一种太阳能光热加热恒温盛水装置的制作方法

本发明涉及光伏热利用技术领域，具体涉及一种太阳能光热加热恒温盛水装置。

背景技术

目前太阳能的应用方式主要有两种，一种是光伏发电，一种是光热利用。光伏发电的效率比较低，大约只有20％左右，其余的能量多数以热能的形式存在。光伏板表面所积蓄的高温热能对光伏发电没有益处，反而会降低光伏发电的效率。

另外一方面，如果对这些热能加以引导和利用，除了可以提高光伏发电的效率，还可以在光伏发电基础上增加光热利用的价值，从而提高太阳能的整体利用率。

为了将光伏组件发电产生的热量进行收集，在光伏组件背板上设置集热器，并且将该热利用起来对水或者气体加热，进行热水或者暖气供应，在对水进行加热时，往往需要对恒温水箱中的水进行循环加热，而现在的恒温水箱在循环加热时是通过冷热水的密度不同自然分区，存在冷热混合温水通过循环水泵和管道流入加热器，而在流动过程中，存在热量损失，浪费了能源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有的光伏集热器供热的恒温水箱在循环加热过程中能量损失较多。

本发明提供了解决上述问题的一种太阳能光热加热恒温盛水装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种太阳能光热加热恒温盛水装置，包括水箱本体和空气源热泵，所述水箱本体的顶部与所述空气源热泵的输出口通过上管道连接，所述水箱本体的下端通过下管道与空气源热泵的输入口连接，所述下管道上设置循环水泵，所述水箱本体的内腔体设置热水区和冷水区，所述热水区和冷水区之间通过l形挡板分隔开，所述l形挡板的右侧为热水区，所述l形挡板的左侧和下方为冷水区，所述l形挡板的顶部与所述水箱本体的顶部之间具有间隙形成溢流口，所述上管道伸入热水区底部，所述下管道与冷水区的底部连通，所述冷水区的容积大于热水区的容积。

本发明的设计原理为：恒温水箱的水需要循环加热以实现快速加热和保持水温始终恒定在需要的温度，本申请通过冷热分区，让冷水通过循环水泵经下管道进入空气源热泵，这样在冷水通过下管道流入空气源热泵的过程中，因为与外界空气温度相当，不会存在水向外界散热的情况，这就避免了现在的冷热混合，温水循环加热时在流动过程中散失热量，而冷水区的容积大于热水区的容积，且下管道位于冷水区的底部，当冷水加热后进入热水区填满整个热水区之后，再输入热水，热水就会从由溢流口从热水区向冷水区溢出，由于上管道是插入热水区底部的，新加热的热水会通入到热水区的底部，而热水区上层的热水因为还没来得及与下层的新加热热水混合温度较低，并在底部通入新加热热水时上层温度较低的热水会从溢流口溢出，从而保证了热水区温度较低的热水进入冷水区，这样就实现了进入空气源热泵中循环加热的的水始终是恒温水箱内温度最低的水，这样就减小了温度较高的水通过循环水泵和下管道流动至空气源热泵中产生的热量损失。

本发明优选的一种太阳能光热加热恒温盛水装置，所述l形挡板为中空结构，所述中空结构填充隔热材料，这样可以防止热水区的热量传递给冷水区，使得冷水温度升高，而在下管道流经过程中又将该热量散失掉而造成浪费。

本发明优选的一种太阳能光热加热恒温盛水装置，所述隔热材料为光纤棉，光纤棉具有很好的隔热性。

本发明优选的一种太阳能光热加热恒温盛水装置，所述水箱本体外侧设置保温层，可以有效保持恒温水箱内的温度。

本发明优选的一种太阳能光热加热恒温盛水装置，所述上管道和下管道的外侧包裹保温层，这样可以进一步减少热水在上管道流经过程中造成的热量损失。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过在恒温水箱内腔体中设置热水区和冷水区，且控制冷水区的容积大于热水区的容积，上管道伸入到热水区底部，从而实现了进入空气源热泵的水始终是恒温水箱中温度最低的水，减少了热量损耗；

