專利名稱：一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置及其循環(huán)加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，尤其涉及的是一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置及其 循環(huán)加熱方法。
背景技術(shù)：
太陽能熱水器由于其不但節(jié)能環(huán)保，而且使用方便，其使用越來越普及。目前常見的光能集熱真空玻璃管直插入保溫水箱的太陽能熱水器普遍存在以下 缺點(diǎn)其光能集熱真空玻璃管與保溫水箱一體設(shè)置，直接安裝在屋頂，安裝維護(hù)非常不方 便，且其保溫水箱設(shè)置在所述光集熱裝置上面，需很強(qiáng)的支撐架，制作成本相當(dāng)高，在遇到 晴好天氣時，水溫升得很高，可以正常洗浴；但水溫高后容易結(jié)垢，所以其使用一到兩年后， 熱效率會降低需要去垢。因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種太陽能熱水 器的循環(huán)加熱裝置及其循環(huán)加熱方法，其所述保溫水箱與光集熱裝置分體設(shè)置，安裝維護(hù) 方便，并且采用循環(huán)加熱方法，不容易結(jié)水垢，延長了產(chǎn)品的使用壽命。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下—種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，包括用于容納需加熱水的保溫水箱，其中，還 包括與所述保溫水箱分體設(shè)置的光集熱裝置，所述光集熱裝置通過其上設(shè)有循環(huán)泵的循環(huán) 管道連通所述保溫水箱，形成液體循環(huán)加熱回路。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，在所述光集熱裝置內(nèi)設(shè)置有用于對水 溫進(jìn)行檢測的第一溫度感應(yīng)器；在所述保溫水箱內(nèi)設(shè)置有用于對水溫進(jìn)行檢測的第二溫度 感應(yīng)器。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，所述光集熱裝置包括一帶敞開口的容 納腔，設(shè)置在所述容納腔內(nèi)的用于給水進(jìn)行循環(huán)加熱的光能集熱金屬管，以及貼合設(shè)置在 所述敞開口上的玻璃板，所述容納腔與所述玻璃板形成一保溫空間，所述光能集熱金屬管 與設(shè)置在光集熱裝置上的進(jìn)出水口連通，并在所述玻璃板上設(shè)置有用于提高玻璃板溫度以 防止結(jié)水霧的透光吸熱層。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，在所述光集熱裝置的表面上設(shè)置有連 通其內(nèi)部保溫空間的氣孔。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，所述光集熱裝置還包括設(shè)置在所述容 納腔內(nèi)壁的保溫層.所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，在所述保溫層上還設(shè)置有反光層。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，所述光能集熱金屬管包括多個相互連 通形成循環(huán)通路的不銹鋼管，并在所述不銹鋼管表面設(shè)置有光吸熱層。
所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其中，所述透光吸熱層為太陽能光致熱線。一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法，其中，包括步驟A、當(dāng)光集熱裝置內(nèi)的水溫度與保溫水箱內(nèi)的水溫度存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán) 管道上的循環(huán)泵將保溫水箱內(nèi)的水送入光集熱裝置進(jìn)行循環(huán)加熱。所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法，其中，所述步驟A具體包括A1、通過設(shè)置在光集熱裝置中的第一溫度感應(yīng)器檢測光集熱裝置內(nèi)水的溫度，為
第一溫度信號；A2、通過設(shè)置在保溫水箱中的第二溫度感應(yīng)器檢測保溫水箱內(nèi)水的溫度，為第二 溫度信號；A3、將所述光集熱裝置內(nèi)水的第一溫度信號與保溫水箱內(nèi)水的第二溫度信號進(jìn)行 比較判斷；當(dāng)存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán)管道上的循環(huán)泵將所述保溫水箱內(nèi)的水送入所 述光集熱裝置進(jìn)行循環(huán)加熱本發(fā)明所提供的太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置及其循環(huán)加熱方法，由于采用所述 光集熱裝置與所述保溫水箱分體設(shè)置，降低了制作成本，使所述光集熱裝置及所述保溫水 箱可以分開安裝，安裝維護(hù)更方便；可以將所述保溫水箱安裝在室內(nèi)，集熱裝置安裝在室外 的墻體上，這樣縮短了保溫水箱與熱水出口的距離，節(jié)約了用水；以及采用所述光集熱裝置 形成有保溫空間、反光層和光能集熱金屬管同時聚熱對管內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)加熱，提高了光 熱轉(zhuǎn)換效率；并且采用所述光能集熱金屬管為表面設(shè)置有光吸熱層的不銹鋼管吸收光能對 水進(jìn)行循環(huán)加熱，不銹鋼管具有熱脹冷縮的功能，管內(nèi)根本不會結(jié)水垢，大大提高了產(chǎn)品的 使用壽命。