專利名稱：以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能熱利用中的一種太陽熱能收集、轉(zhuǎn)換的設(shè)備，這種設(shè)備是以空氣或其它導(dǎo)熱性能更高的氣體作為工作介質(zhì)，在特定系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流通，進行太陽熱能的收集、輸送與轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
目前利用太陽能熱制備熱水工程技術(shù)領(lǐng)域中，主要有玻璃真空管集熱器和平板式集熱器組成大面積集熱器陣列，利用液體工質(zhì)或直接利用水循環(huán)，將集熱器陣列吸收的太陽熱能輸送到儲水箱，達到利用太陽能的目的。目前太陽能熱水器按運行方式可分為泵強制循環(huán)液態(tài)工質(zhì)及液態(tài)工質(zhì)自循環(huán)兩種方式，這兩種方式的共同特征均是依靠液態(tài)工質(zhì)循環(huán)進行熱量的轉(zhuǎn)移及交換。太陽能熱水器按換熱方式分為直接換熱方式和間接換熱方式。直接換熱為水箱內(nèi)的水直接作為換熱介質(zhì)，通過泵強制循環(huán)或自循環(huán)，將太陽能集熱器吸收的熱能轉(zhuǎn)移到水箱內(nèi)。在北方冬季及高寒地帶，集熱器部位的水會因夜間溫度過低而凍結(jié)，使集熱器部件產(chǎn)生凍脹而破壞。針對這一缺陷，后來在水箱內(nèi)設(shè)置換熱盤管或其它形狀的內(nèi)膽，液態(tài)工質(zhì)通過設(shè)在水箱內(nèi)的換熱盤管或換熱內(nèi)膽進行間接換熱，同時工質(zhì)添加了防凍液，一定程度上減少了集熱器冬季凍脹損壞。上述以直接換熱或間接換熱方式工作的系統(tǒng)，無一不使用液態(tài)工質(zhì)，特別是間接換熱方式的系統(tǒng)，換熱工質(zhì)的填充及后期加液、更換均需耗費高額成本。目前太陽能熱水工程大面積集熱器一般都是架設(shè)在房屋建筑屋頂上，不具有防水與遮陽功能，并不能直接作為屋頂使用，而是需要固定安裝在原有屋面之上，在很大程度上還會破壞屋面的防水效果，也不利于降低工程造價。

發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本實用新型意在提供以氣體為介質(zhì)的太陽能熱水器，其平板集熱器陣列作為房屋建筑的屋頂，用空氣或其他氣體介質(zhì)作為熱能傳輸介質(zhì)，在本實用新型所述的特定的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)吸收太陽熱能制取熱水。其氣體換熱循環(huán)為封閉式自循環(huán)或風(fēng)機強制循環(huán)，經(jīng)過試驗比較，宜選用風(fēng)機強制循環(huán)方式。

圖1、圖2為根據(jù)本實用新型而實施的太陽能熱水器系統(tǒng)運行示意圖。圖3、圖4、圖5為根據(jù)本實用新型而實施的全屋頂太陽能熱水器屋頂布置示意圖。
具體實施方式
為實現(xiàn)本實用新型的目的，提出根據(jù)本實用新型而實施的以下實施方案，但本實用新型的保護范圍不限于此，凡是以空氣或其他氣體作為工作介質(zhì)運行的與以下實施方案相似的產(chǎn)品及技術(shù)都將落入本實用新型的保護范圍。以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器工程根據(jù)本實用新型而實施的全屋頂太陽能熱水器工程，參照說明書附圖1及附圖2 ； 圖1所示構(gòu)造包括根據(jù)中國專利申請?zhí)?009100547277文件中要求的平板太陽能集熱器沈，上匯流箱1，下匯流箱6，集熱器沈通過橋聯(lián)箱19組成陣列，輸送氣體的管道對、25，設(shè)置于管道上的循環(huán)風(fēng)機7，水箱外殼15，不銹鋼水箱內(nèi)膽13，設(shè)于內(nèi)膽與外殼之間的發(fā)泡保溫層14，冷水進口 9及熱水出口 12，設(shè)置于內(nèi)膽底部的換熱器8，水溫探頭11，集熱器端高溫探頭17，輔助電加熱棒10及智能溫差控制儀16 ；集熱器，輸氣管道、水箱構(gòu)成一個封閉循環(huán)系統(tǒng)；圖2所示構(gòu)造與圖1所示構(gòu)造的區(qū)別在水箱的構(gòu)造，圖2所示系統(tǒng)水箱內(nèi)膽與保溫層之間留有一定的間隙18，循環(huán)的氣體可以自由流通，由水箱內(nèi)膽直接與熱氣體進行熱交換，為了提高換熱效率，可在水箱內(nèi)膽外壁上焊接鋁翅片或銅翅片。根據(jù)本實用新型而實施的屋頂太陽能熱水器，其工作原理為平板太陽能集熱器沈受到太陽光輻射，集熱器內(nèi)的空氣迅速升溫，當(dāng)探頭17與探頭11探測的溫度差值達到設(shè)定值時，智能控制儀16啟動循環(huán)風(fēng)機7，系統(tǒng)內(nèi)的工作介質(zhì)空氣通過循環(huán)風(fēng)機7進行強制循環(huán)流動，在封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，熱氣流沿輸氣管道25流入水箱，由換熱器8或水箱內(nèi)膽13直接吸收熱量加熱水箱內(nèi)的水，熱氣流降溫后沿輸氣管道M流回集熱器26，完成一個吸熱換熱循環(huán)。