利用太陽能板加熱液體的加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于加熱液體的加熱裝置，其包括第一換熱器回路，設(shè)置成作用于待加熱液體；以及第二換熱器回路，設(shè)置成也作用于所述待加熱液體。
【背景技術(shù)】
[0002]在液體(如建筑物用水)加熱領(lǐng)域內(nèi)已知有多種加熱裝置。在一所房屋內(nèi)，被用作自來水的水需要加熱到適合溫度并存貯在箱中以供需要時(shí)使用，且通過傳統(tǒng)方法供應(yīng)此類已加熱的水通常費(fèi)用昂貴。
[0003]為了降低成本，可采用可再生能源，如太陽能板，但是，在比較寒冷的氣候下，由于所需太陽能板的尺寸及其相關(guān)費(fèi)用等，通常很難滿足全年加熱自來水的能源需求。然而，冬季所必須的太陽能板在明媚的夏季月份里卻不需要，從而造成加熱系統(tǒng)的冗余和加熱水的能源過多。因此，太陽能板中的液體會(huì)被加熱到沸騰，從而導(dǎo)致?lián)p壞和冬季出現(xiàn)冷凍損壞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]已知有一些系統(tǒng)可以解決這些問題，但是，對(duì)生活在較小房屋內(nèi)的消費(fèi)者而言大部分這些系統(tǒng)都太過昂貴且體積龐大。在許多房屋內(nèi)，空氣-空氣熱泵被安裝用于加熱室內(nèi)空氣，而空氣-水熱泵也用于加熱自來水和/或散熱器的水等則費(fèi)用較為昂貴，因而不被采用。此外，對(duì)于加熱系統(tǒng)已安裝到位的房屋而言，對(duì)加熱系統(tǒng)進(jìn)行更有效的改造，其本身的費(fèi)用高，因而對(duì)廣大消費(fèi)者不利。
[0005]此類裝置的用戶面臨的另一個(gè)問題是，為了避免因裝置零部件上形成的覆冰造成的不可接受的效率損失，需要在比較寒冷的氣候里除霜。除霜通常需要很多能量并且在除霜操作期間裝置不得對(duì)水加熱，從而造成進(jìn)一步損失。
[0006]因此，需要一種適合為房屋內(nèi)的自來水加熱的便捷且有成本效率的裝置，其結(jié)合了可再生能源與較傳統(tǒng)的能源的可靠性的優(yōu)點(diǎn)，無需過度增加此類裝置的安裝與維修成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的旨在消除上述問題或至少使上述問題最小化。該目的可通過根據(jù)所附權(quán)利要求1的加熱裝置實(shí)現(xiàn)，該加熱裝置具有用作所述第二換熱器回路的太陽能集熱器的面板。因此，當(dāng)太陽照射面板且第一換熱器回路被設(shè)置成在太陽光不足以將液體加熱到所需溫度的情況下對(duì)所述液體加熱時(shí)，待加熱液體，優(yōu)選自來水，可被持續(xù)加熱。
[0008]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述面板被設(shè)置成驅(qū)動(dòng)第二換熱器回路。因此，第二換熱器回路可在太陽照射時(shí)持續(xù)運(yùn)行而無需通過控制單元等控制，且在需要時(shí)，僅需控制第一換熱器回路，以促使其對(duì)液體加熱。
[0009]其有益效果在于，所述面板安裝在靠近空氣入口的加熱裝置上，因此可被用作空氣的水分捕獲裝置。因此，其具有防止距空氣入口較遠(yuǎn)的加熱裝置中的零部件冷凝以及實(shí)現(xiàn)面板接收冷凝過程中釋放的能量的雙重優(yōu)勢。
[0010]優(yōu)選地，加熱裝置進(jìn)一步包括蒸發(fā)器，連接至第一換熱器回路，該第一換熱器回路設(shè)置成使所述面板的至少一部分置于蒸發(fā)器與空氣入口之間。因此，可極大地防止蒸發(fā)冷凝，如上所述，且可獲得讓空氣入口的空氣流經(jīng)蒸發(fā)器的益處。因而，蒸發(fā)器用來對(duì)第一換熱器回路中的制冷劑進(jìn)行加熱。
[0011]其優(yōu)點(diǎn)在于，加熱裝置包括換熱器管，該換熱器管在容納所述第一換熱器回路和所述第二換熱器回路二者的至少一部分的同時(shí)被設(shè)置成使所述的待加熱液體(例如自來水)流經(jīng)所述管。因此，兩個(gè)換熱器回路都可作用于待加熱液體且可促進(jìn)每一個(gè)換熱器回路和待加熱液體之間的熱傳遞。
[0012]優(yōu)選地，透明外壁通過在其與面板之間形成空氣入口流間隙的方式安裝在加熱裝置上。因此，在外壁與面板之間持續(xù)存在有一些空氣且這些空氣可被透過透明外壁照射在面板上的太陽光加熱。通過讓空氣變暖可對(duì)面板和蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)除霜操作，讓任何結(jié)冰均融化并從面板和蒸發(fā)器上滑落。優(yōu)選地，空氣入口位于所述空氣入口流間隙的低端具有可以讓加熱空氣留存在空氣入口流間隙內(nèi)從而防止其逃逸的附加優(yōu)勢，事實(shí)上，加熱裝置外的較冷空氣會(huì)出現(xiàn)在空氣入口處且被融化的冰可在無需特別清除的情況下向下滑落，流出加熱裝置。