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的光集熱裝置未安裝玻璃板的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的光集熱裝置安裝玻璃板的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的光集熱裝置光能集熱金屬管剖開排列結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的光集熱裝置帶剖面的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用 于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，如圖1所示，包括用于容納 需加熱水的保溫水箱200，在所述保溫水箱上200上設(shè)置有可通過開關(guān)控制進(jìn)水的進(jìn)水口 102，及可通過加壓水泵控制出熱水的熱水出口 101，并在所述保溫水箱200上設(shè)置有便于 對水進(jìn)行循環(huán)流通的第一循環(huán)流通口 201和第二循環(huán)流通口 202。如圖1所示，所述循環(huán)加熱裝置還包括與所述保溫水箱200分體設(shè)置的光集熱裝 置300，主要用于將太陽能的光能轉(zhuǎn)化為熱能，以對水進(jìn)行加熱。如圖1所示，在所述光集熱裝置300上也設(shè)置有用于與所述保溫水箱200內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)流通的第三循環(huán)流通口 301 和第四循環(huán)流通口 302。所述保溫水箱200的第一循環(huán)流通口 201和第二循環(huán)流通口 202通過循環(huán)管道10 分別與所述光集熱裝置300的第三循環(huán)流通口 301和第四循環(huán)流通口 302連接，形成所述 保溫水箱200與所述光集熱裝置300之間的液體循環(huán)加熱回路。如圖1所示，為了實(shí)現(xiàn)所述保溫水箱200內(nèi)的水與所述光集熱裝置300的水通過 所述液體循環(huán)加熱回路進(jìn)行循環(huán)加熱，在所述循環(huán)管道10上設(shè)置有一用于驅(qū)動水在所述 液體循環(huán)加熱回路循環(huán)的循環(huán)泵11。進(jìn)一步地，如圖1所示，在所述光集熱裝置300內(nèi)設(shè)置有用于對水溫進(jìn)行檢測的第 一溫度感應(yīng)器399 ；以及在所述保溫水箱200內(nèi)設(shè)置有用于對水溫進(jìn)行檢測的第二溫度感 應(yīng)器299。這樣，上述本發(fā)明實(shí)施例的太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置工作原理為第一步、首先通過開關(guān)控制進(jìn)水口 102給所述保溫箱200進(jìn)水，如圖1所示，即為 熱水器的上水過程，當(dāng)所述保溫水箱200的水上升至一定的水位時，關(guān)閉進(jìn)水口 102進(jìn)水開 關(guān)。并通過循環(huán)泵11給所述光集熱裝置300注滿水，以對水通過光能進(jìn)行加熱。第二步，通過設(shè)置在光集熱裝置300中的第一溫度感應(yīng)器399檢測所述光集熱裝 置300內(nèi)水的溫度，為第一溫度信號；以及通過設(shè)置在保溫水箱200中的第二溫度感應(yīng)器299檢測所述保溫水箱200內(nèi)
水的溫度，為第二溫度信號；第三步、將所述光集熱裝置300內(nèi)水的第一溫度信號與保溫水箱200內(nèi)水的第二 溫度信號進(jìn)行比較判斷；當(dāng)存在一預(yù)定溫差時，例如設(shè)置當(dāng)所述光集熱裝置300內(nèi)的水溫 度超過所述保溫水箱200內(nèi)水溫度為3度時，控制循環(huán)管道10上的循環(huán)泵11將所述保溫 水箱200內(nèi)的水送入所述光集熱裝置300進(jìn)行循環(huán)加熱，而所述光集熱裝置300內(nèi)的熱水 循環(huán)到保溫水箱中，通過將保溫水箱200內(nèi)的水不斷循環(huán)到所述光集熱裝置300內(nèi)加熱，使 所述保溫水箱200的水溫慢慢升高，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置利用光 能加熱水的目的。具體實(shí)現(xiàn)中，如圖2所示，所述光集熱裝置300包括一帶敞開口 301的容納腔 310，設(shè)置在所述容納腔310內(nèi)的光能集熱金屬管320，以及貼合設(shè)置在所述敞開口 301上的 玻璃板330，如圖3所示。