专利名称：电辅助直接或间接式强制或自然循环太阳能热水机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热水器，尤其是电辅助直接式强制循环太阳能热水机，电辅间接式强制循环太阳能热水机，电辅助直接式自然循环太阳能热水机，和电辅助间接式自然循环太阳能热水机。
背景技术：
现有的电辅助太阳能热水器，是由太阳能集热器、保温水箱、电辅助加热器、水泵、 温度传感器和控制器等构成，分间接强制循环式、间接自然循环式、直接强制循环式和直接自然循环式4类。电辅助加热器为1个，设在承压保温水箱的中部位置，电辅助加热器的启闭分两种情况定时启动——在设定的启动时间，如果保温水箱内的自来水温度低于预设温度时，温度传感器将信号传送给控制器，控制器启动电辅助加热器加热，直到保温水箱内的自来水温度达到预设温度，控制器自动关闭电辅助加热器；如果保温水箱内的自来水温度高于预设温度时，温度传感器将信号传送给控制器，控制器不启动电辅助加热器。强制启动——如果需要临时使用热水，而此时保温水箱内的自来水温度低于预设温度，通过按钮强制启动电辅助加热器加热，直到保温水箱内的自来水温度达到预设温度，控制器自动关闭电辅助加热器。这种结构的太阳能热水器，存在以下缺陷一是太阳能热水器正常仅用于洗澡(定时用热水)时，如果太阳能能量不足，辅助加热只能加热中部以上水箱中的水，热水供应能力只有太阳能加热时的一半，出现供热水量不足；二是如果热水器需随时供应热水， 电辅助常开，只有水箱下部能储存太阳能，降低了太阳能热水器的效率；三是在定时供应热水工况下，需要临时用热水时，加热时间长。保温水箱容积越大，上述缺陷越突出。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电辅助直接或间接式强制或自然循环太阳能热水机，满足现代家庭对热水使用的需要随时能满足厨房、洗刷等少量热水需要，晚上或早晨洗浴时大量热水需要，而且太阳能利用率高、节能效果好。为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案本实用新型一种电辅助直接式强制循环太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、水泵、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器上部的热水出口通过管路与所述保温水箱中上部的热水入口连通，所述保温水箱下部的冷水出口通过管路且经所述水泵与太阳能集热器下部的冷水入口连通，构成太阳能加热强制循环回路；保温水箱的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱内的上部、 下部及太阳能集热器上部的热水出口处设置的第一、第二及第三温度传感器。所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电辅助加热器、第二电辅助加热器及水泵电连接，用于依据温度变化以控制第一电辅助加热器、第二电辅助加热器及水泵的启动与关闭。第二电辅助加热器和相应的第一温度传感器组成独立的电辅助加热控制系统。第二电辅助加热器位置以上的水箱容量为10-50升。一种电辅助间接式强制循环太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、水泵、 膨胀罐、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述水泵和膨胀罐与太阳能集热器下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热强制循环回路；保温水箱的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱内的上部、下部及太阳能集热器上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器。所述控制器分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第一电辅助加热器、第二电辅助加热器及水泵电连接，用于依据温度变化以控制第一电辅助加热器、第二电辅助加热器及水泵的启动与关闭。第二电辅助加热器和相应的第一温度传感器组成独立的电辅助加热控制系统。第二电辅助加热器位置以上的水箱容量为10-50升。一种电辅助直接式自然循环太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器上部的热水出口通过管路与所述保温水箱中上部的热水入口连通，所述保温水箱下部的冷水出口通过管路与太阳能集热器下部的冷水入口连通，构成太阳能加热自然循环回路；保温水箱的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部；所述温度传感器有两个，其为分别在保温水箱内的上部、下部设置的第一、第二温度传感器。一种电辅助间接式自然循环太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱内的套管式热交换器的入口连通，所述套管式热交换器的出口通过管路与太阳能集热器下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热自然循环回路；保温水箱的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部；所述温度传感器有两个，其为分别在保温水箱内的上部、下部设置的第一、 第二温度传感器。