專利名稱：太陽能浴室采暖器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浴室采暖的太陽能采暖器，和太陽能熱水器配套使用。利用太陽能水箱中的熱水，通過管路循環(huán)，采暖器上的風機盤管和空間環(huán)境交換熱量，提高浴室環(huán)境溫度，屬節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。同時，作為太陽能熱水器控制終端設(shè)施，通過水箱上的傳感器，在采暖器上以數(shù)碼顯示水箱中的水量和水溫。實現(xiàn)太陽能的浴室采暖、淋浴和太陽能熱水器的控制。
背景技術(shù)：
眾所周知太陽能是清潔能源，綠色環(huán)保。在當前能源和資源相對緊缺的情況下，大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保設(shè)施，對國民經(jīng)濟和環(huán)保事業(yè)具有重要意義。
太陽能熱水器制熱的高效率和良好的保溫性能，在一定時間內(nèi)，可使太陽能水箱中的水溫，達到六七十度以上的溫度。如果在洗浴時。將太陽能熱水器高位水箱(樓頂、房頂)中的熱水，通過管路循環(huán)在室內(nèi)經(jīng)風機盤管散熱，釋放出一部分熱能。用于取代常規(guī)能源(電能加熱)，來提高浴室環(huán)境溫度，同時又不影響洗浴時水溫的舒適性。將為我們節(jié)省大量寶貴的電能，具有安全、節(jié)能的使用價值。
目前市場上，太陽能熱水器的一些配套產(chǎn)品，如太陽能控制器，只能實現(xiàn)水箱中水溫、水位信號采集顯示，和一些簡單控制。由于技術(shù)原因，傳感器分辨率低，不能準確反映水箱中的真實水量。傳感器在水箱高溫熱水中易結(jié)垢失靈，穩(wěn)定性差。上水時沒有有效的監(jiān)控方法，造成水箱滿水時溢出大量水。控制器、控制閥門大都用交流供電。在浴室潮濕的環(huán)境中，既不安全，也不節(jié)能，實用性較差。
冬季，室外管路易結(jié)冰凍壞。加上冬季日照時間短，太陽能熱水器制熱能力不足。使大部分太陽能熱水器不能使用，造成閑置。在管路上采用電加熱帶防凍，和在太陽能水箱內(nèi)加裝電加熱裝置，存在安全隱患，以及功耗大成本高的缺點，不利于節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用“浴室采暖”來限定；太陽能采暖的“時間”和“空間”。以體現(xiàn)太陽能浴室采暖的實用性。
采取的技術(shù)方案是在浴室采暖器上，將太陽能水箱的出水管和進水管，與采暖器的散熱盤管相連，形成一U型連通器。太陽能熱水器水箱熱水通過出水管經(jīng)散熱盤管向進入太陽能熱水箱的回水管，根據(jù)連通器的原理回水管中的水位液面，將和水箱中的水位液面相持平。回水管水溫較水箱、出水管溫度底，回水管中實際水位液面，比水箱要低。在散熱盤管的出口處加一小型循環(huán)泵。循環(huán)泵工作時揚程H要克服；回水管中實際水位液面，到水箱上回水口的高度h，和水在管路中循環(huán)阻力，即H＞h，就能使水箱中熱水經(jīng)管路產(chǎn)生循環(huán)。圖1所示。太陽能水箱熱水循環(huán)過程中，在浴室采暖器上，經(jīng)風機帶動氣流和散熱盤管進行熱量交換，將熱水中的熱能，通過風機盤管向室內(nèi)釋放，提高浴室環(huán)境溫度。
采暖器由風機盤管、循環(huán)泵、熱交換器、控制面板、控制閥門、蓄電池及外殼組成。采暖器設(shè)計為浴屏形狀。固定在墻上，不占用浴室空間。并具有和常規(guī)能源結(jié)合的安全接口。以便在冬季太陽能熱水器制熱不足時，用供暖管網(wǎng)的熱能，作為輔助加熱能源，經(jīng)熱交換器，通過太陽能管路的循環(huán)，將太陽能水箱中的水加熱。如圖3所示。