其中，所述光能集熱金屬管320包括多個相互連通形成循環(huán)通路的不銹鋼管，如 圖4所示，并在所述不銹鋼管表面設(shè)置有光吸熱層321，所述光吸熱層321采用光聚熱材料 制成，主要用于將光能轉(zhuǎn)為熱能并通過不銹鋼傳遞給流通在光能集熱金屬管320內(nèi)的水， 以實(shí)現(xiàn)對水進(jìn)行加熱。所述光能集熱金屬管320在所述容納腔310內(nèi)的排列設(shè)置方式以便于給水進(jìn)行循 環(huán)加熱并達(dá)到最大吸熱面為準(zhǔn)，如圖4所示，例如將多個光能集熱金屬管320并排平行設(shè)置 在所述容納腔310內(nèi)，然后，通過垂直設(shè)置的兩光能集熱金屬管320從兩端將平行設(shè)置的多 個光能集熱金屬管320連通，便于循環(huán)均勻加熱，如圖4所示，322為垂直設(shè)置的兩光能集熱 金屬管，321為并排平行設(shè)置的多個光能集熱金屬管。所述光能集熱金屬管320與設(shè)置在光 集熱裝置300上的進(jìn)出水口(如圖1所示的第三循環(huán)流通口 301和第四循環(huán)流通口 302)
5連通。如圖3所示，由于在所述容納腔310的敞開口 301上貼合設(shè)置有玻璃板330，使所 述容納腔310與所述玻璃板330形成一保溫空間，該保溫空間更有利于光能集熱金屬管320 內(nèi)的水加熱，如圖5所示。進(jìn)一步地，可以在所述光集熱裝置300的表面上設(shè)置有連通其內(nèi)部的氣孔(圖 中未標(biāo)出)，較佳地設(shè)置為針孔，達(dá)到即通氣但又不會破壞保溫空間的保溫功能，所述針孔 的個數(shù)可以根據(jù)具體要求設(shè)置。通過所述氣孔可以排水霧，這樣，本發(fā)明的所述光集熱裝 置300不需將保溫空間設(shè)置為真空也具有保溫和除霧功能，不會影響其內(nèi)光能集熱金屬管 320的光熱轉(zhuǎn)換效率，不需真空加工，使本發(fā)明所述光集熱裝置300可以在各種環(huán)境下進(jìn)行 加工生產(chǎn)，能有效率地降低所述光集熱裝置的制作成本。如圖3所示，而為了實(shí)現(xiàn)所述保溫空間進(jìn)一步地防水霧功能，在所述玻璃板330上 貼合設(shè)置有用于提高玻璃板溫度以防止結(jié)水霧的透光吸熱層331。較佳地，所述透光吸熱層 331設(shè)置為太陽能光致熱線，所述太陽能光致熱線平行間隔或間斷設(shè)置，便于透光到所述容 納腔310中。如圖5所示，其具體的實(shí)現(xiàn)原理為，設(shè)置在所述璃板330上的透光吸熱層331 可以吸收部分光能轉(zhuǎn)換為熱能以提高所述玻璃板330的溫度，保證所述玻璃板330的溫度 高于或等于所述保溫空間的溫度，這樣不會在保溫空間的玻璃板內(nèi)側(cè)形成水霧，可以防止 水霧多了降低光熱轉(zhuǎn)換效率，有效地提高了所述光集熱裝置300的光熱轉(zhuǎn)換效率。為了提高所述保溫空間的保溫功能，如圖2和圖3所示，在所述光集熱裝置的容納 腔310內(nèi)壁的設(shè)置有保溫層311。并在所述保溫層311上還設(shè)置有反光層312，以保證照射 在所述容納腔310內(nèi)壁的太陽光反射到所述光能集熱金屬管320，更有利于提高所述光能 集熱金屬管320光熱轉(zhuǎn)換效率，如圖5所示?；谏鲜鰧?shí)施例的太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，本發(fā)明實(shí)施還提供了 一種太陽 能熱水器的循環(huán)加熱方法，主要采用當(dāng)光集熱裝置內(nèi)的水溫度與所述保溫水箱內(nèi)的水溫 度存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán)管道上的循環(huán)泵將所述保溫水箱內(nèi)的水送入所述光集熱裝 置進(jìn)行循環(huán)加熱。如圖6所示，所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法具體包括步驟步驟S910、通過設(shè)置在光集熱裝置中的第一溫度感應(yīng)器檢測光集熱裝置內(nèi)水的溫 度，為第一溫度信號；步驟S920、通過設(shè)置在保溫水箱中的第二溫度感應(yīng)器檢測保溫水箱內(nèi)水的溫度， 為第二溫度信號；步驟S920、將所述光集熱裝置內(nèi)水的第一溫度信號與保溫水箱內(nèi)水的第二溫度信 號進(jìn)行比較判斷；當(dāng)存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán)管道上的循環(huán)泵將所述保溫水箱內(nèi)的水 送入所述光集熱裝置進(jìn)行循環(huán)加熱。綜上所述，本發(fā)明所提供的太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置及其循環(huán)加熱方法，由 于采用所述光集熱裝置與所述保溫水箱分體設(shè)置，降低了制作成本，使所述光集熱裝置及 所述保溫水箱可以分開安裝，安裝維護(hù)更方便；可以將所述保溫水箱安裝在室內(nèi)，集熱裝置 安裝在室外的墻體上，這樣縮短了保溫水箱與熱水出口的距離，節(jié)約了用水；以及采用所 述光集熱裝置形成有保溫空間、反光層和光能集熱金屬管同時聚熱對管內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)加 熱，提高了光熱轉(zhuǎn)換效率；并且采用所述光能集熱金屬管為表面設(shè)置有光吸熱層的不銹鋼管吸收光能對水進(jìn)行循環(huán)加熱，不銹鋼管具有熱脹冷縮的功能，管內(nèi)根本不會結(jié)水垢，大大 提高了產(chǎn)品的使用壽命。 