專利名稱：攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提供生活熱水的節(jié)能型熱水器，特別涉及一種攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴鳌?br> 背景技術(shù)：
目前，建筑能耗占全社會(huì)總能耗的四分之一左右，生活熱水又是其中的重要組成部分，所以如何在制造生活熱水的方式上創(chuàng)新，將成為建筑節(jié)能的重要發(fā)展方向。太陽能熱水器，作為一種利用可再生能源制熱水裝置，已經(jīng)被廣大用戶大量使用， 節(jié)約了大量的電能，并且方便快捷。然而，太陽能熱水器也有若干不足。其一，地域及氣候?qū)ζ涮柲芾寐视绊戄^大。在很多地區(qū)，完全依靠太陽輻射加熱水溫并可使用的時(shí)間比較短，由于部分時(shí)間段陽光輻射強(qiáng)度低、水體溫升較少、夜間無陽光等原因，只能使用少量月份，其他的時(shí)間段都需要電輔助加熱。即一年中的大部分時(shí)間成為了電熱水器，既消耗了大量電能，又增加了大量電費(fèi)。其二，蓄水箱水量較少。一般的太陽能熱水器儲水量大約為 100升至200升，如果用于沐浴，則對使用時(shí)間與人數(shù)有較大的限制。其三，不可隨時(shí)獲得熱水。不論是太陽輻射加熱，還是電加熱，都需要較長時(shí)間，無法應(yīng)付即時(shí)熱水的需求。風(fēng)力攪拌致熱是另一種可再生能源制熱方式，其具有效率高、不受日照強(qiáng)度、不受晝夜變化影響的優(yōu)點(diǎn)，其效果僅與風(fēng)速有關(guān)。但其制熱量不足以單獨(dú)使用。燃?xì)鉄崴髯鳛橐环N最早運(yùn)用于家庭制熱水裝置，隨時(shí)可提供指定溫度的熱水， 且燃?xì)庾鳛橐淮文茉吹臒嵝瘦^高，費(fèi)用相對電熱水器低。如何綜合以上多種制熱水方式的優(yōu)點(diǎn)，避免各自的缺點(diǎn)，成為本發(fā)明的初衷與發(fā)
展方向。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明綜合利用太陽能熱水器制熱、風(fēng)力攪拌制熱、燃?xì)鉄崴髦茻崛N方式，提供一種既最大程度的利用可再生能源，又產(chǎn)生連續(xù)高溫?zé)崴臄嚢枋斤L(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴?。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是包括風(fēng)力葉片、傳動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)桿、攪拌制熱用油桶、攪拌葉輪、保溫儲熱水桶、太陽輻射加熱器、膨脹水箱、浮球閥、補(bǔ)水管、加壓水泵、燃?xì)鉄崴?、熱水出水口、太陽輻射加熱器出水管和太陽輻射加熱器進(jìn)水管，所述的風(fēng)力葉片通過傳動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端連接，攪拌葉輪與轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端連接，攪拌葉輪位于攪拌制熱用油桶內(nèi)，攪拌制熱用油桶位于保溫儲熱水桶內(nèi)，所述的太陽輻射加熱器出水管和太陽輻射加熱器進(jìn)水管的兩端分別與太陽輻射加熱器和保溫儲熱水桶連接，所述的膨脹水箱通過水管與保溫儲熱水桶連接，所述的膨脹水箱內(nèi)設(shè)有一浮球閥，且膨脹水箱還與一補(bǔ)水管相連，所述的加壓水泵一端與保溫儲熱水桶連接，另一端與燃?xì)鉄崴鬟B接，熱水出口設(shè)置在燃?xì)鉄崴魃?。進(jìn)一步，所述的攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴鬟€包括一溫度控制器，所述的溫度控制器分別與轉(zhuǎn)動(dòng)桿、保溫儲熱水桶和燃?xì)鉄崴鬟B接。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是(1)運(yùn)用了風(fēng)力攪拌制熱原理，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，制熱效率高。攪拌制熱使用葉片，對液體直接攪拌，結(jié)構(gòu)非常簡單，只有少量的傳動(dòng)軸摩擦熱損失，其余熱量都轉(zhuǎn)化為液體的熱能。相對于現(xiàn)有產(chǎn)品先將機(jī)械功轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為熱能，減少一個(gè)步驟，效率大大提高，可達(dá)40%。(2)使用攪拌油間接制熱，無污染。