[发明专利]内嵌加热太阳能热储热集热器

说明书

相关申请案交互参照

本申请要求通过本发明者们于2013年4月2日申请的临时申请案申请第61/807,329号的优先权，并且在此引入全文作为参考。

技术领域

本发明是一般地有关于一种太阳能加热，且特别地，它有关于促进太阳能辅助加热水。

背景技术

现有多个家庭热水储存系统通常结合太阳能加热及备用加热(back up heating)。一种常见太阳能加热水系统构造被称为热虹吸系统(thermosyphon system)，如图1所示，一现有热虹吸系统的一图示。所述热虹吸系统，虽然具有成本效应及能用在温带及温暖的气候，由于结垢和腐蚀而容易遭受堵塞之苦。由于需要将所述室外水槽加热到所述需求家庭热水(domestic hot water；DHW)的温度(在许多情况下是摄氏65度，为了避免退伍军人症Legionnaire’s disease的威胁)及，此系统在寒冷的气候中能源上是低效的，且由于例如在晚上较寒冷的期间的反向热虹吸，热能会损失。

参照图2，一现有组合式系统的一图示，所述热虹吸系统的一替代品且更常见于较冷的气候。所述组合式系统把所述水槽200与所述集热器(collector)202分隔开以允许所述水槽放置在(一住宅)里面。此构造某种程度上减少在寒冷器候中的热损失，但仍需要如上述热虹吸系统中加热所述整个水槽。由于所述外部集电极回路204暴露于潜在的冷冻温度(potentially freezing temperatures)，此回路一般填充有乙二醇(glycol)。在此情况下，在许多欧洲国家法规要求额外的热交换器台(未绘示)来避免饮用水污染的风险。这一规定进一步降低能源效率。

参照图3，一替代现有组合式系统的一图示。此替代现有组合式系统是(图2的)上述组合式系统的一改进。此改进系统利用槽设在一水槽中(tank-in-a-tank)的架构来克服所述法规的要求，但大致上增加成本。

当所述顾客打开热水龙头，大部分的上述现有系统，所述热水也遭受较慢反应时间及温度波动之苦，除非额外的流量产生器及流量回路被包含在所述热水系统中，进一步增加系统成本。对于多个太阳能加热水系统的另一个风险因素是管线及集热器的冷冻。对此问题的一常见解决方式是在所述太阳能热传回路中使用乙二醇或其他抗冷冻剂。此常见解决方式是耗费成本地、需要周期的替换所述乙二醇、一排水回收系统及一避免过热装置来防范如上述指明的所述乙二醇及监管系统的合并症的损害。

故，有需要用在太阳能辅助加热水的一改进系统，比多个现有解决方式具有较低成本，较高能源效率及较快反应时间。

发明内容

根据本发明实施例的教示，提供一种用在太阳能辅助加热水的系统，包含：

一主回路；

一第一温度感测器，在运作上连接到所述主回路且配置用来测量一第一温度；

一第一流量产生器，配置用以在所述主回路中产生一流动；

一第一流量感测器，在运作上连接到所述主回路且配置用来测量一热传流体的一流动；

一热交换器，在运作上连接到所述主回路及一副回路；

一内嵌(in-line)水加热器，具有一输入端及一输出端且在运作上连接所述副回路；

一系统控制器，配置用以：

当所述第一流量产生器是处于激活时，测量在所述主回路中的第一温度的一瞬态热分布；

对于在所述副回路中的水提供太阳能辅助加热，是基于：

在所述副回路中的一水流；

一目前第一温度；及

所述第一温度的瞬态热分布；

并且是通过激活：

在所述主回路中的第一流量产生器；及

在所述副回路中的一内嵌水加热器；

来进行的。

在一选择实施例中，

所述主回路更包含一太阳能集热器，其包含一输入端及一输出端；

所述内嵌加热器的输出端在运作上连接一热水输出端；

所述热交换器包含：

一主回路输出端；

一主回路输入端，在运作上连接到所述太阳能集热器的输出端；

一副回路输入端，在运作上连接到一冷水供应器；及

一副回路输出端，在运作上连接到所述内嵌加热器的输入端；

因而定义从所述冷水供应器到所述热交换器副回路的输入端处以及从所述热交换器副回路的输出端通过所述内嵌加热器到所述热水输出端处的所述副回路；