专利名称：一种立体换热式太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能转换装置，属于多能源供热技术领域，尤其 是一种立体换热式太阳能热水器。
背景技术：
环境、人口和能源是21世纪最受关注的三大主题，而能源的缺失和浪 费则是现今人们生活中亟需待解决的问题。太阳能作为一种清洁能源，具有 无危害性、无污染性、安全可靠及总量丰富的优点，是一种绿色的环保能源。 目前，太阳能技术已经广泛应用于我们的日常生活中，如太阳能发电、太阳 能热水器、太阳能采暖器等等，改变了我们长久以来的生活方式和能源利用 方式，为我们的生活带来了巨大变化。但是，传统的太阳能利用却存在自身 的缺点，如太阳能稳定性差，受天气、气候和昼夜变化的影响较大，不仅增 加了技术上的难度，也增加了成本造价，另一方面，太阳能虽然总量极其丰 富，但分布散，密度低，必须利用巨大的太阳能收集装置才能收集到足够大 的功率，而大面积收集装置势必会提高成本。
多年来，众多研究人员对太阳能利用技术的发展做出了巨大贡献，太阳 能产品不断面市。中国专利申请号为CN200520017111.X，名称为"太阳能自 来水换热装置"的专利申请文件就公开了一种太阳能自来水换热装置，该装 置的集热器和储热器的安装不受高度限制并且提高了水的卫生质量。虽然该 装置提高了太阳能的利用效率，但是该装置还是未能充分利用太阳能，同时 仍然摆脱不了天气和昼夜的影响。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种能够深 度利用太阳能、消除天气和昼夜限制、具有立体换热式太阳能热水器。 为了实现上述目的，本实用新型按以下技术方案实现
一种立体换热式太阳能热水器，包括太阳能集热换热器、换热器、储供 热装置以及管道；还包括转换阀和压縮机，所述太阳能集热换热器、转换阀 和换热器壳程进出口依序连接形成一工质循环回路，压縮机、转换阀、换热 器壳程进出口和太阳能集热换热器依序连接形成另一工质循环回路，换热器 程管进出口连接储供热装置。本实用新型具有双工质循环回路，可以充分利 用太阳能并将太阳能转换为热能，同时可以有效消除天气和昼夜变化的影响 和限制，延长使用时间。
上述太阳能集热换热器为翅片式双效集热换热器。翅片式双效集热换热 器不仅对太阳能具有集热换热功能，对环境空气同样具有高效换热功能。
上述转换阀为四通电磁阀。利用该四通电磁阀，可实现对两条工质循环 回路的工作状态选择，当阳光充足时，可选择直热式循环回路，即不通过压 縮机，工质在装置中实现无动力循环换热；当夜晚或天气比较差时，可选择 压縮式循环回路，即利用压縮机工质在装置中实现压縮循环换热。
上述换热器壳程出口与太阳能集热换热器的连接管道上并联有节流阀 和二通电磁阀。
上述翅片式双效集热换热器配套有风机。配套风机可以加强集热换热器 立体换热的吸热效果，提高能源利用率。
上述储供热装置为保温水箱，保温水箱分别与换热器程管进、出口连接 形成水循环回路。水循环回路与工质循环回路在换热器中接触实现能量转移， 水流吸收工质热量提高温度达到加热效果，工质失去热量降低温度继续循环吸收太阳能热量。
上述保温水箱与换热器程管进口的连接管道上设有水泵和过滤器。水泵 可以增加水流压力，消除保温水箱安装地点的限制，可设于室内或室外；过 滤器则可以过滤掉水中杂质和污垢，防止杂质和污垢进入换热器，在换热器 中结垢，甚至堵塞换热器。
上述工质循环回路和水循环回路设有阀门。
上述工质循环回路和/或水循环回路设有温度传感器。温度传感器可以 检测装置中各相应温度点的温度，实现实时控制。
上述太阳能转换装置设有电脑自动控制系统。电脑自动化控制系统可以 实现双通道循环的全自动化调控，控制换热频率，提高加热效率。
本实用新型与现有技术相比，通过压縮机和转换阀的换向选择，实现双 通道循环换热，能够对太阳能和环境空气进行立体双效换热，提高了太阳能 利用率，也消除了天气和昼夜变化的限制，从而延长了使用时间，有利于市 场的推广使用，尤其适于北方地区使用。
为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型 的具体实施方式
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图1是本实用新型的系统结构示意图。
图2是本实用新型直热式循环换热的系统结构示意图。 图3是本实用新型压縮式循环换热的系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括翅片式双效集热换热器l、四通电磁阀2、压縮机3、水换热器4以及保温水箱5，水换热器4设有壳程进、出口 41、 42和程管进、出口43、 44。其中，翅片式双效集热换热器1的输出端通过截 止阀64与四通电磁阀2 —端口连接，四通电磁阀2的另外三个端口分别与压 縮机输入端31、输出端32以及水换热器壳程进口 41连接，水换热器壳程出 口 42通过另一截止阀63与翅片式双效集热换热器1的输入端连接；水换热 器壳程出口 42与翅片式双效集热换热器1的连接管道上还并联有节流阀61 和二通电磁阀62;翅片式双效集热换热器1配套有风机11。上述部件连接形 成两条工质循环回路，分为直热式循环换热回路和压縮式循环换热回路。其 中直热式循环换热回路的工质流向为翅片式双效集热换热器1 —四通电磁阀 2—水换热器4—二通电磁阀62—翅片式双效集热换热器1;压縮式循环换热 回路的工质流向为压縮机3—四通电磁阀2—水换热器4—节流阀61—翅片式 双效集热换热器1 —四通电磁阀2—压縮机3。