油的粘性大、沸點(diǎn)高、穩(wěn)定性好，有利于機(jī)械能轉(zhuǎn)化液體的熱能。內(nèi)外桶交替換熱的方式可避免葉片或攪拌器對熱水的污染。C3)風(fēng)力致熱提高了溫升的效果。只要風(fēng)速能夠驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)力攪拌就能夠進(jìn)行工作，與天氣、晝夜、陽光輻射強(qiáng)度無關(guān)，從很大程度上彌補(bǔ)太陽能制熱的缺陷。(4)太陽能與風(fēng)能得到了最大程度的利用。當(dāng)溫升的熱水能夠滿足應(yīng)用需求時(shí)， 則無需開啟燃?xì)鉄崴?，完全?jié)省了電能。當(dāng)溫升的程度無法滿足要求時(shí)，則開啟燃?xì)鉄崴?，而此時(shí)消耗的燃?xì)膺h(yuǎn)小于無溫升的自來水，從而節(jié)省了部分燃?xì)狻?5)可提供即時(shí)、連續(xù)、大量的采暖熱水，保證隨時(shí)提供指定溫度的熱水，且可連續(xù)、大量的供給，適用于各種需求。(6)運(yùn)行費(fèi)用低。由于太陽能輻射制熱與風(fēng)力攪拌制熱共同作用，水溫已經(jīng)得到最大程度的提升，燃?xì)饧訜崴璧南牧烤瓦_(dá)到了最低，所以運(yùn)行費(fèi)用最低。(7)碳排放與污染物生成最少。燃?xì)饧訜崴w的效率接近90%，是各種燃料加熱方式中最高的，所以碳排放相對最少。作為一次能源，相對于二次能源的電能，燃?xì)庑室吆芏唷Ｍ瑫r(shí)，由于燃?xì)夂械碾s質(zhì)較少，燃?xì)馊紵歉鞣N燃料燃燒方式中，排放有害污染物最少的一種。


圖1為本發(fā)明的制熱水流程圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明如圖1所示，為本發(fā)明的制熱水流程圖，太陽能熱水器和風(fēng)力攪拌制熱器將加熱的水存儲在保溫水箱中，保溫水箱將保溫水箱中的熱水提供給燃?xì)鉄崴?，?jīng)過燃?xì)鉄崴骷訜岷?，提供所需的生活熱水。如圖2所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，包括風(fēng)力葉片1、傳動(dòng)軸承2、轉(zhuǎn)動(dòng)桿3、攪拌制熱用油桶4、攪拌葉輪5、保溫儲熱水桶6、太陽輻射加熱器7、溫度控制器8、膨脹水箱9、 浮球閥10、補(bǔ)水管11、加壓水泵12、燃?xì)鉄崴?3、熱水出水口 14、太陽輻射加熱器出水管 15和太陽輻射加熱器進(jìn)水管16，所述的風(fēng)力葉片1通過傳動(dòng)軸承2與轉(zhuǎn)動(dòng)桿3的一端連接， 攪拌葉輪5與轉(zhuǎn)動(dòng)桿3的另一端連接，攪拌葉輪5位于攪拌制熱用油桶4內(nèi)，攪拌制熱用油桶4位于保溫儲熱水桶6內(nèi)，所述的太陽輻射加熱器出水管15和太陽輻射加熱器進(jìn)水管16 的兩端分別與太陽輻射加熱器7和保溫儲熱水桶6連接，所述的膨脹水箱9通過水管與保溫儲熱水桶6連接，所述的膨脹水箱9內(nèi)設(shè)有一浮球閥10，且膨脹水箱9還與一補(bǔ)水管11相連，所述的加壓水泵12—端與保溫儲熱水桶6連接，另一端與燃?xì)鉄崴?3連接，所述的熱水出口 14設(shè)置在燃?xì)鉄崴?3上，所述的溫度控制器8分別與轉(zhuǎn)動(dòng)桿3、燃?xì)鉄崴?13和保溫儲熱水桶6連接。本發(fā)明的工作原理為由于室外風(fēng)力的驅(qū)動(dòng)，風(fēng)力葉片1產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功通過傳動(dòng)軸承2與轉(zhuǎn)動(dòng)桿3，傳遞至攪拌葉輪5，攪拌葉輪5與攪拌制熱用油桶4中油產(chǎn)生摩擦，由于液體存在黏性，所以將產(chǎn)生熱量，機(jī)械功轉(zhuǎn)化為熱能，油溫被升高。然后，油溫與保溫儲熱水桶6產(chǎn)生溫差，油的熱量通過攪拌制熱用油桶4的桶壁傳遞至保溫儲熱水桶6 中的水，進(jìn)而使水產(chǎn)生了溫升。太陽輻射加熱器7與保溫儲熱水桶6通過太陽輻射加熱器出水管15與太陽輻射加熱器進(jìn)水管16聯(lián)通。當(dāng)太陽光照射于太陽輻射加熱器7時(shí)，其中的水被加熱，密度變小，由于重力的原因，將產(chǎn)生浮生力，水從太陽能熱水器進(jìn)水管16進(jìn)入太陽能集熱器，從太陽能熱水器出水管15流回保溫儲熱水桶6，保溫儲熱水桶6的水溫逐漸被進(jìn)一步加熱。此循環(huán)流動(dòng)屬于自然對流循環(huán)，無需任何額外動(dòng)力。當(dāng)使用熱水時(shí)，被加熱的水流經(jīng)加壓水泵12進(jìn)入燃?xì)鉄崴?3。加壓水泵12的作用是產(chǎn)生一定的水體流速， 以保證燃?xì)鉄崴?3的正常使用。