專利名稱：壁掛式太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光學(xué)領(lǐng)域的民用熱水器。特別適用于住樓房的大多數(shù)居民掛在自家的陽臺(tái)或窗戶外面下方的墻壁上使用。
解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，降低集熱器透光板的光反射率。降低集熱器的重量和厚度。提高安裝和使用的安全性。
具體方案是，由鋸齒透光板替代平面式透光板，以此解決光反射的問題。平板式集熱器懸掛后，太陽光線和透光板形成了近似45度的反射角。為清除45度反射角。把一張2.5mm左右厚的平面透光板加熱，按鋸齒波的形狀進(jìn)行加工。每個(gè)鋸齒近似90度，由若干個(gè)鋸齒連成一張長(zhǎng)1.2m寬0.6m左右的鋸齒透光板。由于太陽光線和地面的入射角近似45度。鋸齒透光板懸掛后，每個(gè)鋸齒上方的長(zhǎng)方形小平面和地面形成45度夾角，此時(shí)太陽光線和每個(gè)鋸齒上方的長(zhǎng)方形小平面的反射角近似為零度。而每個(gè)鋸齒下方的長(zhǎng)方形小平面，平行于太陽光線。面對(duì)太陽，鋸齒下方的長(zhǎng)方形小平面變成了2.5mm寬的極小的長(zhǎng)方形小平面。太陽光線和每個(gè)極小的長(zhǎng)方形小平面的反射角也近似為零度。每個(gè)鋸齒下方的受光面積變小了，厚度增加了，透光率有所下降，但是由于其面積極小，可以忽略不計(jì)。鋸齒透光板有效的降低了光反射的問題。地區(qū)不同，太陽光線和地平面的入射角有所不同。鋸齒角度應(yīng)做相應(yīng)的調(diào)整。
把集熱器做成中空或真空的，目的是為了保溫，為了冬天鋸齒透光板內(nèi)側(cè)不產(chǎn)生水蒸氣。集熱器掛在陽臺(tái)或窗戶外面下方的墻璧上，儲(chǔ)水箱裝在衛(wèi)生間的最上方。由于集熱器低于儲(chǔ)水箱，產(chǎn)生了一定的水位差。利用熱水自動(dòng)上升的物理現(xiàn)象。當(dāng)太陽照射集熱器一定時(shí)間后，集熱器和儲(chǔ)水箱中的水就產(chǎn)生了水溫差。這兩個(gè)差值使熱水通過兩根互為平行的保溫輸水管，自動(dòng)流向儲(chǔ)水箱。通過串在保溫輸水管上的水泵加強(qiáng)對(duì)流。以此實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)水箱中的水溫不斷的升高。(陽臺(tái)和衛(wèi)生間非常近的將用不著水泵)水泵采用自動(dòng)跟蹤固定溫度差控制。既只要集熱器中水溫高于儲(chǔ)水箱中任意設(shè)定的溫度差，水泵就開始工作。幾分鐘后，集熱器內(nèi)和儲(chǔ)水箱底部的水溫相同后，水泵便自動(dòng)停止工作。等待下一個(gè)溫度差的到來。以此類推，水漲船高，儲(chǔ)水箱中的水，無上限溫度的升高。陽光充足時(shí)，幾十瓦的水泵，每天只啟動(dòng)幾十次，每次幾分鐘。雨天和夜間，由于集熱器和儲(chǔ)水箱中的水不產(chǎn)生溫度差。水泵自動(dòng)停止工作。
吸熱器由串聯(lián)連接的若干根水平放置的導(dǎo)流管構(gòu)成。以此解決最佳對(duì)流狀態(tài)。使水泵以最短的啟動(dòng)時(shí)間，把集熱器中的全部熱水送入儲(chǔ)水箱。水平放置的好處，不象并聯(lián)垂直放置導(dǎo)流管那樣，存在短流現(xiàn)象。既分流不均勻現(xiàn)象。水泵啟動(dòng)相同時(shí)間，各導(dǎo)流管中的水溫有所不同。延長(zhǎng)了水泵啟動(dòng)時(shí)間。吸熱器表面涂有金屬黑，為的是充分吸收太陽能。儲(chǔ)水箱采用良好的保溫措施，并設(shè)有電加熱器。電加熱器配有多功能數(shù)字溫控器。以此解決陰雨天也能洗上精確恒定溫度的熱水澡。儲(chǔ)水箱配有水位標(biāo)示，用水時(shí)，做到心中有數(shù)。