如图1所示，水换热器的程管进、出口43、 44通过管道和活接75分别 与保温水箱5连接，形成水循环回路。其中，水换热器程管进口 43与保温水 箱5的连接管道上设有阀门73、三通过滤器72和水泵71，水泵71可以增加 水流压力，消除保温水箱安装地点的限制，可设于室内或室外，过滤器72 则可以过滤掉水中杂质和污垢，防止杂质和污垢进入水换热器，在水换热器 中结垢，甚至堵塞水换热器；水换热器程管出口 44与保温水箱5的连接管道 上设有阀门74。水循环回路的水流方向为保温水箱5—阀门73—三通过滤器 72—水泵71—水换热器程管进口 43—水换热器程管出口 44—阀门74—保温 水箱5。保温水箱5的上端设有水源补给口，下端水源出口连接用水装置。 上述工质循环回路和水循环回路设有温度传感器，用于检测各相应温度点的 温度；该太阳能转换装置还设有电脑自动控制系统，实现双通道循环的全自动化调控，控制换热频率，提高加热效率。
本实用新型具有直热式循环换热和压縮式循环换热两种方式，具体如下 所述
1. 直热式循环换热如图2所示，当天气晴朗、阳光充裕时，可采用直 热式循环换热方式，液体工质在翅片式双效集热换热器1中对阳光直接进行 吸热蒸发，气体工质通过四通电磁阀2传到水换热器4中与水循环回路中的 水流进行热量交换，水流吸收气体工质热量提高温度继续循环流动，被吸收
热量的气体工质放热冷凝变为液体工质，液体工质经过二通电磁阀62重新回
到翅片式双效集热换热器1，开始新一轮的循环换热过程。经过不断的循环 换热过程，保温水箱内的水温可加热到设定温度，输送到用水装置进行利用。
2. 压縮式循环换热如图3所示，当天气阴霾、阳光不足时，可采用压
縮式循环换热方式，压縮机输出端32输出高温工质经四通电磁阀2到达水换 热器4，高温工质在水换热器4中与水循环回路的水流进行热量交换，水流 吸收高温工质热量提高温度并继续循环流动，被吸收热量的高温工质降低温 度，经过节流阀61到达翅片式双效集热换热器1，在翅片式双效集热换热器 1中工质对阳光和环境空气进行立体双效换热，吸收热量的工质经过四通电 磁阀2从压縮机输入端31重新回到压縮机3，开始新一轮的循环换热过程。 经过不断的循环换热过程，保温水箱内的水温可加热到设定温度，输送到用 水装置进行利用。
该太阳能转换装置利用电脑全自动控制系统可以实现双通道循环换热。 双通道循环换热装置的设计，使装置在阳光充裕时可以达到非常高效的换热 效果，即使在阳光不足甚至夜晚同样可达到高效换热的目的，提高了利用率， 也延长了装置的使用时间，尤其适于北方地区使用。本实用新型的水换热器的程管进出口可连接散热器，用于取暧，使取之 不尽、用之不竭的太阳能得到更好、更广阔的利用。
本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或 变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型 的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
权利要求1、一种立体换热式太阳能热水器，包括太阳能集热换热器、换热器(4)、储供热装置以及管道，其特征在于还包括转换阀和压缩机(3)，所述太阳能集热换热器、转换阀和换热器壳程进出口(41、42)依序连接形成一工质循环回路，压缩机(3)、转换阀、换热器壳程进出口(41、42)和太阳能集热换热器依序连接形成另一工质循环回路，换热器程管进出口(43、44)连接储供热装置。
2、 根据权利要求1所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述太阳能集热换热器为翅片式双效集热换热器(1)。
3、 根据权利要求1所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述转换阀为四通电磁阀(2)。
4、 根据权利要求1或2所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在 于所述换热器壳程出口 (42)与太阳能集热换热器的连接管道上并 联有节流阀(61)和二通电磁阀(62)。
5、 根据权利要求2所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述翅片式双效集热换热器(1)配套有风机(11)。
6、 根据权利要求1所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述储供热装置为保温水箱(5)，保温水箱(5)分别与换热器程管进、 出口 (43、 44)连接形成水循环回路。
7、 根据权利要求6所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于-所述保温水箱(5)与换热器程管进口 (43)的连接管道上设有水泵(71) 和过滤器(72)。
8、 根据权利要求1或6所述一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述工质循环回路和水循环回路设有阀门。
9、 根据权利要求1或6所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在 于所述工质循环回路和/或水循环回路设有温度传感器。
10、 根据权利要求1所述的一种立体换热式太阳能热水器，其特征在于 所述太阳能转换装置设有电脑自动控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种立体换热式太阳能热水器，包括太阳能集热换热器、换热器、储供热装置以及管道；还包括转换阀和压缩机，所述太阳能集热换热器、转换阀和换热器壳程进出口依序连接形成一个工质循环回路，压缩机、转换阀、换热器壳程进出口和太阳能集热换热器依序连接形成另一工质循环回路，换热器程管进出口连接储供热装置。本实用新型与现有技术相比，通过压缩机和转换阀的换向选择，实现双通道循环换热，能够对太阳能和环境空气进行立体双效换热，提高了太阳能利用率，也消除了天气和昼夜变化的限制，从而延长了使用时间，有利于市场的推广使用，尤其适于北方地区使用。
文档编号F24J2/04GK201159542SQ20072006129
公开日2008年12月3日 申请日期2007年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者唐壁奎, 邓伟杰 申请人:唐壁奎