專利名稱：太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種太陽(yáng)能熱水器，尤其是一種能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的串聯(lián)式太陽(yáng)能 熱水器，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水器主要由太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)水箱構(gòu)成，所述的太陽(yáng)能集熱器由多根 太陽(yáng)能集熱管的一端插入儲(chǔ)水箱，利用冷水下沉熱水上浮的原理工作。使用時(shí)，冷水先放 進(jìn)儲(chǔ)水箱再灌入多根并聯(lián)著的太陽(yáng)能集熱管中，太陽(yáng)能集熱管經(jīng)太陽(yáng)輻射使其中的水逐步 升溫，并通過(guò)儲(chǔ)水箱內(nèi)水的冷熱比重而循環(huán)，使整箱水升溫后供人們使用。由于太陽(yáng)輻射 的熱能是通過(guò)太陽(yáng)能集熱管的緩慢加熱途徑再使整箱水升溫的，故而存在1、加溫速度 慢、熱效率低；2、整個(gè)裝置露于室外極易散熱，熱損耗大；3、太陽(yáng)能熱水器一般都是傾 斜安裝的，真空集熱管內(nèi)的剩水無(wú)法排出和取用，利用率低；4、受太陽(yáng)光強(qiáng)弱的限制， 無(wú)法設(shè)定使用者所需要的熱水溫度；5、真空集熱管內(nèi)容易堆積雜物和產(chǎn)生水垢，熱水不 能食用，而且無(wú)法清洗內(nèi)部。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種通過(guò)改變太陽(yáng)能真空集 熱管的結(jié)構(gòu)，能提高熱利用率，并能全自動(dòng)控制的太陽(yáng)能熱水器。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，它全要有包括太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水 箱和控制器；所述的太陽(yáng)能集熱器由直通式太陽(yáng)能真空集熱管和連接體串聯(lián)或串并聯(lián)組 成，所述的太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱以及安裝在室內(nèi)的控制器分別通過(guò)連接管和導(dǎo)線連接。
所述的連接體主要包括直管或L形管或U型管、保溫材料、膠體密封件和外殼；所述 的直通式太陽(yáng)能真空集熱管為至少二根，并分別通過(guò)直管或L形管和U型管串聯(lián)插接，在 各個(gè)插接處套有膠體密封件；所述的外殼和連接體之間安裝有與控制器相連的熱敏元件。
所述的直通式太陽(yáng)能真空集熱管包括至少有一根為一種以上金屬元素復(fù)合在內(nèi)并形 成吸熱膜層的內(nèi)玻璃管和一個(gè)外玻璃管，內(nèi)外玻璃管兩端封口后使它們之間形成有真空； 所述的熱敏元件被保溫材料.、連接體和外殼組成一體。
所述的直通式太陽(yáng)能真空集熱管的上下端部分別通過(guò)連接體串聯(lián)成太陽(yáng)能集熱器，在其中的至少一根直通式太陽(yáng)能真空集熱管上連接有進(jìn)水管，而在至少另一根直通式太陽(yáng)能 真空集熱管上連接出水管，該進(jìn)水管和出水管分別通過(guò)受到控制器調(diào)控的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥和出 水溫控閥與儲(chǔ)水箱相連通。
所述的儲(chǔ)水箱由內(nèi)層的內(nèi)膽、外層的外殼體以及中層的保溫材料組成，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè) 置有水位控制裝置，安裝有溫度傳感器以及儲(chǔ)水箱排氣閥和出水口；且所述的溫度傳感器 是通過(guò)導(dǎo)線與控制器連接。
所述的控制器，包括各種電子電器元件組成的控制裝置、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、出水溫控閥及 排空閥；所述的控制裝置、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、出水溫控閥、排空閥以及太陽(yáng)能集熱器中的熱敏 元件通過(guò)導(dǎo)線與控制器相連接。
本實(shí)用新型所述的太陽(yáng)能集熱器安裝在建筑物的外部，儲(chǔ)水箱安裝在室內(nèi)或室外，控 制器安裝在室內(nèi)相應(yīng)的位置。