本實(shí)用新型的有益效果是集熱器可以掛在陽臺(tái)或窗戶外面下方的墻壁上使用。使住樓房的大多數(shù)居民都可以使用。由于不放在房頂上，便不會(huì)損壞樓房頂上的防水層，不會(huì)引起頂層居民的煩感。熱水器不會(huì)遭到人為的破壞。由于輸水管線短，管線加有保溫層，管線的熱損耗小。可以方便的定期擦洗鋸齒透光板表面的浮灰。雨天也能洗上熱水澡。
由于集熱器和儲(chǔ)水箱是分體的，集熱器含水時(shí)的總重量只有幾十斤重。因此安裝方便。鋸齒透光板采用亞克力或聚碳酸脂等透光材料制成，不易破碎，不會(huì)產(chǎn)生碎片高空墜落傷人。因此使用安全。
圖(2)(201)螺母。(202)墊圈。(203)空心螺栓。
鋸齒透光板(101)采用亞克力或聚碳酸脂等透光板加熱制成鋸齒波狀的板面。形狀類似于石棉瓦。再經(jīng)塑料焊接，使其四邊形成一個(gè)平面口，便于和集熱器框架(106)裝配。鋸齒透光板(101)也可以用模具一次成型。
吸熱器由導(dǎo)熱性好，不上銹的金屬板制成1.1m左右長(zhǎng)，0.5m左右寬，22mm左右厚的上下各有一個(gè)孔的密閉金屬容器。內(nèi)部水平交錯(cuò)安裝若干張金屬隔板(103)，使內(nèi)部形成若干根水平串聯(lián)連接的導(dǎo)流管(104)。吸熱器框架(105)上開有兩個(gè)孔。吸熱器面板(102)表面涂有金屬黑。
集熱器框架(106)用塑料或金屬制成形狀和吸熱器相似，尺寸比吸熱器大一些的，大開口的薄容器，形狀很像一個(gè)無蓋的長(zhǎng)方形盒子。側(cè)面開有兩個(gè)孔。懸掛固定板(109)可用塑料或金屬制成，牢固的結(jié)合在集熱器框架(106)上，邊緣開有若干個(gè)孔。以備懸掛時(shí)使用。如果采用塑料制做，集熱器框架(106)和懸掛固定板(109)，可以用模具一次成型。
將吸熱器懸空置入集熱器框架(106)中，在吸熱器的底部、側(cè)面與集熱器框架(106)之間充有保溫發(fā)泡。按示意圖接上保溫水管(111)。將鋸齒透光板(101)蓋在集熱器框架(106)上。把吸熱器和集熱器框架(106)之間加工成中空或真空狀態(tài)。此時(shí)集熱器裝配完畢。
保溫輸水管(111)包有軟發(fā)泡和保溫塑料布。220伏60瓦的水泵(113)串接在保溫輸水管(111)中。儲(chǔ)水箱溫度傳感器(115)從儲(chǔ)水箱上部的排氣孔(116)中引出，送到多功能數(shù)字溫控器(112)。集熱器溫度傳感器(108)放在導(dǎo)流管(104)中。導(dǎo)線經(jīng)過一段保溫輸水管(111)從引線裝置(A)中的空心螺栓(203)中引出。送到多功能數(shù)字溫控器(112)。水位標(biāo)識(shí)(117)是用透明的有機(jī)管制成。電加熱器(114)受多功能數(shù)字溫控器(112)控制，平時(shí)不工作。雨天需要熱水時(shí)，事先設(shè)定在某個(gè)特定溫度，水溫便自動(dòng)控制在這個(gè)特定溫度上。打開窗戶(110)就可以方便的擦洗鋸齒透光板(101)表面的浮灰，保持集熱器的透光率。
