專利名稱：高效節(jié)能多用太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及人類日常生活中廣泛使用的熱水器，具體涉及一種高效節(jié)能 多用太陽能熱水器。
背景技術：
太陽能作為一種潔凈的可再生能源已被世界各國廣泛利用。我國的太陽 能應用技術雖起步晚，但發(fā)展快，勢頭大，主要應用于農(nóng)業(yè)、電力、化工、 取暖、生活熱水及海水淡化等領域。而真正能走入千家萬戶的只有太陽能熱 水器，太陽灶由于受到環(huán)境局限很難進入家庭。太陽能熱水器以節(jié)能、環(huán)保、 方便實用及運行成本低而受到人們的親睞。但目前的太陽能熱水器還存在著 以下幾個方面的不足 一是熱水出口壓力低，對安裝高差有較高的要求；二 是冬夏兩季熱水溫差過大，夏天水溫過高使用不方便，冬天水溫過低甚至不 能供水；三是功能單一，僅能提供生活熱水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，而提供 一種熱水出口水壓能保持自來水壓力、安裝不受高差局限、冬夏水溫均衡、 熱效率高、并能同時提供洗浴熱水和飲用蒸餾水的高效節(jié)能多用太陽能熱水 器°
本發(fā)明采用的技術方案是這種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括儲熱 水箱、蒸發(fā)水箱、預熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個部分; 其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有輔助電 熱管；預熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進水換熱器；
自來水進水換熱器出水端連接連通預熱水箱進水端，預熱水箱出水端連接連 通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進水端，生活熱水換熱器出水端為用戶提供
生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱上部的蒸 汽輸出管連接連通儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器輸入端，蒸汽換熱器的末端連接 連通預熱水箱內(nèi)的蒸餾水換熱器輸入端，而蒸餾水換熱器末端連接連通蒸餾 水箱，蒸餾水箱為用戶提供飲用蒸餾水。
上述技術方案中，蒸發(fā)水箱內(nèi)水平安裝有導流板。 上述技術方案中，預熱水箱為無壓力損失的密閉水箱。 上述技術方案中，儲熱水箱和蒸發(fā)水箱上均安裝有補水閥，儲熱水箱和 蒸餾水箱上還安裝有排氣口，蒸發(fā)水箱底安裝有排水閥，自來水入口管上安 裝有安全閥。
上述技術方案中，儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進水端連接有分水器， 出水端連接有集水器，分水器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅 片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁管彎曲成S形。
上述技術方案中，儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器結構為具有一封閉式殼體，
封閉式殼體內(nèi)安裝有多根穿透的帶翅片的銅管或鋁管，帶翅片的銅管或鋁管 兩端固定在封閉式殼體上、下蓋上，水蒸汽入管和蒸餾水出管分別連接在封 閉式殼體兩側，并與封閉式殼體內(nèi)腔連通。
上述技術方案中，預熱水箱內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結構為輸入端連 接有一分水器，分水器連接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁 管的另 一端連接連通蒸餾水箱。
上述技術方案中，蒸餾水箱內(nèi)的自來水進水換熱器為螺旋銅管或鋁管結構。
本發(fā)明構思巧妙，結構新穎，有效的解決了現(xiàn)有太陽能熱水器下述問題: 1、現(xiàn)有太陽能熱水器熱水出口壓力低，這是由于自來水進入加熱水箱后， 壓力釋放完，因而生活熱水的水壓完全由落差決定，所以出水壓力低。而本 發(fā)明自來水進入的預熱進水換熱器為螺旋管，無壓力損失，而后進入的預熱 水箱為密閉式水箱，自來水壓無損失，再后來進入的生活熱水換熱器也為銅 管或鋁管，同樣無壓力損失，因而本發(fā)明的熱水出口能保持自來水原有壓力， 壓力大，滿足各種洗、浴要求。