冬季，氣溫較低，日照時間短，太陽能熱水器制熱不足，室外管路易結(jié)冰凍壞，限制了太陽能熱水器的使用。根據(jù)采暖器和太陽能熱水器水箱形成的循環(huán)系統(tǒng)，將室外高位太陽能水箱熱水通過循環(huán)在室內(nèi)采暖器上將熱能取出思路，也可以在室內(nèi)采暖器上設(shè)置熱交換器，通過循環(huán)系統(tǒng)用室內(nèi)借暖熱能加熱太陽能熱水器水箱中水。本發(fā)明通過采暖器上設(shè)置的熱交換器，用供暖管網(wǎng)中的熱能，做為輔助加熱熱源，配合太陽能管路循環(huán)系統(tǒng)，達到加熱太陽能水箱中水的目的。室外管路的防凍措施；在水箱的出水口處加一截止排空閥。冬季，通過操作采暖器控制面板上排空功能按鍵?？刂平刂古趴臻y門的工作，同時將室內(nèi)的放空閥門打開，放掉管路中的水用于防凍。
本發(fā)明以采暖器整體結(jié)構(gòu)造型為平臺，引入以單片機控制為主的嵌入式微控制系統(tǒng)。用太陽能電池向蓄電池充電方式給系統(tǒng)供電。通過水箱上的傳感器，在采暖器的顯示屏上，以數(shù)碼顯示太陽能熱水器水箱中的水量、水溫，實現(xiàn)采暖器的運行和對太陽能熱水器的控制。
在太陽能水箱上，采用微壓傳感器采集水位壓力電信號。以空氣為傳遞水位壓力的介質(zhì)。避免由于傳感器接觸高溫熱水，造成傳感器結(jié)垢失靈。配合單片機，通過程序賦值，在采暖器顯示屏上以數(shù)碼顯示水箱中的水量。具體方案用一兩端開口的管子，一端與太陽能水箱底部相連，另一端用微壓傳感器密封。由于空氣比水輕，水箱進水時，管中封入一定量的空氣，則管中的壓力將與水箱中的水位壓力，有一定的函數(shù)關(guān)系。如圖2。微壓傳感器采集水位壓力的電信號，將水箱開始進水，微壓傳感器輸出電壓信號為零時，到水箱最大進水量時，傳感器輸出的電壓信號視為一個區(qū)間。區(qū)間范圍為微壓傳感器表壓量程中，水箱水位變化的那一部分。經(jīng)運算放大器放大后，轉(zhuǎn)換成合適的電壓信號。進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。然后，找出壓力信號值和水箱中實際進水量的關(guān)系，在程序上賦值。即單片機采集到水位壓力的數(shù)字信號值后，和程序中賦值函數(shù)運算，得到水箱中實際進水量考慮到實用性和分辨率，每5升水，賦值一次。最終在采暖器顯示屏上以數(shù)碼顯示水箱中的真實由水量。
水箱中的水溫，由數(shù)字溫度傳感器DSI8B20讀取，經(jīng)單片機處理在采暖器上顯示出來。
太陽能熱水器較之電熱水器、燃汽熱水器的特點是安全、節(jié)能、環(huán)保。采暖器運行時，放出的熱能是太陽能水箱中熱水的能量。作為動力部件的循環(huán)泵、風機、控制閥耗電甚微。本發(fā)明采用太陽能電池向蓄電池充電方式，給系統(tǒng)提供直流供電，使采暖器在浴室中的運行和使用，安全節(jié)能。由于采暖器沒有大功率耗能器件，從安全、節(jié)能的角度出發(fā)；采用相對廉價的柔性襯底薄膜非晶硅太陽能電池，以太陽能熱水器為支架，太陽能水箱為附著平臺，將太陽能電池以水箱弧狀固定在水箱向陽的一面；集熱管將光能轉(zhuǎn)化成熱能的同時，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，儲存到蓄電池中。以供系統(tǒng)供電之需。這樣，既減小了安裝太陽能電池支架的成本，為太陽能電池提供一個穩(wěn)固的平臺，也可以帶動太陽能電池在我們生活中普及。促進節(jié)能事發(fā)展。