本实用新型的有益效果是由于采用了上述技术方案，设置了两个电辅助加热器， 其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部，与只将一个电辅助加热器设置在保温水箱中部的现有技术相比，一是在保障随时可以使用热水的工况下，提高了水箱储存太阳能的能力，同时也可以增加太阳能集热系统效率。现在家庭的热水需求，除洗浴时需求大量的热水外，平时厨房(洗碗等)、洗刷(刷牙、洗脸、洗手等)等需要少量的热水，当太阳能不足保温水箱上部的自来水温度低于预设温度时，较小功率的第二电辅助加热器立即启动，只将保温水箱上部的自来水加热到预设温度，根据液体热传递原理和温度分层原理，液体上面的热量向下传递非常微小和缓慢，这就在保温水箱上部形成了一个可供使用的较小容积的热水区；而下部大量的容积用于储存太阳能集热系统传输来的能量，储热容积越大，储热量就越多；储热容积增加后，储存相同能量的温度降低，这样就会提高集热系统的效率。二是增加了在辅助加热工况下的热水输出量。由于较大功率的第一电辅助加热器设置在水箱底部，太阳能不足时，自动定时启动第一辅助加热器，可以将整个水箱的水加热，这样就不会减少在辅助加热工况下减少热水输出，能较好的满足热水需求；与现有技术相比，较大功率的第一电辅助加热器的设置位置由中部移至下部，即更靠近保温水箱底部，可以挖掘保温水箱下部的储水空间。 上述有益效果，随保温水箱容积的增大，愈加显著。
图1是本实用新型电辅助直接式强制循环太阳能热水机的结构示意图；图2是本实用新型电辅助间接式强制循环太阳能热水机的结构示意图；图3是本实用新型电辅助直接式自然循环太阳能热水机的结构示意图；图4是本实用新型电辅助间接式自然循环太阳能热水机的结构示意图。
具体实施方式
第一种实施方式如图1所示，本实用新型一种电辅助直接式强制循环太阳能热水机，包括太阳能集热器1、保温水箱2、水泵3、较大功率的第一电辅助加热器4、较小功率的第二电辅助加热器5和控制器，所述太阳能集热器1上部的热水出口通过管路与所述保温水箱2中上部的热水入口连通，所述保温水箱2下部的冷水出口通过管路且经所述水泵3与太阳能集热器 1下部的冷水入口连通，构成太阳能加热强制循环回路；保温水箱2的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，所述较大功率的第一电辅助加热器4设置于保温水箱2内的下部， 所述较小功率的第二电辅助加热器5设置于保温水箱2内的上部；在保温水箱2内的上部设有第一度传感器6、在保温水箱2内的下部设有第二温度传感器7、在太阳能集热器1上部的热水出口处设有第三温度传感器8，所述控制器分别与所述第一温度传感器6、第二温度传感器7、第三温度传感器8、第一电辅助加热器4、第二电辅助加热器5及水泵3电连接， 用于依据温度变化以控制第一电辅助加热器4、第二电辅助加热器5及水泵3的启动与关闭优选将第二电辅助加热器5和第一温度传感器6设计成独立的电辅助加热控制系统； 优选将第二电辅助加热器5位置以上的水箱容量设计为10-50升。第二种实施方式图2示出了本实用新型的第二种实施方式电辅助间接式强制循环太阳能热水机。其与第一种实施方式的不同之处仅在于太阳能加热回路不同。第一种实施方式的太阳能加热回路为太阳能加热强制循环回路，本实施方式的太阳能加热回路为太阳能热媒加热强制循环回路，所述太阳能集热器1上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱2内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述水泵3和膨胀罐9与太阳能集热器1下部的热媒流入口连通。第三种实施方式[0025]图3示出了本实用新型的第三种实施方式电辅助直接式自然循环太阳能热水机。它包括太阳能集热器1、保温水箱2、较大功率的第一电辅助加热器4、较小功率的第二电辅助加热器5和控制器，所述太阳能集热器1上部的热水出口通过管路与所述保温水箱2 中上部的热水入口连通，所述保温水箱2下部的冷水出口通过管路与太阳能集热器1下部的冷水入口连通，构成太阳能加热自然循环回路；保温水箱2的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其中较大功率的第一电辅助加热器4设置于保温水箱2内的下部，较小功率的第二电辅助加热器5设置于保温水箱2内的上部；在保温水箱2内的上部、下部分别设有第一、第二温度传感器6、7。第四种实施方式图4示出了本实用新型的第四种实施方式电辅助间接式自然循环太阳能热水机。它包括太阳能集热器1、保温水箱2、较大功率的第一电辅助加热器4、较小功率的第二电辅助加热器5和控制器，所述太阳能集热器1上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱2内的套管式热交换器的入口连通，所述套管式热交换器的出口通过管路与太阳能集热器1下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热自然循环回路；保温水箱2的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其中较大功率的第一电辅助加热器4设置于保温水箱2 内的下部，较小功率的第二电辅助加热器5设置于保温水箱2内的上部；在保温水箱2内的上部、下部分别设有第一、第二温度传感器6、7。
