[发明专利]一种带热量平衡装置的太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带热量平衡装置的太阳能热水器，特别涉及一种带热量平衡装置的相变储热太阳能热水器，属于太阳能光热技术领域。 

背景技术

随着中国经济快速发展，人民生活水平不断提高，对能源的需求亦随之递增。目前能源消耗主要为煤、石油和天然气等化石燃料。由于我国石油储量有限，目前将近50％的原油依靠进口，煤依然是我国主要的燃料动力来源，燃煤引起的环境问题已成为我国可持续发展战略中必须认真对待的问题。太阳能是一种巨大的对环境无污染的能源，地球每秒获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。 

我国是世界上太阳能最丰富的国家之一，我国太阳能辐照总量大于502万千焦平方米，年日照时数2200小时的地区约占我国国土面积2/3以上，特别是西部地区，年日照时间达3000小时以上。我国利用太阳能取得了举世瞩目的成绩，其中太阳能热水器行业发展尤为迅速，正成为一个新兴产业。 

近几年来，太阳能热水器以每年递增20％至30％的速度增长。我国太阳能产业起步较晚，尚处于发展初期，与国外同行差距较大，目前太阳能的应用主要集中在低品质太阳能利用方面，国内使用的太阳能热水器主要有：闷晒式太阳热水器、平板太阳热水器、玻璃真空管太阳能热水器和热管玻璃 真空管太阳能热水器等。近年来也有采用塑料-水管的低端太阳能集热器的。这些低端的、以真空玻璃板/管直接走水的太阳能热水器，其缺点是保温性能差，接口多易漏水，抵抗低 温能力差，易碎易爆裂，体积大，重量重，热效率较低。 

相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料（Phase Change Materials，PCMs）中，实现能量在不同时空之间的转换。利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能源利用效率和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。与显热储能技术相比，相变储能技术具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等 优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军 事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有广阔的前景。 

现有相变储热式太阳能因储热材料的储热能力恒定，在夏季辐照较强时，热水器的吸热能力大于储热能力，会导致热水器储热材料温度过高；在冬季辐照不足时，热水器吸热能力小于储热能力，热水器热量不足，不能满足洗浴要求。 

发明内容

本发明目的是提供一种带热量平衡装置的太阳能热水器。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种带热量平衡装置的太阳能热水器，所述带热量平衡装置的太阳能热水器包括相变储热太阳能热水器和热平衡箱；所述相变储热太阳能热水器具有一进水口和一出水口；所述相变储热太阳能热水器的出水口通过一管路与所述热平衡箱的腔体连通；所述热平衡箱设有出水管，该出水管的进水端伸入所述热平衡箱的腔体内，所述出水管的出水端有两个支路，其中一个支路通过管路与一水泵的进水口连接，所述水泵的出水口通过管路与所述相变储热太阳能热水器的进水口连通，所述出水端的另一个支路设有出水阀门；所述热平衡箱内设有加热装置。 

优选的技术方案为：所述进水端设有花篮。 

优选的技术方案为：所述热平衡箱的腔体外包覆有保温隔热材料层。 

优选的技术方案为：所述水泵的出水口与相变储热太阳能热水器的进水口之间的管路上设有单向阀。 

优选的技术方案为：所述出水管的出水端靠近所述热平衡箱的腔体的底部设置。 

优选的技术方案为：所述出水阀门为水龙头。 

优选的技术方案为：还包括一控制装置和一温度传感器，所述温度传感器设于所述相变储热太阳能热水器上；所述温度传感器的信号输出端与所述控制装置的信号输入端连接；所述控制装置与所述水泵和加热装置信号连接。 

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果： 

本发明由于在相变储热太阳能热水器上串联一个热平衡箱，并在热平衡箱内设加热装置，因此当辐照较强时可储存多余的热量，并防止太阳能热水器过热；辐照较弱时可对太阳能热水器及热平衡箱补充热量，保证热水充足；冬季，可防止管路冻堵，保证系统正常运行。

附图说明

附图1为本发明示意图。 

以上附图中，1、出水阀门；2、出水管；3、热平衡箱；4、保温隔热材料层；5、加热装置；6、花篮；7、水泵；8、单向阀；9、进水阀门；10、进水口；11、热平衡箱进水管；12、出水口。