[发明专利]无耗电自给升温式太阳能热水设备

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热水设备，特别是涉及具有无需耗电自给升温功能的太阳能热水设备。

背景技术

截至到目前，家用太阳能热水器和大型太阳能热水器组基本都存在着低光照状态下热水温度低，高光照状态下热水温度仍低于100摄氏度、保温时间短、使用范围小、实用性低等缺陷，如专利号CN200710113398.X《具有取暖功能的太阳能热水器》、专利号CN200820069145.7《一种太阳能热水器》等，其在秋冬季节日照强度比较低的时候，太阳能热水器产生的热水普遍低于50摄氏度，而到夏季高日照强度的时候，家用太阳能热水器产生的热水也都是低于90摄氏度的，即使是在夏季光照强度最大的正午时间，当太阳能热水器水温超过90摄氏度的时候，为了保证热水器玻璃管和普遍采用的铝塑管的使用安全，其内部高压也会通过太阳能热水器厂家设计的泄压阀自动泄压，所以其温度总是不会超过90摄氏度。针对以上热水温度不稳定的问题也有采用将压缩机制热系统与太阳能热水器集成在一起安装的方式实现热水温度的稳定，如专利号CN200820084712.6《太阳能热泵热水一体机》、专利号CN200420079612.6《辅助热源为热泵的太阳能热水器》等，但是仍然存在着压缩机高耗电、制热速度慢、温度仍然低于100摄氏度、采用常规全封闭式压缩机设备成本高日常维修困难、故障率高使用寿命短等问题，所以目前不管哪一类型的太阳能热水器都有很大的使用局限性，造成太阳能热水器产品一直难以在更多的使用领域大规模推广。

发明内容

本发明正是针对上述已有的太阳能热水器的各种缺陷，而提供一种采用非朗肯循环低温热源热动力机作为隔壁磁传动式压缩机动力源的、且无需耗电的制热系统，实现将太阳能热水温度提高到100摄氏度以上至200摄氏度以上的高温太阳能热水设备。

本发明的无耗电自给升温式太阳能热水设备通过以下结构实现：它由至少两套或多套安装在同一动力输出轴117上的全封闭式热动力机组成，其每套全封闭式热动力机的基本结构都相同，其第一套热动力机是由蒸发器101、换热器106、透平机100、散热器119、连接管道107、109、102、118、120、和阀门108、110、103、121连接组成，其蒸发器101位于换热器106内，蒸发器101、透平机100、和散热器119通过管道102、118、120相连，蒸发器101与透平机100之间的管道102上、以及与散热器119之间的管道120上都有阀门103、121，其换热器106上装有带阀门108、110的换液管道107、109，其散热器119和透平机100在垂直于重心方向上的位置的全部或部分高于蒸发器101；位于透平机100之内的内永磁114的部分或全部面积与位于透平机100之外的外永磁116相对应，外永磁116安装在位于透平机100之外的动力输出轴117上，透平机100内部的做功部件将动力通过内永磁114和外永磁116的磁力关系将动力输送给动力输出轴117，动力输出轴117上固定安装有外磁块21，位于全封闭压缩机外壳1之外的外磁块21的部分或全部面积与位于全封闭压缩机外壳1之内的内磁块22相对应，内磁块22固定在压缩机1的转子7上，压缩机的转子7连接压缩机1内部的气体压缩机构，为其提供压缩动力，全封闭隔壁磁传动压缩机1与蒸发器405、冷凝器404、膨胀阀306通过管道封闭连接组成制热系统。

另外为了避免其蒸发器内在工作的过程中存有工质，蒸发器101与透平机100之间还可以装有带阀门105的回液管道104。

为了增加每套热动力机的散热时间，和增加动力输出轴的动力连惯性，可以将2、3、4、5或者更多套热动力机安装在同一动力输出轴117上。

为了减少散热器的散热时间，可以采用水塔式的散热器，可以把多套热动力机的散热器安装在一个水塔散热器内，也可以通过采用增加安装在同一动力输出轴上的热动力机的数量的方法来减小散热器的体积，延长散热时间。

为了提高其动力输出轴的转速稳定性，可以在其动力输出轴上安装惯性轮，这样当热机输出的动力是用于发电时，就会使发电机发出更加稳定的电力。

为了提高其透平机的内永磁与动力输出轴上的外永磁之间的磁强度，可采用具有高磁能级的钕铁硼永磁，也可增大磁块的面积、体积和数量来提高磁强度。

为了进一步提高制热系统的升温温度，可以将两组或多组隔壁磁传动压缩机1安装在动力输出轴117上，其每组隔壁磁传动压缩机1上都通过管道连接有蒸发器、冷凝器和膨胀阀，即采用多级制热压缩的方式提高最终热源的温度。