一种太阳能热水器 【技术领域】
本发明涉及太阳能热水器技术领域,尤其涉及一种太阳能热水器。
背景技术
随着人民生活水平的提高,热水器在日常生活中的应用越来越广泛。
现有的热水器按照能量来源分为燃气、燃煤、燃油热水器,以及电热水器等几大类。上述燃气、燃煤、燃油热水器消耗的均是不可再生能源,还造成环境的污染;同时,在能源价格持续高涨的今天,上述燃气、燃煤、燃油热水器的使用费用很高,给用户带来了较大的经济负担。由于用电量大,电价也有持续增长的趋势,上述电热水器的广泛应用也存在不小的障碍。
在此背景下,太阳能热水器以其能源清洁环保、使用费用较低、使用简单方便等优势得到广泛的应用,这将对我国国民经济和环保事业带来重大影响。
请参考图1,图1为现有技术中一种典型的太阳能热水器的结构示意图。
这种结构的太阳能热水器1通常包括吸收太阳能并将其转化为内能的集热器12,集热器12通常向上倾斜设置,以便有效地接受太阳能,集热器12的上部设置有储水箱11,储水箱11通常为圆筒状,其容积远大于集热器12的容积。集热器12上设置有进液口和出液口,储水箱11上设置有进水口和出水口,集热器12的进液口与储水箱11的出水口连通,集热器12的出液口与储水箱11的进水口连通。集热器12和储水箱11通过支架13支撑。
上述现有技术中的太阳能热水器1加热时,储水箱11内的冷水进入集热器12内,集热器12吸收太阳能并将其转化为内能,冷水与集热器12进行热交换,冷水在太阳光的照射下温度逐渐升高,被加热的水将向上运动至储水箱11内,与储水箱11内的冷水混合;由于储水箱11位于集热器12的上部,储水箱11内的冷水在其重力势能的作用下,将下降至集热器12中,由此整个太阳能热水器1中即可实现自然循环,请参看图1中虚线所示方向;冷、热水得到充分混合,从而整个太阳能热水器1中的水温整体不断升高。
这种结构的太阳能热水器,集热管12内的水只有加热到一定温度后,才会向上运动至储水箱11内,这样就使得太阳能热水器1中的冷、热水之间的循环速度较慢,集热器12内的水与集热器12之间的热交换效率很低。显然,采用上述加热方式加热的太阳能热水器需要经过较长的时间才能为用户提供温度较高的热水。
同时,由于储水箱11内的冷水必须依靠自身的重力势能才能进入集热器12内,这样就要求储水箱11必须设置在集热器12的上部,储水箱11的位置的设置受到了限制,集热器11为了能够更好的吸收太阳能,一般设置在房顶等采光较好的位置,这样就要求储水箱11也要设置在这些位置,储水箱11如果出现故障,就会造成储水箱11的维修十分不便。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种太阳能热水器,该太阳能热水器内的冷、热水具有较快的循环速度,集热器内的水与集热器之间具有较高的热交换效率。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种太阳能热水器,包括集热器和储水箱,所述集热器设有进液口和出液口,所述储水箱设有进水口和出水口,所述集热器的进液口与所述储水箱的出水口通过连接管连通,所述集热器的出液口与所述储水箱的出水口通过连接管连通,还包括循环泵,所述循环泵设置在所述集热器和所述储水箱之间的连接管上。
优选的,所述循环泵地设置位置具体为,所述循环泵设置在所述集热器的出液口与所述储水箱的进水口之间的连接管上。
优选的,所述循环泵的设置位置具体为,所述循环泵设置在所述集热器的进液口与所述储水箱的出水口之间的连接管上。
优选的,所述连接管上还设有循环控制阀。
优选的,所述循环泵为自吸泵。
优选的,所述连接管为波纹管。
优选的,所述储水箱内还设置有电加热装置。
本发明提供的太阳能热水器,包括集热器和储水箱,集热器上设有进液口和出液口,所述储水箱上设置有进水口和出水口,所述集热器的进液口与所述储水箱的出水口通过连接管连通,所述集热器的出液口与所述储水箱的进水口通过连接管连通,在所述集热器与所述储水箱之间的连接管上设有循环泵。这种结构的太阳能热水器中,集热器和储水箱内的冷、热水可在循环泵的作用下进行循环。
在循环泵的作用下,储水箱的冷水通过储水箱的出水口、连接管进入集热器内,并形成具有一定流速的水流,集热器吸收太阳能并将其转化为内能,水流与集热器进行热交换,水流以一定流速在在集热器内进行循环,然后再通过集热器的出液口、连接管进入储水箱内。储水箱和集热器内的冷水、热水在循环泵的作用下以较快的循环速度进行循环,使得冷水、热水得到充分的混合,集热器内的水与集热器之间的热交换效率较高。
同时,由于储水箱内的冷水在循环泵的作用下可以进入集热器内,而不用依靠冷水自身的重力势能进入集热器内,这样,储水箱的位置可以任意设置,而不必设置在集热器的上部,储水箱可以设置在室内,储水箱如果发生故障,对其进行维修十分便利。
【附图说明】
图1为现有技术中一种典型的太阳能热水器的结构示意图;
图2为本发明所提供的太阳能热水器的一种具体实施方式的结构示意图;
其中,图1-图2中:
太阳能热水器1、储水箱11、集热器12、支架13;
储水箱21、进水口21-1、出水口21-2、集热器22、进液口22-1、出液口22-2、第一连接管23-1、第二连接管23-2、循环泵24、循环控制阀25、电加热棒26、冷水入口27、热水出口28、上水电磁阀29、水流开关10。
【具体实施方式】
本发明核心是提供一种太阳能热水器,该太阳能热水器内的冷、热水具有较快的循环速度,集热器内的水与集热器之间具有较高的热交换效率。
