专利名称：太阳能浴室采暖器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种浴室采暖的太阳能采暖器，和太阳能热水器配套使用。利用太阳能水箱中的热水，通过管路循环，采暖器上的风机盘管和空间环境交换热量，提高浴室环境温度，属节能技术领域。同时，作为太阳能热水器控制终端设施，通过水箱上的传感器，在采暖器上以数码显示水箱中的水量和水温。实现太阳能的浴室采暖、淋浴和太阳能热水器的控制。
背景技术：
众所周知太阳能是清洁能源，绿色环保。在当前能源和资源相对紧缺的情况下，大力发展节能环保设施，对国民经济和环保事业具有重要意义。
太阳能热水器制热的高效率和良好的保温性能，在一定时间内，可使太阳能水箱中的水温，达到六七十度以上的温度。如果在洗浴时。将太阳能热水器高位水箱(楼顶、房顶)中的热水，通过管路循环在室内经风机盘管散热，释放出一部分热能。用于取代常规能源(电能加热)，来提高浴室环境温度，同时又不影响洗浴时水温的舒适性。将为我们节省大量宝贵的电能，具有安全、节能的使用价值。
目前市场上，太阳能热水器的一些配套产品，如太阳能控制器，只能实现水箱中水温、水位信号采集显示，和一些简单控制。由于技术原因，传感器分辨率低，不能准确反映水箱中的真实水量。传感器在水箱高温热水中易结垢失灵，稳定性差。上水时没有有效的监控方法，造成水箱满水时溢出大量水。控制器、控制阀门大都用交流供电。在浴室潮湿的环境中，既不安全，也不节能，实用性较差。
冬季，室外管路易结冰冻坏。加上冬季日照时间短，太阳能热水器制热能力不足。使大部分太阳能热水器不能使用，造成闲置。在管路上采用电加热带防冻，和在太阳能水箱内加装电加热装置，存在安全隐患，以及功耗大成本高的缺点，不利于节约能源。
发明内容
本发明用“浴室采暖”来限定；太阳能采暖的“时间”和“空间”。以体现太阳能浴室采暖的实用性。
采取的技术方案是在浴室采暖器上，将太阳能水箱的出水管和进水管，与采暖器的散热盘管相连，形成一U型连通器。太阳能热水器水箱热水通过出水管经散热盘管向进入太阳能热水箱的回水管，根据连通器的原理回水管中的水位液面，将和水箱中的水位液面相持平。回水管水温较水箱、出水管温度底，回水管中实际水位液面，比水箱要低。在散热盘管的出口处加一小型循环泵。循环泵工作时扬程H要克服；回水管中实际水位液面，到水箱上回水口的高度h，和水在管路中循环阻力，即H＞h，就能使水箱中热水经管路产生循环。图1所示。太阳能水箱热水循环过程中，在浴室采暖器上，经风机带动气流和散热盘管进行热量交换，将热水中的热能，通过风机盘管向室内释放，提高浴室环境温度。
采暖器由风机盘管、循环泵、热交换器、控制面板、控制阀门、蓄电池及外壳组成。采暖器设计为浴屏形状。固定在墙上，不占用浴室空间。并具有和常规能源结合的安全接口。以便在冬季太阳能热水器制热不足时，用供暖管网的热能，作为辅助加热能源，经热交换器，通过太阳能管路的循环，将太阳能水箱中的水加热。如图3所示。
冬季，气温较低，日照时间短，太阳能热水器制热不足，室外管路易结冰冻坏，限制了太阳能热水器的使用。根据采暖器和太阳能热水器水箱形成的循环系统，将室外高位太阳能水箱热水通过循环在室内采暖器上将热能取出思路，也可以在室内采暖器上设置热交换器，通过循环系统用室内借暖热能加热太阳能热水器水箱中水。本发明通过采暖器上设置的热交换器，用供暖管网中的热能，做为辅助加热热源，配合太阳能管路循环系统，达到加热太阳能水箱中水的目的。室外管路的防冻措施；在水箱的出水口处加一截止排空阀。冬季，通过操作采暖器控制面板上排空功能按键。控制截止排空阀门的工作，同时将室内的放空阀门打开，放掉管路中的水用于防冻。
本发明以采暖器整体结构造型为平台，引入以单片机控制为主的嵌入式微控制系统。用太阳能电池向蓄电池充电方式给系统供电。通过水箱上的传感器，在采暖器的显示屏上，以数码显示太阳能热水器水箱中的水量、水温，实现采暖器的运行和对太阳能热水器的控制。