有益效果利用太陽能替代常規(guī)能源，在洗浴時提高環(huán)境溫度。平時在用熱水時，經(jīng)循環(huán)泵將管路中的冷水泵回水箱，水箱中的熱水進入室內(nèi)管路，使我們打開閥門就有熱水流出。采暖器上有和常規(guī)能源的安全接口，在冬季供暖季節(jié)，作為輔助加熱能源。使太陽能熱水器真正做到一年四季都能使用。提高了太陽能熱水器的使用率。引入單片機控制的嵌入式微控制系統(tǒng)，配合微壓傳感器可以用程序監(jiān)控最大上水量，杜絕水的浪費，節(jié)約水資源。解決了傳感器結(jié)垢問題，在采暖器上以數(shù)碼顯示水量、水溫同時，使系統(tǒng)做到顯示清楚，控制準確。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是原理圖。
圖2是第一個實施例中采暖器和太陽能熱水器管路連接圖。
圖3是采暖器平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是第二個實施例中太陽能熱水器輔助加熱圖。
圖1中，1是太陽能水箱內(nèi)上取水軟管，2是太陽能水箱出水管，3是散熱盤管，4是循環(huán)泵，5是太陽能水箱回水管，6是太陽能水箱，7是微壓傳感器。
圖2中，1.是散熱盤管，2是散熱盤管出口，3是散熱盤管進口，4是太陽能水箱出水管，5是截止排空閥，6是太陽能水箱內(nèi)上取水軟管，7是微壓傳感器，8是太陽能水箱回水口，9是太陽能水箱，10是太陽能水箱回水管，11是循環(huán)泵。
圖3中，1是散熱盤管，2是風機的熱風出口，3是熱交換器，4是蓄電池，5是控制面板，6是采暖器外殼。
圖4中，1是熱交換器，2是供暖管路進口，3是供暖管路出口，4是熱交換器出口，5是熱交換器進口，6是循環(huán)泵。
具體實施例方式如附圖2第一個實施例中采暖器和太陽能熱水器管路連接圖在浴室采暖器上，將太陽能水箱的出水管(4)和回水管(10)，和采暖器上的散熱盤管(1)的進水口(3)出水口(2)相連接；形成一個U型連通器。在散熱盤管(1)的出口(2)處加一小型循環(huán)泵(11)。太陽能水箱(9)、散熱盤管(1)、循環(huán)泵(11)通過管路(4)(10)相連，形成一個循環(huán)取熱系統(tǒng)。根據(jù)連通器的原理回水管(10)中的水位液面將和水箱(9)中的水位液面相持平。(由于溫差，回水管中實際水位液面比水箱液面要低)。循環(huán)泵(11)工作時，揚程H要克服；回水管(10)中實際水位液面，到水箱(9)上回水口(8)的高度h，和水在管路中循環(huán)阻力，即H＞h，就能使水箱中熱水經(jīng)管路產(chǎn)生循環(huán)。由于運用了連通器原理；此過程只需一個較小的提升揚程，就能使循環(huán)取熱系統(tǒng)實現(xiàn)循環(huán)。經(jīng)試驗，用一個微功耗直流無刷循環(huán)泵(11)，就能將高位水箱(9)的熱水通過出水管(4)，經(jīng)散熱盤管(1)，回水管(10)再回到水箱(9)形成循環(huán)。熱水在循環(huán)過程中，經(jīng)風機帶動氣流和散熱盤管進行熱量交換，將熱水中的熱能通過風機盤管向室內(nèi)釋放，達到在浴室取熱采暖的目的。為了使系統(tǒng)提高制熱效率；采用上取水方式，使用水箱中上層溫度較高的熱水進行采暖。從水箱(9)出水口加一上取水軟管，如附圖2所示的上取水軟管(6)。同時做好室外管路的保溫措施，減小室外管路熱能耗散。
