一种复合式太阳能干衣热水器制造技术

本发明专利技术公开了一种复合式太阳能干衣热水器，包括集热部、烘干部、冷却部和数据监测部；烘干部位于集热部和冷却部之间；集热部包括进风口、吸热层、透光玻璃和隔热层；透光玻璃与吸热层之间形成倾斜的进风加热通道；烘干部包括烘衣室、导流板和吸水层；冷却部包括出风冷却通道和水箱；水箱朝向出风冷却通道的侧壁面上设置有传热层，其余侧壁面外侧均设置有保温层；数据监测部包括集热温湿传感器、烘衣温湿传感器和水箱温湿传感器。本发明专利技术结合太阳烟囱和间壁式换热器模式，在利用空气温度的热压差产生空气循环的同时，再利用间壁式换热器的模式，一方面实现能量的高效利用，另一方面增大空气热压差，促进空气循环。

【技术实现步骤摘要】
一种复合式太阳能干衣热水器
本专利技术涉及太阳能应用领域，特别是一种复合式太阳能干衣热水器。
技术介绍
太阳能烟囱发电是一种新能源发电技术技术。最早开始研究的是法国科学家Trombe,Trombe的这一研究引起了人们的普遍关注，并简称SC技术。随后，人们对SC技术进行了一系列探索性研究，并将SC技术应用于许多领域。SC技术作为一项新技术，在改善室内居住环境、食品及农副产品干燥处理、海水淡化、改善局部地区小气候和发电领域等有着非常广阔的应用前景，成为本世纪新能源。太阳光照射集热棚，集热棚下面的土地吸收透过覆盖层的太阳辐射能，并加热土地和集热极覆盖层之间的空气，使集热棚内空气温度升高，密度下降，并沿着烟囱上升，集热棚周围的冷空气进入系统，从而形成空气循环流动。换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。间壁式换热器是目前应用最为广泛的换热器。现有的热水器，能提供人们日常生活所使用的热水；在雨季人们洗的衣服较难晾干，给人们的生活造成不便，一种具有供热水以及干衣功能的干衣热水器，则成为人们生活的需要。现有的空气能干衣热水器，均没有摆脱对电能使用的束缚，工质加热过程需要电能的参与，在空气循环换热方面多采用强制对流的方式，存在大量能源的浪费。本专利技术受太阳烟囱技术的启发，利用空气温度的热压差产生空气循环，以及利用间壁式换热器的模式，一方面实现能量的高效利用，另一方面增大空气热压差，促进空气循环。实现了传统干衣热水器对电能的依赖，并且采用自然对流的方式实现空气循环。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种复合式太阳能干衣热水器，该复合式太阳能干衣热水器结合太阳烟囱和间壁式换热器模式，在利用空气温度的热压差产生空气循环的同时，再利用间壁式换热器的模式，一方面实现能量的高效利用，另一方面增大空气热压差，促进空气循环。本产品主要针对棉质材料的衣物，棉质材料纤维强力易变化，棉纤维若长时间与日光接触，强力降低，纤维会硬发脆，要想将棉质衣物妥善烘干，不影响后续穿着时触肤的效果，不仅要保持良好的温湿条件(45～50℃，≤60％RH)，还要避免暴晒和长久晾晒，本专利技术可以满足这些条件。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种复合式太阳能干衣热水器，包括集热部、烘干部、冷却部和数据监测部。烘干部位于集热部和冷却部之间。集热部包括进风口、吸热层、透光玻璃和隔热层。透光玻璃倾斜设置，隔热层的纵截面呈直角三角形，且斜边所在斜面与透光玻璃相平行。吸热层铺设在隔热层的斜面外侧，用于吸收通过透光玻璃的太阳光。透光玻璃与吸热层之间形成倾斜的进风加热通道，进风口设置在透光玻璃底部且与吸热通道相连通。烘干部包括烘衣室、导流板和吸水层。导流板邻近隔热层设置，导流板与隔热层之间形成导流通道，导流通道的一端与进风加热通道的顶端相连通，导流通道的另一端与烘衣室的底部或中下部相连通。吸水层设置在烘衣室的顶板上。冷却部包括出风冷却通道和水箱。烘衣室和水箱之间形成出风冷却通道，出风冷却通道的一端与烘衣室顶端相连接，出风冷却通道的另一端为出风口，出风口位于水箱下方。水箱朝向出风冷却通道的侧壁面上设置有传热层，未设置有传热层的水箱侧壁面外侧均设置有保温层。数据监测部包括集热温湿传感器、烘衣温湿传感器和水箱温湿传感器。其中，集热温湿传感器用于监测集热部中的温湿度，烘衣温湿传感器用于监测烘衣室中的温湿度，水箱温湿传感器用于监测水箱内的温湿度。透光玻璃、吸热层与地面法线之间的夹角均为30℃。吸热层为涂覆有选择性涂层的吸热板；其中，选择性涂层对太阳能短波的吸收大于对太阳能长波的吸收；选择性涂层的长波发射率不超过0.23-0.4。吸热层采用选择性吸收涂层，选择性吸收涂层为PbS吸收涂层。水箱朝向出风冷却通道的侧壁面设置有若干个横纹槽。传热层采用表面粗糙的传热材料，粗糙度范围为Ra50～Ra100。集热部和水箱之间的温度差要保持在20℃以上，当集热部和水箱之间的温差不符合设定要求时，应及时排掉水箱中热水并向水箱中加入20℃以下的冷水，从而快速达到设定的温差，保持对流效果。烘衣室的湿度控制在60％RH以下，当烘衣室的湿度超过设定要求时，应及时排去烘衣过程中的积水，保证烘衣效果。