在太阳能水箱上，采用微压传感器采集水位压力电信号。以空气为传递水位压力的介质。避免由于传感器接触高温热水，造成传感器结垢失灵。配合单片机，通过程序赋值，在采暖器显示屏上以数码显示水箱中的水量。具体方案用一两端开口的管子，一端与太阳能水箱底部相连，另一端用微压传感器密封。由于空气比水轻，水箱进水时，管中封入一定量的空气，则管中的压力将与水箱中的水位压力，有一定的函数关系。如图2。微压传感器采集水位压力的电信号，将水箱开始进水，微压传感器输出电压信号为零时，到水箱最大进水量时，传感器输出的电压信号视为一个区间。区间范围为微压传感器表压量程中，水箱水位变化的那一部分。经运算放大器放大后，转换成合适的电压信号。进行模数转换。然后，找出压力信号值和水箱中实际进水量的关系，在程序上赋值。即单片机采集到水位压力的数字信号值后，和程序中赋值函数运算，得到水箱中实际进水量考虑到实用性和分辨率，每5升水，赋值一次。最终在采暖器显示屏上以数码显示水箱中的真实由水量。
水箱中的水温，由数字温度传感器DSI8B20读取，经单片机处理在采暖器上显示出来。
太阳能热水器较之电热水器、燃汽热水器的特点是安全、节能、环保。采暖器运行时，放出的热能是太阳能水箱中热水的能量。作为动力部件的循环泵、风机、控制阀耗电甚微。本发明采用太阳能电池向蓄电池充电方式，给系统提供直流供电，使采暖器在浴室中的运行和使用，安全节能。由于采暖器没有大功率耗能器件，从安全、节能的角度出发；采用相对廉价的柔性衬底薄膜非晶硅太阳能电池，以太阳能热水器为支架，太阳能水箱为附着平台，将太阳能电池以水箱弧状固定在水箱向阳的一面；集热管将光能转化成热能的同时，太阳能电池将光能转化为电能，储存到蓄电池中。以供系统供电之需。这样，既减小了安装太阳能电池支架的成本，为太阳能电池提供一个稳固的平台，也可以带动太阳能电池在我们生活中普及。促进节能事发展。
有益效果利用太阳能替代常规能源，在洗浴时提高环境温度。平时在用热水时，经循环泵将管路中的冷水泵回水箱，水箱中的热水进入室内管路，使我们打开阀门就有热水流出。采暖器上有和常规能源的安全接口，在冬季供暖季节，作为辅助加热能源。使太阳能热水器真正做到一年四季都能使用。提高了太阳能热水器的使用率。引入单片机控制的嵌入式微控制系统，配合微压传感器可以用程序监控最大上水量，杜绝水的浪费，节约水资源。解决了传感器结垢问题，在采暖器上以数码显示水量、水温同时，使系统做到显示清楚，控制准确。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是原理图。
图2是第一个实施例中采暖器和太阳能热水器管路连接图。
图3是采暖器平面结构示意图。
图4是第二个实施例中太阳能热水器辅助加热图。
图1中，1是太阳能水箱内上取水软管，2是太阳能水箱出水管，3是散热盘管，4是循环泵，5是太阳能水箱回水管，6是太阳能水箱，7是微压传感器。
图2中，1.是散热盘管，2是散热盘管出口，3是散热盘管进口，4是太阳能水箱出水管，5是截止排空阀，6是太阳能水箱内上取水软管，7是微压传感器，8是太阳能水箱回水口，9是太阳能水箱，10是太阳能水箱回水管，11是循环泵。
图3中，1是散热盘管，2是风机的热风出口，3是热交换器，4是蓄电池，5是控制面板，6是采暖器外壳。
图4中，1是热交换器，2是供暖管路进口，3是供暖管路出口，4是热交换器出口，5是热交换器进口，6是循环泵。