2、本发明在l形挡板中填充保温材料，有效防止了恒温水箱内部热水和冷水的热交换，减少热量损耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的正视结构示意图。

图2为本发明的立体透视结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-水箱本体，10-热水区，11-冷水区，12-保温层，13-热水出水孔，2-空气源热泵，3-上管道，4-下管道，5-循环水泵，6-l形挡板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1和图2所示，一种太阳能光热加热恒温盛水装置，包括水箱本体1和空气源热泵2，水箱本体1呈正方体，所述水箱本体1的顶部与所述空气源热泵2的输出口通过上管道3连接，所述水箱本体1的下端通过下管道4与空气源热泵2的输入口连接，所述下管道4上设置循环水泵5，所述水箱本体1的内腔体设置热水区10和冷水区11，所述热水区10和冷水区11之间通过l形挡板6分隔开，所述l形挡板6的右侧为热水区10，所述l形挡板6的左侧和下方为冷水区11，所述l形挡板6的顶部与所述水箱本体1的顶部之间具有间隙形成溢流口，所述上管道3伸入热水区10底部，所述下管道4与冷水区11的底部连通，所述冷水区11的容积大于热水区10的容积。

具体工作时，通过冷热分区，让冷水通过循环水泵5经下管道4进入空气源热泵2，这样在冷水通过下管道4流入空气源热泵2的过程中，因为与外界空气温度相当，不会存在水向外界散热的情况，这就避免了现在的冷热混合，温水循环加热时在流动过程中散失热量，而冷水区11的容积大于热水区10的容积，且下管道4位于冷水区11的底部，当冷水加热后进入热水区10填满整个热水区10之后，再输入热水，热水就会从由溢流口从热水区10向冷水区11溢出，由于上管道3是插入热水区10底部的，新加热的热水会通入到热水区10的底部，而热水区10上层的热水因为还没来得及与下层的新加热热水混合温度较低，并在底部通入新加热热水时上层温度较低的热水会从溢流口溢出，从而保证了热水区10温度较低的热水进入冷水区11，这样就实现了进入空气源热泵2中循环加热的的水始终是恒温水箱内温度最低的水，这样就减小了温度较高的水通过循环水泵5和下管道4流动至空气源热泵2中产生的热量损失。

所述上管道3位于热水区10远离溢流口的一端，这样可以使得新加热的热水距离溢流口较远，保证溢流口流出的热水为未与新加热热水混合的温度较低的热水。

所述恒温水箱内衬和l形挡板6的材质均为聚四氟乙烯，所述l形挡板6与所述恒温水箱接触的部位均采用焊接的方式紧密连接，防止渗水。

所述水箱本体1外侧设置聚氨酯硬质泡沫保温层12，可以有效保持恒温水箱内的温度。

所述热水区10的下端设置热水出水口，用于连接管道放出热水。

所述空气源热泵2连接光伏组件的集热器，用于将集热器的热加热水。

所述上管道3穿过水箱本体1上设置的孔插入热水区10，且上管道3与孔接触的位置设置管道密封圈和填充光纤棉进行保温密封。

所述下管道4插入所述水箱本体1的下端设置的通孔但不穿过通孔，并且采用管道密封圈和填充保温材料进行保温密封。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述l形挡板6为中空结构，所述中空结构填充隔热材料，这样可以防止热水区10的热量传递给冷水区11，使得冷水温度升高，而在下管道4流经过程中又将该热量散失掉而造成浪费。

本发明优选的一种太阳能光热加热恒温盛水装置，所述隔热材料为光纤棉，光纤棉具有很好的隔热性。

所述上管道3和下管道4的外侧包裹聚氨酯硬质泡沫保温层12，这样可以进一步减少热水在上管道3流经过程中造成的热量损失。

本发明中，所述术语“上”“下”“底”等均以附图的方位为准。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。