2、 現(xiàn)有太陽能熱水器的熱水出口水壓取決于安裝高度差，因而對安裝高 度有較高的要求，這給用戶的安裝使用帶來了困難。而本發(fā)明的熱水出口水 壓能始終保持自來水的壓力，因而安裝高度無關緊要，這給用戶的安裝使用 帶來了方便。
3、 現(xiàn)有太陽能熱水器冬夏兩季熱水溫差過大，夏天燙人，冬天水溫低， 使用不便，本發(fā)明由于摒棄了現(xiàn)有技術"玻璃真空集熱管直接加熱水使用" 的方式，而采用了儲熱水箱儲熱，并且儲熱水箱內(nèi)的水溫始終保持在90'C左 右，因而夏天生活熱水不致過高，而冬天太陽能儲于水箱內(nèi)，集中使用，水 溫不會過低，再加上冬天電熱管的輔助作用，所以各季節(jié)都能以適宜的水溫 供人們使用。
4、現(xiàn)有太陽能熱水器功能單一，僅提供生活熱水，而本發(fā)明不僅提供生 活熱水，還充分利用太陽能熱能產(chǎn)生蒸餾水，供人們飲用。
因此，本發(fā)明構思巧妙，結構新穎， 一機多用，功能多，運行穩(wěn)定，適 應各種季節(jié)及氣候條件，使用舒適方便，而且節(jié)能環(huán)保，技術性能優(yōu)良。


圖1為本發(fā)明結構原理圖
圖2為蒸餾水儲備、礦化、活化成飲用水結構示意圖 圖3為本發(fā)明安裝結構剖面示意圖 圖4為蒸汽換熱器結構剖面示意圖
具體實施例方式
參見圖l，本發(fā)明的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括儲熱水箱3、蒸發(fā) 水箱6、預熱水箱IO、蒸餾水箱12、全玻璃雙真空太陽集熱管18五個部分； 其中儲熱水箱3內(nèi)裝有蒸汽換熱器5和生活熱水換熱器2;蒸發(fā)水箱6內(nèi)裝有
輔助電熱管7;預熱水箱10內(nèi)裝有蒸餾水換熱器9;蒸餾水箱12內(nèi)裝有自來
水進水換熱器11;自來水進水換熱器11出水管連接連通預熱水箱IO進水端， 預熱水箱10出水端通過管道連接連通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器2進水 端，生活熱水換熱器2出水端為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱 管18連接連通蒸發(fā)水箱6，蒸發(fā)水箱6上部的蒸汽輸出管連接連通儲熱水箱 3內(nèi)的蒸汽換熱器5輸入端，蒸汽換熱器5的末端通過管道連接連通預熱水箱 10內(nèi)的蒸餾水換熱器9輸入端，而蒸餾水換熱器9末端連接連通蒸餾水箱12， 蒸餾水箱12為用戶提供飲用蒸餾水。
蒸發(fā)水箱6內(nèi)水平安裝有導流板8。
預熱水箱10為無壓力損失的密閉水箱。
儲熱水箱3和蒸發(fā)水箱6上均安裝有補水閥4，儲熱水箱3和蒸餾水箱 12上還安裝有排氣口1，蒸發(fā)水箱6底安裝有排水閥15，在停水時，可利用 儲熱水箱內(nèi)的水供應生活用水，自來水入口管上安裝有安全閥17。
儲熱水箱3內(nèi)的生活熱水換熱器2進水端連接有分水器，出水端連接集 水器，分水器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅片銅管或鋁管， 帶翅片銅管或鋁管彎曲成S形。
儲熱水箱3內(nèi)的蒸汽換熱器5結構為具有一封閉式殼體13，置于儲熱 水箱3內(nèi)，封閉式殼體內(nèi)13安裝有多根穿透的帶翅片的銅管或鋁管14，帶翅 片的銅管或鋁管14兩端固定在封閉式殼體上、下蓋上，水蒸氣入管16和蒸 餾水出管20分別連接在封閉式殼體13兩側，并與封閉式殼體內(nèi)腔連通。
預熱水箱10內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結構為輸入端連接有一分水器， 分水器連接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，銅管或鋁管的另一端連接連通蒸 餾水箱。
蒸餾水箱12內(nèi)的自來水進水換熱器為螺旋銅管或鋁管結構。 參見圖2，本發(fā)明還為用戶提供飲用的蒸餾水，根據(jù)國家衛(wèi)生部飲用水標 準，蒸餾水進行儲備、礦化、活化，首先，由蒸餾水箱輸出的蒸餾水經(jīng)微型 增壓泵21、單向閥22進入膨脹罐23和礦化罐24，然后再經(jīng)活化罐25活化， 成為合格純凈水，供人們飲用，上述這些對水儲備、礦化、活化的設備和工 藝均為已有技術，對于制飲用水的技術人員來說是通用的熟知技術。