下面结合附图对本发明的内容进行描述,以下的描述仅是示范性和解释性的,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参看图2,图2为本发明所提供太阳能热水器的一种具体实施方式的结构示意图。
如图2所示,本发明提供的太阳能热水器包括储水箱21和集热器22。
在一种具体的实施方式中,储水箱21呈圆柱状,储水箱21的外侧套装有呈圆柱状的外壳体,储水箱21与外壳体之间填充有保温材料。储水箱21上设有进水口21-1和出水口21-2。
集热器22能够吸收太阳辐射的能量,并将吸收的太阳辐射能量转化为集热器22的内能,集热器22内部设有可供水流流动的管路,集热器22设有进液口22-1和出液口22-2。
在一种具体的实施方式中,进液口22-1和出液口22-2设置在集热器22的端部,二者可以均设置在集热器22的一端,也可以分别设置在集热器22的两端;水流可以从进液口22-1经过集热器22内的管路流至出液口22-2。水流在集热器22内的管路内流动时,水流与集热器22进行热交换,集热器22吸收的太阳能转化为水流的内能。
储水箱21的出水口21-2与集热器22的进液口22-1通过第一连接管23-1连通;集热器22的出液口22-2与储水箱21的进水口21-1通过第二连接管23-2连通。储水箱21与集热器22之间通过第一连接管23-1和第二连接管23-2形成一个闭合的循环通路。
在一种具体的实施方式中,在储水箱21的出水口21-2与集热器22的进液口22-1之间的第一连接管23-1上设置有循环泵24。循环泵24可选用常见的自吸泵,循环泵24可以将储水箱21内的冷水通过第一连接管23-1泵送到集热器22内。
在第一连接管23-1上设置冷水入口27和热水出口28,可以通过冷水入口27向循环通路中补充冷水,可以通过热水出口28将储水箱21内加热好的热水排出。在冷水入口27处设置有上水电磁阀29,以控制进入第一连接管23-1内的冷水的量,在热水出口28处设置有水流开关210。
以下介绍本发明提供的太阳能热水器的工作原理。
在循环泵24的作用下,储水箱21的冷水通过储水箱21的出水口21-1、第一连接管23-1进入集热器22内,并形成具有一定流速的水流,集热器22吸收太阳能并将其转化为内能,水流与集热器22进行热交换,水流以一定流速在在集热器22内进行循环,然后再通过集热器22的出液口22-2、第二连接管23-2进入储水箱21内。储水箱21和集热器22内的冷水、热水在循环泵24的作用下以较快的循环速度进行循环,使得冷水、热水得到充分的混合,集热器22内的水与集热器22之间的热交换效率较高。
同时,由于储水箱21内的冷水在循环泵24的作用下可以进入集热器24内,而不需要依靠冷水自身的重力势能进入集热器22内,这样就使得储水箱21的位置可以任意设置,而不用必须设置在集热器22的上部,储水箱21和集热器22可分开放置,集热器22可设置在室外采光较好的位置,储水箱21可以设置在室内合适的位置,储水箱21如果发生故障,对其进行维修十分便利。
储水箱21设置在室内时,储水箱21与集热器22之间势必会存在一定的距离,为了能够将储水箱21内的冷水以一定流速泵送至集热器22内,可根据储水箱21与集热器22之间的具体距离,选择与其相匹配扬程的循环泵。
为了使得循环泵24能直接将储水箱21内的冷水泵送到集热器22内,避免由于循环泵24与储水箱21之间的管路存在气体而造成循环泵24发生空转现象,优选方案中,将循环泵24设置在靠近储水箱21的出水口21-2处。
为了控制循环通路中的水流的循环速度,优选方案中,在储水箱21与集热器22之间的管路上设置有循环控制阀25,循环控制阀25可控制循环通路中的水流的循环速度,更优选的方案中,循环控制阀25可设置在第一连接管23-1上靠近循环泵的位置。
优选方案中,第一连接管23-1和第二连接管23-2均采用波纹管。由于波纹管具有补偿吸收管道轴向、横向角向热变形的特点,因此,采用波纹管可作为集热器22与储水箱21之间的连接管。更优选方案中,第一连接管23-1和第二连接管23-2可采用不锈钢波纹管,不锈钢波纹管具有柔性好、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、耐高低温等特点。
优选方案中,为了保证阴天情况下,用户能正常使用热水,在储水箱21内还设置有电加热装置,在一种具体的实施方式中,电加热装置为电加热棒26。这样,如果遇到阴天时,集热器22不能吸收太阳能,可采用电加热棒26对储水箱21内的水进行加热,以保证用户能正常使用上热水。
上述实施例中,将循环泵24设置在储水箱21的出水口21-2与集热器22的进液口22-1之间的第一连接管23-1上,本发明提供的太阳能热水器还包括将将循环泵24设置在储水箱21的进水口21-1与集热器22的出液口22-2之间的第二连接管23-2上的情况。但是在这种方案中,循环泵24需要将集热器22内的热水泵送到储水箱21内,由于集热器22内的水量较少,且可能存在气体,循环泵24容易发生空转现象,因此不建议采用此种方案,但这种方案也应在本发明的保护范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式的描述,应当指出,由于文字表达的有限性,而在客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。