太陽能熱水器室內(nèi)輔助加熱裝置

張?jiān)フ? 張一弛

太陽能熱水器利用太陽光將水加熱，節(jié)能環(huán)保，深受消費(fèi)者的歡迎。

傳統(tǒng)的太陽能熱水器一般安裝在樓頂，通過管道（按安裝位置分為外管和內(nèi)管）與室內(nèi)的出水口相連，兩者相距較遠(yuǎn)，使用時(shí)需先排放管道中儲(chǔ)藏的冷水。熱水在管道中流動(dòng)時(shí)會(huì)因缺少保溫設(shè)施發(fā)生熱傳遞，造成水、時(shí)間以及能源的浪費(fèi)，因此有必要進(jìn)行改進(jìn)。

一、研制思路

在太陽能熱水器的進(jìn)水管處增加一個(gè)快速加熱裝置，用溫度傳感器對(duì)它進(jìn)行控制。

當(dāng)管內(nèi)的冷水流經(jīng)加熱裝置時(shí)，其內(nèi)部的控制裝置立即通電，將水加熱到預(yù)設(shè)溫度。當(dāng)進(jìn)水管中的冷水加熱并用完后，管內(nèi)全是從太陽能熱水器中流出的熱水，此時(shí)，控制裝置自動(dòng)斷電，停止加熱。

二、研究過程

1.初次試制

開始設(shè)計(jì)之前，我們了解了太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)原理，經(jīng)過反復(fù)討論， 確定了方案——在室內(nèi)的進(jìn)水管處增加一個(gè)輔助加熱裝置。

我們買來開關(guān)、加熱棒、溫控開關(guān)、水管連接內(nèi)絲、外絲、不銹鋼材質(zhì)的有蓋容器、打孔電鉆等，按以下步驟制作。

①在有蓋容器的頂部和底部的對(duì)應(yīng)位置各開一個(gè)孔徑相同的大孔，再在頂部大孔旁邊開一個(gè)小孔。

②將加熱棒置入容器內(nèi)，剪斷加熱棒引出其電源線，連接容器內(nèi)的溫控開關(guān)，再穿過小孔，連接外置電源線。

③在兩個(gè)大孔處分別安裝兩根水管的內(nèi)絲，上端的內(nèi)絲連接進(jìn)水管，下端的內(nèi)絲連接出水管。

④在所有連接部位涂上絕緣的萬能膠進(jìn)行密封，防止漏水、漏電。

⑤將整個(gè)裝置安裝在墻壁上，連接噴水龍頭。

我們插上電源進(jìn)行試用，效果很好，只是出水溫度不太高。

2.再次改進(jìn)

發(fā)現(xiàn)初次試制裝置的不足后，我們又進(jìn)行了如下改進(jìn)。

①將溫控開關(guān)改為數(shù)碼控制，增加控制箱、觸摸控制屏等，通過溫度探頭對(duì)水溫進(jìn)行傳感，便于自由設(shè)定水溫。

②將加熱棒改為絕緣性更好、發(fā)熱效率更高的加熱管。

③在容器內(nèi)加裝漏電保護(hù)器。

改進(jìn)后的加熱裝置由溫控器、溫度過載保護(hù)器、漏電保護(hù)器、加熱管、指示燈和線路板等組成。

接通電源時(shí)，電源指示燈亮，開始自動(dòng)加熱，此時(shí)加熱指示燈亮。當(dāng)水管中冷水用完，太陽能熱水器的熱水到達(dá)時(shí)，溫控器觸點(diǎn)斷開，加熱指示燈滅，加熱裝置處于斷電狀態(tài)。當(dāng)水溫低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)又開始加熱，如此循環(huán)可保證一直有適溫的熱水供應(yīng)。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

1.避免了傳統(tǒng)太陽能熱水器在使用時(shí)需先排放大量冷水的問題，節(jié)約了水資源。

2.采用室內(nèi)加熱，避免了傳統(tǒng)太陽能熱水器外管散熱過多的問題，減少了能源耗損。

3.使用大功率加熱器，提高了加熱效率。（指導(dǎo)老師：劉道豐）