參見圖3，本發(fā)明的安裝結構為熱水器殼體26內(nèi)具有保溫層27，熱水 器殼體和保溫層內(nèi)腔由絕熱板28分隔成三部分，上層部分為儲熱水箱3，中 層部分為蒸發(fā)水箱6，下層部分為蒸餾水箱12和預熱水箱10，而全玻璃雙真 空太陽集熱管18安裝在殼體26 —側，并與內(nèi)腔連通，全玻璃雙真空太陽集 熱管18內(nèi)為導熱工質(zhì)受熱蒸發(fā)、釋熱冷凝的熱的小循環(huán)過程，具有熱量單向 傳遞功能。集熱管內(nèi)無水，不存在結垢和結冰凍裂的問題，也不會因個別集 熱管意外破管而影響熱水器的使用，同時實現(xiàn)了熱的單向、快速傳遞。在蒸 發(fā)水箱6內(nèi)水平安裝有導流板，能促進水的流動，循環(huán)，提高熱效率。 工作原理如圖1所示，系統(tǒng)分為制蒸餾水和生活熱水兩個部分
制蒸餾水自來水注入進水換熱器ll，吸收蒸餾水余熱后進入預熱水箱
10吸收蒸餾水換熱器9內(nèi)的熱能進行預熱，經(jīng)管道送至補水閥4進入儲熱水 箱3與儲熱水混合，再經(jīng)管道、補水閥4進入蒸發(fā)水箱6，隨水的熱運動和順 著導流板8經(jīng)蒸發(fā)水箱6的底部流向全玻璃雙真空太陽集熱管18，并在全玻 璃雙真空太陽集熱管18冷凝端19吸熱沸騰蒸發(fā)成水蒸汽，由于水在變相過 程中體積增大，蒸發(fā)水箱氣壓上升，水蒸汽在壓差的作用下經(jīng)管道到達蒸汽 換熱器5，將絕大部分液化潛熱傳送給儲熱水箱3內(nèi)的儲熱水，同時變相形成 液態(tài)的蒸餾水在重力的作用下到達蒸餾水換熱器9，將蒸餾水的余熱和少量水 蒸汽的潛熱傳遞給預熱水箱10內(nèi)的預熱水。蒸餾水進入蒸餾水箱儲備，同時 將余熱通過進水換熱器11傳遞給進入系統(tǒng)的自來水。蒸餾水經(jīng)出口進入后級， 如圖2，經(jīng)加壓、儲備、礦化、活化處理形成飲用水。
這個過程中，全玻璃雙真空太陽集熱管18吸收太陽能加熱蒸發(fā)端 內(nèi) 的導熱工質(zhì)使其汽化至冷凝端19向蒸發(fā)水箱6內(nèi)的水單向傳遞熱能后液化回 流，形成管內(nèi)熱循環(huán)，成為熱動力源。沸水在蒸發(fā)水箱6內(nèi)蒸發(fā)形成水蒸汽 經(jīng)蒸汽換熱器5向儲熱水傳遞熱能，完成蒸餾水形成和單向熱傳遞的過程， 既提高了能量的利用率，又為保溫儲熱提供了有利條件。
生活熱水自來水注入進水換熱器ll吸收蒸餾水余熱后，進入預熱水箱 10，吸收蒸餾水換熱器9內(nèi)的熱能進行預熱，經(jīng)管道送到生活熱水換熱器2 吸收儲熱水箱3內(nèi)儲熱水的大量熱能，水溫迅速上升，通過熱水出口提供生 活熱水。
這個過程中，自來水經(jīng)過兩個換熱器11、 9兩次預熱，再通過生活熱水 換熱器2吸收了大量的熱能，形成了生活熱水，由于整個流經(jīng)部分采用了封 閉式承壓設計，故自來水的壓力在本熱水器中沒有損失，確保了生活熱水出 口的壓力。
本發(fā)明采取的全玻璃雙真空太陽集熱管18能將蒸發(fā)水箱6內(nèi)靠近其冷凝 端19的水快速加熱到沸騰，且蒸發(fā)水箱采取的平、淺(如圖3)設計，容量 小，很容易讓蒸發(fā)水箱內(nèi)的水全部沸騰，并通過水蒸汽向儲熱水箱3內(nèi)的儲 熱水單向傳遞熱能，使儲熱水水溫快速上升，達到需要的溫度。當夏天儲罐 水的溫度過高(95攝氏度以上)時，水蒸汽在換熱器5中的液化比例下降， 相當一部分蒸汽被送至換熱器9，將預熱水水溫提升，當預熱水箱10內(nèi)預熱 水受熱膨脹時可通過安全閥17泄壓，確保安全。當預熱水溫達到一定的溫度 時，水蒸汽直接通過換熱器9經(jīng)蒸餾水箱12的排氣口 1排出釋放部分熱能， 使儲熱水的溫度不再升高，達到穩(wěn)定熱水溫度的目的。
本發(fā)明還能有效解決陰、雨天等無日照情況下的飲水和生活熱水供應問 題 一是利用儲熱水箱3中儲熱水儲熱提供生活熱水和圖2中膨脹罐儲水供 應飲用水；二是通過電熱管7加熱蒸發(fā)水箱6中的水，代替全玻璃雙真空太 陽集熱管18實現(xiàn)熱循環(huán)，提供生活熱水和飲用水；三是在生活熱水出口下端 串接燃氣熱水器、電熱水器等能解決長時間無日照情況下的生活熱水供應問 題。
本發(fā)明結構簡單、可靠、實用、周邊設備材料技術成熟、自動化程度高、 操作簡單、運行成本低，是一種技術含量高的多功能太陽能熱水器。
權利要求