在采暖器上放出一部分熱能(量)的循環(huán)水，經(jīng)循環(huán)泵(11)、管路(10)回到水箱(9)。根據(jù)自然對流原理冷水下沉，熱水上浮，回到水箱中較水箱中熱水溫度低的循環(huán)水，向水箱下方集熱管方向移動，將集熱管中的熱量(熱水)置換出來。這樣，用太陽能水箱熱水的能量，提高浴室環(huán)境溫度的同時，又不影響洗浴時水溫的舒適度。
圖4是第二個實施例，冬季，太陽能熱水器輔助加熱接口。供暖管路和熱交換器(1)的進水口(2)出水口(3)相連。在采暖器上，通過控制閥門；關(guān)閉散熱器。將熱交換器(1)串入循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)泵(6)工作時，循環(huán)水流經(jīng)熱交換器(1)，和供暖熱能進行熱交換，再泵入太陽能水箱。達到用常規(guī)能源輔助加熱太陽能水箱中水的目的。
權(quán)利要求
1一種用于浴室采暖的太陽能采暖器，和家庭用集熱管式太陽能熱水器配套使用，其特征是采暖器通過管路和太陽能熱水器水箱相連后，形成一個U型連通器，解決太陽能熱水器水箱熱水經(jīng)室內(nèi)管路循環(huán)問題，用太陽能熱水器水箱熱水循環(huán)取熱進行浴室采暖。
2根據(jù)權(quán)力1所述的太陽能浴室采暖器中，一種太陽能熱水器冬季輔助加熱的安全接口，其特征是用家庭供暖管網(wǎng)的熱能做輔助加熱源，將太陽能熱水器水箱中水，經(jīng)管路產(chǎn)生循環(huán)，通過熱交換器換熱，輔助加熱太陽能水箱中的水。
3根據(jù)權(quán)力1所述的太陽能浴室采暖器中，一種向采暖器循環(huán)控制系統(tǒng)提供安全電能的太陽能電池供電系統(tǒng)，其特征是以太陽能熱水器為支架，太陽能水箱為附著平臺，將柔性襯底非晶硅薄膜太陽能電池，依水箱弧面固定在水箱向陽一方，集熱管將光能轉(zhuǎn)化成熱能同時，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能儲存到蓄電池中。
4根據(jù)權(quán)力1所述的太陽能浴室采暖器中，一種能顯示太陽能熱水器水箱真實水量的數(shù)碼顯示系統(tǒng)，其特征是傳感器采集的水箱水位壓力電信號，經(jīng)單片機程序賦值運算，在采暖器顯示屏上以數(shù)碼顯示水箱中真實水量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浴室采暖的太陽能采暖器。和太陽能熱水器配套使用，屬節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。其方案是將浴室采暖器上的散熱盤管，和太陽能熱水器水箱經(jīng)管路連接成一U型連通器。太陽能水箱熱水在循環(huán)泵作用下，經(jīng)管路產(chǎn)生循環(huán)。通過風機帶動氣流和散熱盤管交換熱量，提高浴室環(huán)境溫度。同時，作為太陽能熱水器的控制終端設(shè)施。并具有和常規(guī)能源結(jié)合，作為太陽能熱水器輔助加熱的安全接口。通過太陽能水箱上傳感器，和太陽能電池供電系統(tǒng)，在采暖器的顯示屏上以數(shù)碼顯示太陽能水箱中水量、水溫。解決太陽能熱水器在安全、節(jié)能、節(jié)水以及冬季使用上存在的問題。實現(xiàn)太陽能的浴室采暖、淋浴及太陽能熱水器的控制。
文檔編號F24H3/06GK101042262SQ20061001250
公開日2007年9月26日 申請日期2006年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
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