根據(jù)本實用新型而實施的屋頂太陽能熱水器，從儲水箱熱水出口 12流出的熱水供多個用戶使用，為使用戶在使用熱水過程中實現(xiàn)即開即熱，將冷水進口與熱水出口的管道布置成循環(huán)回路，利用循環(huán)泵27實現(xiàn)進行管道與儲水箱內(nèi)的水保持循環(huán)，從而實現(xiàn)在各用戶的接入端能即時提供與儲水箱相同水溫的熱水，單向閥觀則阻止進水端9的冷水進入用戶端。根據(jù)本實用新型而實施的屋頂太陽能熱水器，其目的在于提供一種安全，成本低， 節(jié)能環(huán)保的制取熱水的設(shè)備。具體來講，根據(jù)本實用新型而實施的所述屋頂太陽能熱水器，由于不需使用液態(tài)工質(zhì)，完全使用空氣等氣體作為熱量的吸收轉(zhuǎn)移及交換的介質(zhì)，同時不需使用昂貴的承壓式平板集熱器，成本大幅降低，更由于不使用液態(tài)工質(zhì)，不再需要后期使用過程中的加液及更換工質(zhì)液的工作，其后期維護成本為零，成本優(yōu)勢十分明顯。具體來講，由集熱器沈和橋聯(lián)箱19組成的集熱板陣列，可直接作為房屋建筑屋面使用，具有防水和遮陽的功能。在現(xiàn)階段城市房屋建筑的平改坡的工程改造中，主要是解決房屋建筑頂層漏水與被太陽直接暴曬的問題，本實用新型的集熱板陣列可直接應(yīng)用于屋面改造，即可作為平改坡的屋面材料，起到防水與隔絕太陽暴曬樓板的作用，又可吸收太陽熱能，提供居民所需生活熱水。
權(quán)利要求1.一種以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器，以空氣或?qū)嵝愿鼜姷臍怏w作為工作介質(zhì)，在特定的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)利用太陽能制取熱水；其特征在于這種設(shè)備是一種使用氣體而非液態(tài)介質(zhì)作為工作介質(zhì)來利用太陽能的設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器，優(yōu)選空氣作為工作介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器，包括平板太陽能集熱器(26)，上匯流箱(1)，橋聯(lián)箱(19)及下匯流箱(6)，輸送氣體的管道04、25)，設(shè)置于管道上的循環(huán)風(fēng)機(7)，水箱外殼(15)，不銹鋼承壓水箱內(nèi)膽(13)，設(shè)于內(nèi)膽與外殼之間的發(fā)泡保溫層(14)，冷水進口(9)及熱水出口(12)，設(shè)置于內(nèi)膽底部的換熱器(8)，或設(shè)置于水箱內(nèi)的空氣層(18)，水箱溫度探頭(11)，集熱板溫度探頭(17)，輔助電加熱棒(10)及智能控制儀(16)；其特征在于集熱器，上下匯流箱，橋聯(lián)箱，輸氣管道，循環(huán)風(fēng)機及水箱構(gòu)成一個封閉循環(huán)系統(tǒng)，探頭(17)和探頭(11)達到設(shè)定的溫差值時，智能控制儀(16)啟動循環(huán)風(fēng)機(7)，由循環(huán)風(fēng)機(7)提供氣體循環(huán)動力，空氣在封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動完成吸熱換熱過程，從而吸收太陽能加熱水箱內(nèi)的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器，其特征還在于每個平板集熱器為單一模塊，通過連接組件橋聯(lián)箱(1 可以拼裝成無縫隙結(jié)構(gòu)，組成平板集熱器陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以氣體為工作介質(zhì)的全屋頂太陽能熱水器，其特征在于熱水集中供應(yīng)，儲水箱內(nèi)的熱水通過管道與用戶接入端輸送到用戶使用端。
專利摘要本實用新型公開了一種利用太陽能制取熱水的設(shè)備。這種設(shè)備完全采用氣體作為工作介質(zhì)，在封閉的系統(tǒng)內(nèi)，將集熱器富集的太陽熱能轉(zhuǎn)移至水箱，加熱水箱內(nèi)的水，達到收集使用太陽能的目的。這種太陽能熱水器的集熱器可拼裝成一整片，安裝在房屋頂部，作為房屋建筑的屋頂使用，起到防雨和遮陽的作用，既可節(jié)約建筑成本，又可利用太陽能生產(chǎn)熱水。
文檔編號E04D13/18GK201973898SQ201020267050
公開日2011年9月14日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者葉志勇 申請人:葉志勇