1.一種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于包括儲熱水箱、蒸發(fā)水箱、預熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個部分；其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有輔助電熱管；預熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進水換熱器；自來水進水換熱器出水端連接連通預熱水箱進水端，預熱水箱出水端連接連通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進水端，生活熱水換熱器出水端為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱上部的蒸汽輸出管連接連通儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器輸入端，蒸汽換熱器的末端連接連通預熱水箱內(nèi)的蒸餾水換熱器輸入端，而蒸餾水換熱器末端連接連通蒸餾水箱，蒸餾水箱為用戶提供飲用蒸餾水。
2、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于蒸 發(fā)水箱內(nèi)水平安裝有導流板。
3、 根據(jù)權利要求l所述的髙效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于預 熱水箱為無壓力損失的密閉水箱。
4、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲 熱水箱和蒸發(fā)水箱上均安裝有補水閥，儲熱水箱和蒸餾水箱上還安裝有排氣 口，蒸發(fā)水箱底安裝有排水閥，自來水入口管上安裝有安全閥。
5、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲 熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進水端連接有分水器，出水端連接集水器，分水 器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管 或鋁管彎曲成S形。
6、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器結構為具有一封閉式殼體，封閉式殼體內(nèi)安裝有多 根穿透的帶翅片的銅管或鋁管，帶翅片的銅管或鋁管兩端固定在封閉式殼體 上、下蓋上，水蒸汽入管和蒸餾水出管分別連接在封閉式殼體兩側，并與封 閉式殼體內(nèi)腔連通。
7、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于預 熱水箱內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結構為輸入端連接有一分水器，分水器連 接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁管的另一端連接連通蒸餾 水箱。
8、 根據(jù)權利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于蒸 餾水箱內(nèi)的自來水進水換熱器為螺旋銅管或鋁管結構。
全文摘要
一種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括儲熱水箱、蒸發(fā)水箱、預熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個部分；其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有輔助電熱管和導流板；預熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進水換熱器；自來水進水換熱器、預熱水箱、生活熱水換熱器依次連接連通，為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱、蒸汽換熱器、蒸餾水換熱器、蒸餾水箱，依次連接連通為用戶提供飲用蒸餾水。本發(fā)明結構新穎，冬夏水溫均衡、熱效率高、節(jié)能、多用，技術性能優(yōu)良。
文檔編號F24J2/05GK101373103SQ200810032138
公開日2009年2月25日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權日2008年8月22日
發(fā)明者甘國華 申請人:甘國華