參考圖(1)和圖(2)引線裝置(A)是如下實(shí)現(xiàn)的，在保溫輸水管(111)直角彎處開一孔，將螺母(201)固定在孔上，使連接處不漏水。集熱器溫度傳感器(108)的導(dǎo)線穿過墊圈(202)和空心螺栓(203)。傳感器和空心螺栓(203)之間的導(dǎo)線距離要適當(dāng)。用環(huán)氧塑脂或同類密封填料將空心螺栓(203)的軸向透眼密封。將傳感器穿過螺母(201)送入導(dǎo)流管(104)中。擰緊空心螺栓(203)。
熱水器的工作過程和使用注意事項(xiàng)是，太陽光線穿過透明的鋸齒透光板，輻射熱被集熱器中的吸熱器表面金屬黑所吸收。熱量傳給內(nèi)部的水，熱水在導(dǎo)流管中自然向上運(yùn)動(dòng)，兩根相互平行的保溫輸水管，斜坡狀的將集熱器和儲(chǔ)水箱連接。熱水沿坡面繼續(xù)上升，升到最高處儲(chǔ)水箱中的上部。儲(chǔ)水箱中的水無上限升高。
任何時(shí)間向儲(chǔ)水箱內(nèi)注水，都不會(huì)損害系統(tǒng)的任何機(jī)構(gòu)。陰雨天當(dāng)電熱水器使用時(shí)，注水量可多可少。利用太陽能時(shí)，注水量要超過儲(chǔ)水箱容量的1/2以上。即水位要超過兩根保溫輸水管的最高點(diǎn)，兩處的水才能對(duì)流起來。
權(quán)利要求1.一種壁掛式太陽能熱水器，由鋸齒透光板(101)、吸熱器、集熱器框架(106)、儲(chǔ)水箱、保溫輸水管(111)、水泵(113)、集熱器溫度傳感器(108)、儲(chǔ)水箱溫度傳感器(115)、引出線裝置(A)、多功能數(shù)字溫控器(112)所組成，其特征是集熱器采用的是鋸齒透光板(101)，集熱器的安裝位置低于儲(chǔ)水箱的安裝位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征是鋸齒透光板(101)，由若干個(gè)相同夾角的鋸齒形狀的透光板構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征是集熱器溫度傳感器(108)，放在吸熱器中的導(dǎo)流管(104)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征是儲(chǔ)水箱溫度傳感器(115)，通過排氣孔(116)放入儲(chǔ)水箱內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征是吸熱器中的導(dǎo)流管(104)，由導(dǎo)熱性好的不上銹的金屬板或管構(gòu)成，連接方式是水平串聯(lián)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征是引出線裝置(A)中的空心螺栓(203)上有一軸向透孔。
專利摘要一種壁掛式太陽能熱水器，屬于光學(xué)領(lǐng)域的民用熱水器。特別適用于，住樓房的大多數(shù)居民掛在自家陽臺(tái)或窗戶外面下方的墻壁上使用。其特征是采用鋸齒透光板，有效的降低了，平板式太陽能熱水器懸掛后光反射嚴(yán)重的問題。吸熱器中的導(dǎo)流管采用串聯(lián)水平放置，有利于形成對(duì)流。熱水器不放在樓房頂上，便不會(huì)損壞樓頂上的防水層，不會(huì)引起頂層居民的煩感，不會(huì)遭到人為破壞。集熱器含水時(shí)的總重量只有幾十斤重。因此安裝方便。鋸齒透光板采用亞克力或聚碳酸酯等透光材料制成，不易破碎，不會(huì)產(chǎn)生碎片高空墜落傷人。因此使用安全。保溫輸水管線短，熱損耗小。打開窗戶就可以方便的擦洗鋸齒透光板表面的浮灰。雨天也能洗上熱水澡。
文檔編號(hào)F24J2/04GK2573943SQ0227463
公開日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月8日
發(fā)明者劉永杰 申請(qǐng)人:劉永杰