[0013]其優(yōu)點(diǎn)在于，加熱裝置包括用于循環(huán)其內(nèi)空氣的風(fēng)扇。因此，當(dāng)加熱裝置周圍的空氣溫度在零攝氏度以上時(shí)，可形成空氣持續(xù)流經(jīng)蒸發(fā)器，從而對(duì)所述第一換熱器回路中的制冷劑加熱且循環(huán)空氣以更快除霜。
[0014]優(yōu)選地，加熱裝置進(jìn)一步包括控制單元，用于控制該裝置的各個(gè)方面，尤其是，控制第一換熱器回路的運(yùn)行。
[0015]參照下列【附圖說明】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更容易理解本發(fā)明的更多優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中，
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性前視圖；
[0018]圖2是沿圖1中B-B線的剖視圖；
[0019]圖3是沿圖1中A-A線的剖視圖；
[0020]圖4是從根據(jù)本發(fā)明的裝置之上連接至房屋墻體的示意圖；
[0021 ] 圖5是沿途4中C-C線的垂直截面圖；
[0022]圖6是連接有根據(jù)本發(fā)明的裝置的建筑物的一部分示意圖，和
[0023]圖7是在加熱裝置剖面?zhèn)纫晥D中的第一換熱器回路和第二換熱器回路與待加熱液體的示意性側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在圖1、圖2和圖3中，示意性地圖示了根據(jù)符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的裝置100。在裝置100的正面有透明外壁2且在透明外壁2內(nèi)的一段距離處設(shè)有面板4，優(yōu)選地，面板4為金屬。在該壁2與面板4之間形成有用于空氣F流動(dòng)的入口流間隙7。透明外壁2的頂部連接至外殼13，該外殼13具有頂壁13A、后壁13B、側(cè)壁13C和底部13D。后壁13B距面板4 一段距離〖2(比^大)而設(shè)置，形成下降流隔室7D和比入口流間隙7大的空間。底部13D在后壁13B與面板4之間而不在面板4與透明外壁2之間水平延伸，從而在所述透明外壁2與面板4之間形成向下開口間隙7A。面板4從底部13D向上延伸，但未達(dá)到頂壁13A處，從而在面板4的上邊緣與外殼13的頂壁13A之間形成開口間隙7B。
[0025]此外，如圖5所示，在外殼13的最低段的轉(zhuǎn)彎段設(shè)有出口孔7C，使空氣F從面板4的邊緣上通過，之后向下流過面板4與外殼13的后壁13B之間，并最終從側(cè)壁13C與底部13D之間的轉(zhuǎn)彎區(qū)內(nèi)的開口 7C流出。在后壁13B與面板4之間的區(qū)域設(shè)有風(fēng)扇10。
[0026]該裝置包括第一換熱器回路5和第二換熱器回路8，所述第一換熱器回路5和第二換熱器回路8設(shè)置成用于加熱液體，如自來水。第一換熱器回路5是傳統(tǒng)的有管回路，管中含有制冷劑，如:Rl34a(四氟乙烷，CH2FCF3)或R744( 二氧化碳，CO2)，所述管在加熱裝置100內(nèi)形成閉合回路。由于0)2具有適合的熱力學(xué)性質(zhì)，因此，使用CO2作為制冷劑是非常有利的。另一種適合的制冷劑為R-600a(異丁烷，C4Hltl)和丙烷(C3H8)15由于加熱裝置設(shè)置在建筑物外，因此，極大地消除了因制冷劑從加熱裝置泄漏而導(dǎo)致的爆炸或火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0027]在下降流隔室7D中，第一換熱器回路的低壓部分5B從膨脹閥9延伸至管的吸熱部分5C，其中的管以曲折狀安裝在面板4上，以便在面板4的溫度高于所述制冷劑的溫度的情況下面板4可對(duì)管內(nèi)的制冷劑加熱。優(yōu)選地，所用制冷劑的沸點(diǎn)應(yīng)夠低，足以讓其在寒冷的冬日與面板4接觸時(shí)均可被加熱，從而即便氣溫在約為-15至_20°C時(shí)也可進(jìn)行加熱。因此，所述面板4被設(shè)置成通過接收太陽光和對(duì)所述第二換熱器回路8的至少一部分加熱來驅(qū)動(dòng)所述第二換熱器回路8。
[0028]管從吸熱部分5C延伸至蒸發(fā)器3的蒸發(fā)部分5D，該蒸發(fā)器3安裝在面板4與外壁2之間的空氣入口流間隙7的上端。
[0029]蒸發(fā)器3的延伸長度大體上超過空氣入口流間隙7中的寬度h，且優(yōu)選地設(shè)置在間隙7內(nèi)，與透明壁2和面板4呈銳角a。此外，蒸發(fā)器3為長方形，其角傾斜，分別在蒸發(fā)器3與透明壁2和面板4之間形成較大接觸面。蒸發(fā)器為凸緣式，具有通道，這些通道與蒸發(fā)器3的垂直延伸相關(guān)聯(lián)進(jìn)行垂直定向。由于如此定位，使結(jié)霜導(dǎo)致蒸發(fā)