燃?xì)鉄崴?3具有自動(dòng)調(diào)節(jié)火力以達(dá)到溫控的功能， 能夠根據(jù)來水溫度和流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)火力大小，以便從熱水出口 14為用戶提供所要求的熱水。當(dāng)開始使用熱水時(shí)，保溫儲熱水桶6的水量勢必會(huì)減少，此時(shí)通過膨脹水箱9對其進(jìn)行補(bǔ)水。當(dāng)膨脹水箱9的水位下降至一定程度時(shí)，浮球閥10將自動(dòng)打開，通過自來水補(bǔ)水管 11對水箱進(jìn)行補(bǔ)水。溫度控制器8的作用是監(jiān)測保溫儲熱水桶6的溫度，控制風(fēng)力葉片1 的啟停，控制燃?xì)鉄崴?3的啟停。當(dāng)保溫儲熱水桶6的水溫未達(dá)到使用要求時(shí)，溫度控制器8將給燃?xì)鉄崴?3信號，讓其啟動(dòng)并加熱水流；當(dāng)保溫儲熱水桶6的水溫已經(jīng)達(dá)到使用要求時(shí)，燃?xì)鉄崴?3將停止工作；當(dāng)保溫儲熱水桶6的水溫超過一個(gè)上限值時(shí)，溫度控制器8將停止風(fēng)力葉片1的轉(zhuǎn)動(dòng)，以防止水溫過高，造成保溫儲熱水桶6膨脹爆裂。根據(jù)以上方案，當(dāng)風(fēng)力攪拌致熱與太陽能輻射熱能夠使熱水溫升至要求的溫度時(shí)，無需啟動(dòng)燃?xì)鉄崴骰蚱渌魏稳斯つ茉?，直接使用熱水；?dāng)風(fēng)能與太陽能不能滿足要求時(shí)，則啟動(dòng)燃?xì)鉄崴?，加熱水體。在第二種情況下，由于水已經(jīng)被加熱，且有一定的溫升，實(shí)際仍然節(jié)省一部分燃?xì)?，從而也達(dá)到節(jié)能的效果。本發(fā)明適用于各種氣候環(huán)境，節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性都顯著。
權(quán)利要求
1.一種攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴?，其特征在于包括風(fēng)力葉片、傳動(dòng)軸承、轉(zhuǎn)動(dòng)桿、攪拌制熱用油桶、攪拌葉輪、保溫儲熱水桶、太陽輻射加熱器、膨脹水箱、浮球閥、補(bǔ)水管、加壓水泵、燃?xì)鉄崴鳌崴鏊?、太陽輻射加熱器出水管和太陽輻射加熱器進(jìn)水管， 所述的風(fēng)力葉片通過傳動(dòng)軸承與轉(zhuǎn)動(dòng)桿的一端連接，攪拌葉輪與轉(zhuǎn)動(dòng)桿的另一端連接，攪拌葉輪位于攪拌制熱用油桶內(nèi)，攪拌制熱用油桶位于保溫儲熱水桶內(nèi)，所述的太陽輻射加熱器出水管和太陽輻射加熱器進(jìn)水管的兩端分別與太陽輻射加熱器和保溫儲熱水桶連接， 所述的膨脹水箱通過水管與保溫儲熱水桶連接，所述的膨脹水箱內(nèi)設(shè)有一浮球閥，且膨脹水箱還與一補(bǔ)水管相連，所述的加壓水泵一端與保溫儲熱水桶連接，另一端與燃?xì)鉄崴鬟B接，熱水出口設(shè)置在燃?xì)鉄崴魃稀?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)夤┡到y(tǒng)，其特征在于還包括一溫度控制器，所述的溫度控制器分別與轉(zhuǎn)動(dòng)桿、保溫儲熱水桶和燃?xì)鉄崴鬟B接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攪拌式風(fēng)力制熱太陽能燃?xì)鉄崴?。主要由風(fēng)力葉片、攪拌制熱油桶、熱水存儲桶、太陽能輻射加熱器、補(bǔ)水箱、燃?xì)鉄崴?、加壓水泵等部件組成。直接攪拌制熱方式結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、制熱效率高、經(jīng)久耐用、不受天氣與晝夜限制等。且風(fēng)力致熱與太陽集熱器結(jié)合使用后，互相彌補(bǔ)了缺點(diǎn)，極大的提高可再生能源對水體溫升的效果。當(dāng)風(fēng)能與太陽能能夠滿足制熱要求時(shí)，燃?xì)鉄崴鳠o需開啟。當(dāng)熱水溫度無法達(dá)到使用要求時(shí)，再利用燃?xì)鉄崴鲗σ呀?jīng)有部分溫升的水體進(jìn)行加熱。本發(fā)明既最大程度利用風(fēng)能與太陽能，又保證了能隨時(shí)提供指定溫度熱水的要求。本發(fā)明適用于各種氣候環(huán)境，既節(jié)省了能源，又不至于造成高昂的初投資與運(yùn)行費(fèi)用。
文檔編號F03D9/00GK102519148SQ201110425799
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月18日
發(fā)明者劉何清, 成劍林, 殷維, 郝小禮 申請人:湖南科技大學(xué)