本专利技术具有如下有益效果：1、结合太阳烟囱和间壁式换热器模式，在利用空气温度的热压差产生空气循环的同时，再利用间壁式换热器的模式，一方面实现能量的高效利用，另一方面增大空气热压差，促进空气循环。现有空气能干衣热水器需要用电加热工质，为保证良好的对流效果还要采用强制对流的方式，没有摆脱对电能的依赖，新能源参与程度低。针对这些问题，本专利技术简化了太阳烟囱的模型，由太阳能实现对循环工质的加热，利用选择性吸收涂层和保温设置减少集热过程的热损失，并在换热终端设置水箱备置冷水维持温差，良好的温差保证了自然对流干衣效果的实现，也实现了能量梯级利用，更大化地提高能源利用率。在本专利技术最初设想时，间壁式换热器的换热双方为内部循环空气和外部空气，但此设想不能保持集热部和传热部的温差，自然对流效果不能达到理想，针对这个问题，我们在换热部设置一个水箱备置冷水，间壁式换热器换热双方为内部循环空气和水箱内的冷水，两者存在较大的温差，冷水可以有效吸收循环空气的热量，保证集热部和换热部空气较大的密度差，为提高换热效果，我们还将传热层改造为横纹槽状，增大换热面积，同时烘干衣物后空气存在的剩余热量用来加热冷水，能量多级利用，更好地结合了太阳烟囱和间壁式换热器的优点。在专利技术过程中，我们还发现烘干衣服后积存的水分容易倒流，导致再次浸湿衣物并提高空气湿度，降低了烘干效果，针对这个问题，我们通过在烘衣室内增加吸水层，实时监测烘衣室湿度指导更换吸水材料来保证烘衣湿度在理想的小于60％RH的范围内。这几种修改设计在原有设计的基础上，考虑到影响烘干效果的主要误差，更好地结合了太阳烟囱模型和间壁式换热器模型，提高了能源的利用水平和设备的使用效果。2、集热部和水箱内的温度传感器用来测取两部分的温度差，实现对温差的实时监测。当温差小于理想要求时，通过更换水箱中的冷水，降低换热器吸热端的温度来恢复良好的传热效果，使温差达到理想要求，保证自然对流干衣的持续进行。附图说明图1显示了本专利技术一种复合式太阳能干衣热水器的三维结构示意图。图2显示了本专利技术一种复合式太阳能干衣热水器的纵剖面截面示意图。其中有：1.进风口；2.透光玻璃；3.吸热层；4.隔热层；5.导流板；6.烘衣室；7.吸水层；8.传热层；9.水箱；10.保温层；11.出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合式太阳能干衣热水器，其特征在于：包括集热部、烘干部、冷却部和数据监测部；烘干部位于集热部和冷却部之间；/n集热部包括进风口、吸热层、透光玻璃和隔热层；透光玻璃倾斜设置，隔热层的纵截面呈直角三角形，且斜边所在斜面与透光玻璃相平行；吸热层铺设在隔热层的斜面外侧，用于吸收通过透光玻璃的太阳光；透光玻璃与吸热层之间形成倾斜的进风加热通道，进风口设置在透光玻璃底部且与吸热通道相连通；/n烘干部包括烘衣室、导流板和吸水层；导流板邻近隔热层设置，导流板与隔热层之间形成导流通道，导流通道的一端与进风加热通道的顶端相连通，导流通道的另一端与烘衣室的底部或中下部相连通；吸水层设置在烘衣室的顶板上；/n冷却部包括出风冷却通道和水箱；烘衣室和水箱之间形成出风冷却通道，出风冷却通道的一端与烘衣室顶端相连接，出风冷却通道的另一端为出风口，出风口位于水箱下方；水箱朝向出风冷却通道的侧壁面上设置有传热层，未设置有传热层的水箱侧壁面外侧均设置有保温层；/n数据监测部包括集热温湿传感器、烘衣温湿传感器和水箱温湿传感器；其中，集热温湿传感器用于监测集热部中的温湿度，烘衣温湿传感器用于监测烘衣室中的温湿度，水箱温湿传感器用于监测水箱内的温湿度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种复合式太阳能干衣热水器，其特征在于：包括集热部、烘干部、冷却部和数据监测部；烘干部位于集热部和冷却部之间；
集热部包括进风口、吸热层、透光玻璃和隔热层；透光玻璃倾斜设置，隔热层的纵截面呈直角三角形，且斜边所在斜面与透光玻璃相平行；吸热层铺设在隔热层的斜面外侧，用于吸收通过透光玻璃的太阳光；透光玻璃与吸热层之间形成倾斜的进风加热通道，进风口设置在透光玻璃底部且与吸热通道相连通；
烘干部包括烘衣室、导流板和吸水层；导流板邻近隔热层设置，导流板与隔热层之间形成导流通道，导流通道的一端与进风加热通道的顶端相连通，导流通道的另一端与烘衣室的底部或中下部相连通；吸水层设置在烘衣室的顶板上；
冷却部包括出风冷却通道和水箱；烘衣室和水箱之间形成出风冷却通道，出风冷却通道的一端与烘衣室顶端相连接，出风冷却通道的另一端为出风口，出风口位于水箱下方；水箱朝向出风冷却通道的侧壁面上设置有传热层，未设置有传热层的水箱侧壁面外侧均设置有保温层；
数据监测部包括集热温湿传感器、烘衣温湿传感器和水箱温湿传感器；其中，集热温湿传感器用于监测集热部中的温湿度，烘衣温湿传感器用于监测烘衣室中的温湿度，水箱温湿传感器用于监测水箱内的温湿度。


2.根据权利要求1所述的复合式太阳能干衣热水器，其特征在于：透光玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭苏，纪文佳，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32