[發明專利]一種水循環即熱式太陽能熱水器系統

有效

• 申請號: 201610198718.5
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105674594B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 趙海波;苗家樂;葛紫超;張珂釵;楊衛平
• 申請（專利權）人: 煙臺大學
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型水循環即熱式太陽能熱水器系統，屬于太陽能利用領域。

背景技術

如今，太陽能熱水器已走進千家萬戶，為人們提供生活熱水。但使用時，從水龍頭中放出來的先是連接水龍頭與熱水器儲水箱的管道中的冷水，這些涼水放完后，才能放出儲水桶的熱水，這就是人們經常說的太陽能熱水器的“一盆冷水”問題。由于熱水器與室內控制閥的連接管道一般沒有保溫，所以用水閥關閉后，管道中的水停止流動，水的熱量會很快散失，溫度快速下降，通常十幾分鐘后管道中的溫度就跟環境溫度一樣了，且環境溫度越低，管道中水的溫度下降的越快，再次用水時，仍需放出管道中的冷水才會有熱水放出。這樣造成了水資源的極大浪費。用于多個房間的大型太陽能熱水器，所用連接管道更長，其中蓄存的水量更大，由此引起的水資源浪費更嚴重。

太陽能熱水器的使用具有明顯的季節性，夏秋季制熱水效果較好，而冬季時，由于氣溫較低，連接太陽能熱水器與室內閥門的管道極易被凍結，導致太陽能熱水器無法使用，用戶常常需另外購置熱水器來保障冬季的熱水使用，增加了額外的費用支出。

現有技術中解決上述問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室外管道，給電伴熱帶通電來實現管道保溫，消耗電能。這種兩種方法均為被動保溫，并且隨著時間的延長，上述保溫材料均會產生不同程度的老化，損耗電能，保溫效果不佳。

三是結合以上兩種方法的同時采用管道循環的方法，就是在太陽能熱水器中設置循環水管，水管其間加裝循環泵，使得管道中的水與儲水桶中的水進行循環從而達到保溫效果，該方法可以用于酒店等大規模用水的場所，由于熱水需求量比較大，循環泵消耗電能的相對成本還可接受，但仍以單純消耗電能驅動循環的工作方式并不環保；該方法尤其不適用于家用太陽能熱水器，因為家用太陽能熱水器使用熱水量相對較少，不能形成使用熱水的規模化，采用電能驅動循環泵帶動熱水循環的方法性價比不高，也不具有推廣應用的普遍性。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術上的不足，提供一種不需或需少量電能等外界動力自驅動的新型水循環即熱式太陽能熱水器系統，該系統不僅適用家用太陽能熱水器，也同時適用于酒店賓館等場所的大型太陽能熱水器。

本發明的技術方案和運行原理如下：

一種新型水循環即熱式太陽能熱水器系統包括儲水桶、集熱管束、基管、第一水管、三通閥、熱水出水管、冷水進水管、第二水管、副集熱管、副儲水桶、加熱管、排量活塞、第一連桿、曲柄、冷卻管、動力活塞、第二連桿、連接管、葉輪、輔助電加熱器。第一水管、第二水管與儲水桶可組成一個循環回路，在用戶不用水時，儲水桶中的熱水在葉輪帶動下在回路中循環流動，用戶使用熱水時打開三通閥就可放出熱水。

工作時，集熱管束吸收太陽的輻射熱，制取熱水存在儲水桶中。調節裝置的三通閥，可實現用戶放熱水、給太陽能熱水器上水、使第一水管、第二水管與儲水桶組成連通回路。副集熱管吸收太陽能后制取熱水并存在副儲水桶中，副儲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、動力活塞、第二連桿組成的驅動裝置提供驅動力，驅動葉輪旋轉，驅使儲水桶中的熱水在回路中流動，以隨時為用戶提供熱水。

本發明同現有技術相比具有突出的實質性特點和顯著進步：將第二水管與第一水管分開單獨設置，通過三通閥的調節可形成一個封閉的回路，增加了不消耗電能或少量消耗電能的葉輪，驅動封閉回路中的熱水循環流動，可隨時為用戶提供熱水，不僅避免了現有太陽能熱水器用之前要放涼水的過程，節約了水資源，還實現了太陽能的充分利用，保證全年尤其是冬季太陽能熱水器的正常使用。與純電動水泵驅使水流動相比，運行費用更低。可見，本發明提出的不需或需較少外界動力的新型水循環即熱式太陽能熱水器系統具有顯著的實質性特點和有益效果。

附圖說明：

圖1為本發明的一種新型水循環即熱式太陽能熱水器系統的結構原理示意圖；

圖2為本發明的另一種能為多個用戶提供熱水的新型水循環即熱式太陽能熱水器系統的結構原理示意圖；

其中，儲水桶1、集熱管束2、基管3、第一水管4、三通閥5、熱水出水管6、冷水進水管7、第二水管8、副集熱管9、副儲水桶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。

具體實施方式