第三電加熱器一起對水進(jìn)行加熱，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的第四電加熱器不啟動(dòng)加熱；當(dāng)溫度達(dá)到第四溫度時(shí)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的第四電加熱器開始啟動(dòng)，底壁和每個(gè)側(cè)壁上的所述的所有電加熱器一起對水進(jìn)行加熱；所述溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)膽內(nèi)，用于測量水的溫度，所述流量傳感器和流第二量控制器設(shè)置在熱水器入口管上，所述流量傳感器用于測量流入水箱內(nèi)膽的水的流量；所述的第二流量控制器用來控制水入口管上的水的流速，所述水位控制器用于測量水箱內(nèi)膽的水位，所述中央控制器包括第二調(diào)節(jié)單元，所述第二調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述溫度傳感器測量的水的溫度，產(chǎn)生控制所述電加熱器的調(diào)節(jié)信號；為了保證內(nèi)膽的水位保持一定的高度，中央控制器根據(jù)測量的內(nèi)膽水位和流量來控制第二流量控制器的流速；為了保證內(nèi)膽的水的溫度達(dá)到預(yù)定溫度，中央控制器能夠根據(jù)內(nèi)膽水溫、集熱器出水口的水溫和流入內(nèi)膽的流量控制第二流量控制器的流速；

所述集熱器內(nèi)設(shè)置電加熱裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述水箱內(nèi)的溫度傳感器為多個(gè)，其中至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)膽的熱水出口位置，用來測量出口熱水的溫度，至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在內(nèi)膽的水入口位置，用來測量入口水的水溫，其中至少一個(gè)溫度傳感器設(shè)置在水箱內(nèi)膽的其他位置，用來測量水箱內(nèi)膽內(nèi)水的溫度，所述調(diào)節(jié)單元通過多個(gè)溫度傳感器測量的溫度的平均值來產(chǎn)生控制所述水箱的調(diào)節(jié)信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的水箱每個(gè)側(cè)壁上的電加熱器沿水箱內(nèi)膽的高度方向分布，其中從水箱內(nèi)膽下部往上依次是第四電加熱器、第二電加熱器、第一電加熱器、第三電加熱器；所述的每個(gè)側(cè)壁和/或底壁上的電加熱器沿水箱內(nèi)膽的高度錯(cuò)列分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的水箱的每個(gè)側(cè)壁上的電加熱器沿水箱內(nèi)膽的高度呈直線分布，在高度方向上，第二電加熱器與第一電加熱器是第一電加熱器與第三電加熱器距離的0.8-0.9倍，第四電加熱器與第二電加熱器的距離是第二電加熱器與第一電加熱器距離的0.7-0.75倍。