具体实施例方式如附图2第一个实施例中采暖器和太阳能热水器管路连接图在浴室采暖器上，将太阳能水箱的出水管(4)和回水管(10)，和采暖器上的散热盘管(1)的进水口(3)出水口(2)相连接；形成一个U型连通器。在散热盘管(1)的出口(2)处加一小型循环泵(11)。太阳能水箱(9)、散热盘管(1)、循环泵(11)通过管路(4)(10)相连，形成一个循环取热系统。根据连通器的原理回水管(10)中的水位液面将和水箱(9)中的水位液面相持平。(由于温差，回水管中实际水位液面比水箱液面要低)。循环泵(11)工作时，扬程H要克服；回水管(10)中实际水位液面，到水箱(9)上回水口(8)的高度h，和水在管路中循环阻力，即H＞h，就能使水箱中热水经管路产生循环。由于运用了连通器原理；此过程只需一个较小的提升扬程，就能使循环取热系统实现循环。经试验，用一个微功耗直流无刷循环泵(11)，就能将高位水箱(9)的热水通过出水管(4)，经散热盘管(1)，回水管(10)再回到水箱(9)形成循环。热水在循环过程中，经风机带动气流和散热盘管进行热量交换，将热水中的热能通过风机盘管向室内释放，达到在浴室取热采暖的目的。为了使系统提高制热效率；采用上取水方式，使用水箱中上层温度较高的热水进行采暖。从水箱(9)出水口加一上取水软管，如附图2所示的上取水软管(6)。同时做好室外管路的保温措施，减小室外管路热能耗散。
在采暖器上放出一部分热能(量)的循环水，经循环泵(11)、管路(10)回到水箱(9)。根据自然对流原理冷水下沉，热水上浮，回到水箱中较水箱中热水温度低的循环水，向水箱下方集热管方向移动，将集热管中的热量(热水)置换出来。这样，用太阳能水箱热水的能量，提高浴室环境温度的同时，又不影响洗浴时水温的舒适度。
图4是第二个实施例，冬季，太阳能热水器辅助加热接口。供暖管路和热交换器(1)的进水口(2)出水口(3)相连。在采暖器上，通过控制阀门；关闭散热器。将热交换器(1)串入循环系统。循环泵(6)工作时，循环水流经热交换器(1)，和供暖热能进行热交换，再泵入太阳能水箱。达到用常规能源辅助加热太阳能水箱中水的目的。
权利要求
1一种用于浴室采暖的太阳能采暖器，和家庭用集热管式太阳能热水器配套使用，其特征是采暖器通过管路和太阳能热水器水箱相连后，形成一个U型连通器，解决太阳能热水器水箱热水经室内管路循环问题，用太阳能热水器水箱热水循环取热进行浴室采暖。
2根据权力1所述的太阳能浴室采暖器中，一种太阳能热水器冬季辅助加热的安全接口，其特征是用家庭供暖管网的热能做辅助加热源，将太阳能热水器水箱中水，经管路产生循环，通过热交换器换热，辅助加热太阳能水箱中的水。
3根据权力1所述的太阳能浴室采暖器中，一种向采暖器循环控制系统提供安全电能的太阳能电池供电系统，其特征是以太阳能热水器为支架，太阳能水箱为附着平台，将柔性衬底非晶硅薄膜太阳能电池，依水箱弧面固定在水箱向阳一方，集热管将光能转化成热能同时，太阳能电池将光能转化为电能储存到蓄电池中。
4根据权力1所述的太阳能浴室采暖器中，一种能显示太阳能热水器水箱真实水量的数码显示系统，其特征是传感器采集的水箱水位压力电信号，经单片机程序赋值运算，在采暖器显示屏上以数码显示水箱中真实水量。
全文摘要
本发明涉及一种浴室采暖的太阳能采暖器。和太阳能热水器配套使用，属节能技术领域。其方案是将浴室采暖器上的散热盘管，和太阳能热水器水箱经管路连接成一U型连通器。太阳能水箱热水在循环泵作用下，经管路产生循环。通过风机带动气流和散热盘管交换热量，提高浴室环境温度。同时，作为太阳能热水器的控制终端设施。并具有和常规能源结合，作为太阳能热水器辅助加热的安全接口。通过太阳能水箱上传感器，和太阳能电池供电系统，在采暖器的显示屏上以数码显示太阳能水箱中水量、水温。解决太阳能热水器在安全、节能、节水以及冬季使用上存在的问题。实现太阳能的浴室采暖、淋浴及太阳能热水器的控制。
文档编号F24H3/06GK101042262SQ20061001250
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者翟保存 申请人:翟保存