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可 以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，包括用于容納需加熱水的保溫水箱，其特征在于，還包括與所述保溫水箱分體設(shè)置的光集熱裝置，所述光集熱裝置通過其上設(shè)有循環(huán)泵的循環(huán)管道連通所述保溫水箱，形成液體循環(huán)加熱回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，在所述光集熱裝 置內(nèi)設(shè)置有用于對水溫進(jìn)行檢測的第一溫度感應(yīng)器；在所述保溫水箱內(nèi)設(shè)置有用于對水溫 進(jìn)行檢測的第二溫度感應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，所述光集熱裝置 包括一帶敞開口的容納腔，設(shè)置在所述容納腔內(nèi)的用于給水進(jìn)行循環(huán)加熱的光能集熱金 屬管，以及貼合設(shè)置在所述敞開口上的玻璃板，所述容納腔與所述玻璃板形成一保溫空間， 所述光能集熱金屬管與設(shè)置在光集熱裝置上的進(jìn)出水口連通，并在所述玻璃板上設(shè)置有用 于提高玻璃板溫度以防止結(jié)水霧的透光吸熱層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，在所述光集熱裝 置的表面上設(shè)置有連通其內(nèi)部保溫空間的氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，所述光集熱裝置 還包括設(shè)置在所述容納腔內(nèi)壁的保溫層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，在所述保溫層上 還設(shè)置有反光層。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，所述光能集熱金 屬管包括多個相互連通形成循環(huán)通路的不銹鋼管，并在所述不銹鋼管表面設(shè)置有光吸熱層。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置，其特征在于，所述透光吸熱層 為太陽能光致熱線。
9.一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法，其特征在于，包括步驟A、當(dāng)光集熱裝置內(nèi)的水溫度與保溫水箱內(nèi)的水溫度存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán)管道 上的循環(huán)泵將保溫水箱內(nèi)的水送入光集熱裝置進(jìn)行循環(huán)加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述太陽能熱水器的循環(huán)加熱方法，其特征在于，所述步驟A具體 包括A1、通過設(shè)置在光集熱裝置中的第一溫度感應(yīng)器檢測光集熱裝置內(nèi)水的溫度，為第一 溫度信號；A2、通過設(shè)置在保溫水箱中的第二溫度感應(yīng)器檢測保溫水箱內(nèi)水的溫度，為第二溫度 信號；A3、將所述光集熱裝置內(nèi)水的第一溫度信號與保溫水箱內(nèi)水的第二溫度信號進(jìn)行比較 判斷；當(dāng)存在一預(yù)定溫差時，控制循環(huán)管道上的循環(huán)泵將所述保溫水箱內(nèi)的水送入所述光 集熱裝置進(jìn)行循環(huán)加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，公開了一種太陽能熱水器的循環(huán)加熱裝置及其循環(huán)加熱方法。本發(fā)明由于采用所述光集熱裝置與所述保溫水箱分體設(shè)置，降低了制作成本，使所述光集熱裝置及所述保溫水箱可以分開安裝，安裝維護(hù)更方便；可以將所述保溫水箱安裝在室內(nèi)，集熱裝置安裝在室外的墻體上，這樣縮短了保溫水箱與熱水出口的距離，節(jié)約了用水；以及采用所述光集熱裝置形成有保溫空間、反光層和光能集熱金屬管同時聚熱對管內(nèi)的水進(jìn)行循環(huán)加熱，提高了光熱轉(zhuǎn)換效率；并且采用所述光能集熱金屬管為表面設(shè)置有光吸熱層的不銹鋼管吸收光能對水進(jìn)行循環(huán)加熱，不銹鋼管具有熱脹冷縮的功能，管內(nèi)根本不會結(jié)水垢，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號F24J2/04GK101975454SQ20101025339
公開日2011年2月16日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者袁德平, 鄧玉芳, 邱成飛 申請人:佛山市高明區(qū)通洋高科太陽能有限公司