权利要求1.一种电辅助直接式强制循环太阳能热水机，包括太阳能集热器(1)、保温水箱(2)、 水泵(3)、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器(1)上部的热水出口通过管路与所述保温水箱(2)中上部的热水入口连通，所述保温水箱(2)下部的冷水出口通过管路且经所述水泵(3)与太阳能集热器(1)下部的冷水入口连通，构成太阳能加热强制循环回路；保温水箱(2)的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器(4)设置于保温水箱(2)内的下部，较小功率的第二电辅助加热器(5)设置于保温水箱(2)内的上部；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱(2)内的上部、下部及太阳能集热器(1)上部的热水出口处设置的第一、第二及第三温度传感器(6、7、8)。
2.根据权利要求1所述的电辅助直接式强制循环太阳能热水机，其特征在于所述控制器分别与所述第一温度传感器(6)、第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)、第一电辅助加热器(4)、第二电辅助加热器(5)及水泵(3)电连接，用于依据温度变化以控制第一电辅助加热器(4)、第二电辅助加热器(5)及水泵(3)的启动与关闭。
3.根据权利要求1所述的电辅助直接式强制循环太阳能热水机，其特征在于第二电辅助加热器(5)和相应的第一温度传感器(6)组成独立的电辅助加热控制系统。
4.根据权利要求1所述的电辅助直接式强制循环太阳能热水机，其特征在于第二电辅助加热器(5)位置以上的水箱容量为10-50升。
5.一种电辅助间接式强制循环太阳能热水机，包括太阳能集热器(1)、保温水箱(2)、 水泵(3)、膨胀罐(9)、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器(1)上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱(2)内的热交换器的入口连通，所述热交换器的出口通过管路且经所述水泵(3 )和膨胀罐(9 )与太阳能集热器(1)下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热强制循环回路；保温水箱(2)的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器(4)设置于保温水箱(2)内的下部，较小功率的第二电辅助加热器(5)设置于保温水箱 (2)内的上部；所述温度传感器有三个，其为分别在保温水箱(2)内的上部、下部及太阳能集热器(1)上部的热媒流出口处设置的第一、第二及第三温度传感器(6、7、8)。
6.根据权利要求5所述的电辅助间接式强制循环太阳能热水机，其特征在于所述控制器分别与所述第一温度传感器(6)、第二温度传感器(7)、第三温度传感器(8)、第一电辅助加热器(4)、第二电辅助加热器(5)及水泵(3)电连接，用于依据温度变化以控制第一电辅助加热器(4)、第二电辅助加热器(5)及水泵(3)的启动与关闭。
7.根据权利要求5所述的电辅助间接式强制循环太阳能热水机，其特征在于第二电辅助加热器(5)和相应的第一温度传感器(6)组成独立的电辅助加热控制系统。
8.根据权利要求5所述的电辅助间接式强制循环太阳能热水机，其特征在于第二电辅助加热器(5)位置以上的水箱容量为10-50升。
9.一种电辅助直接式自然循环太阳能热水机，包括太阳能集热器(1)、保温水箱(2)、 电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器(1)上部的热水出口通过管路与所述保温水箱(2)中上部的热水入口连通，所述保温水箱(2)下部的冷水出口通过管路与太阳能集热器(1)下部的冷水入口连通，构成太阳能加热自然循环回路；保温水箱(2)的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器(4)设置于保温水箱(2)内的下部，较小功率的第二电辅助加热器(5)设置于保温水箱(2)内的上部；所述温度传感器有两个，其为分别在保温水箱(2)内的上部、下部设置的第一、第二温度传感器(6、7)。
10. 一种电辅助间接式自然循环太阳能热水机，包括太阳能集热器(1)、保温水箱(2)、 电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述太阳能集热器(1)上部的热媒流出口通过管路与所述保温水箱(2)内的套管式热交换器的入口连通，所述套管式热交换器的出口通过管路与太阳能集热器(1)下部的热媒流入口连通，构成太阳能热媒加热自然循环回路；保温水箱(2)的下部和上部分别设有自来水入口和热水出口，其特征在于所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器(4)设置于保温水箱(2)内的下部，较小功率的第二电辅助加热器(5)设置于保温水箱(2)内的上部；所述温度传感器有两个，其为分别在保温水箱(2)内的上部、下部设置的第一、第二温度传感器(6、7)。
专利摘要本实用新型公开了一种电辅助直接或间接式强制或自然循环太阳能热水机，包括太阳能集热器、保温水箱、电辅助加热器、温度传感器和控制器，所述电辅助加热器有功率大小不等的两个，其中较大功率的第一电辅助加热器设置于保温水箱内的下部，较小功率的第二电辅助加热器设置于保温水箱内的上部；所述温度传感器至少有两个，其为分别在保温水箱内的上部、下部设置的第一、第二温度传感器。本实用新型能满足现代家庭对热水使用的需要随时满足厨房、洗刷等少量热水需要，晚上或早晨洗浴时大量热水需要，而且太阳能利用率高、节能效果好。
文档编号F24J2/00GK202166203SQ20112024968
公开日2012年3月14日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者傅莉霞, 周鑫发, 张建高 申请人:浙江中新能源发展有限公司