當(dāng)太陽(yáng)能集熱器受太陽(yáng)輻射溫度升高后，熱信號(hào)被送入室內(nèi)的控制器中，達(dá)到設(shè)定的 進(jìn)水溫度時(shí)進(jìn)水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，冷水流入串聯(lián)式太陽(yáng)能集熱器中逐步升溫；達(dá)到設(shè)定的出水 溫度時(shí)，出水溫控閥打開(kāi)，熱水流入儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱內(nèi)的水位控制裝置控制箱內(nèi)的水位； 當(dāng)太陽(yáng)能集熱器中溫度發(fā)生變化時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)出水溫控閥的開(kāi)啟程度；當(dāng)太陽(yáng)能 集熱器內(nèi)溫度低于設(shè)定的進(jìn)水溫度時(shí)，進(jìn)水調(diào)節(jié)閥(流量控制閥)關(guān)閉，排空閥打開(kāi)，將 太陽(yáng)能集熱器中的剩水排空；當(dāng)太陽(yáng)能集熱器中由于溫度過(guò)高而產(chǎn)生一定壓力的氣壓時(shí)， 安全閥自動(dòng)打開(kāi)，排出蒸氣。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有熱水器的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、熱能利用率提高50%以上； 2、不會(huì)堆積雜物，不易結(jié)水垢，安全衛(wèi)生，熱水可以食用，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；3、出水溫度根據(jù) 用戶需要設(shè)定，操作方便控制靈敏，結(jié)構(gòu)合理；4、適用范圍廣，^T根據(jù)各種用戶的需要 設(shè)計(jì)和配置不同容量的集熱群和儲(chǔ)水箱；5、不受安裝位置的限制，與建筑物可貼合安裝， 與臺(tái)風(fēng)也無(wú)影響；是一種安全可靠的節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)和連接結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的單支集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。 '
圖3為本實(shí)用新型的單支集熱管的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的操作控制示意圖。
圖5為本實(shí)用新型的控制器信號(hào)傳輸示意圖。圖6為本實(shí)用新型的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本實(shí)用新型的另一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。 圖8為本實(shí)用新型的又一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方法
圖l所示本實(shí)用新型是由太陽(yáng)能集熱器A、儲(chǔ)水箱B、控制器C三大部分組成。
太陽(yáng)能集熱器A主要由多根直通式太陽(yáng)能真空集熱管1和連接體構(gòu)成；所述的連接體 包括直管或L形管和U形管2，保溫材料3，連接體外殼4，膠體密封件5，進(jìn)水管6和出 水管7組成，在連接體內(nèi)裝有熱敏元件8。直管或L形管及U形管2、熱敏元件8被經(jīng)發(fā) 泡的保溫材料3和連接體外殼4組成一體；該組件與多根太陽(yáng)能真空集熱管1串聯(lián)插接， 在各個(gè)插接處套有膠體密封件5。
太陽(yáng)能集熱器A是由多根直通式太陽(yáng)能真空集熱管1串聯(lián)連接的，因?yàn)樘?yáng)能真空集 熱管的吸熱溫度能高于20(TC以上，所以多根管串聯(lián)后水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)逐步升溫而產(chǎn)生熱 水。當(dāng)熱水沒(méi)有達(dá)到設(shè)定的要求時(shí)，水在集熱管內(nèi)存留，待到達(dá)設(shè)定溫度時(shí)會(huì)自動(dòng)排出熱 水。集熱群A與進(jìn)水閥9、出水溫度控制閥IO、排空閥ll、安全閥16、儲(chǔ)水箱14均用與 進(jìn)水管6和出水管7用自來(lái)水管進(jìn)行連接。
儲(chǔ)水箱B是內(nèi)層為內(nèi)膽、中層為保溫材料，外層是外殼體；它包括水位控制裝置13、 儲(chǔ)水箱溫度傳感器15、儲(chǔ)水箱排氣閥17和出水口 18。也可用不密封的保溫水箱替代或根 據(jù)用戶的需要另行設(shè)計(jì)制作，用不密封的保溫水箱替代時(shí)可以不用排氣閥17。
控制器C包括各種電子電器元件組成的控制裝置12、進(jìn)水流量控制閥9、熱敏元件8、 出水溫度控制閥10、排空闊11、儲(chǔ)水箱溫度傳感器15。這些閥與器件的控制信號(hào)通過(guò)導(dǎo) 線與控制器12相連接。
圖2所示為直通式太陽(yáng)能真空集熱管1，它包括經(jīng)過(guò)有一種以上金屬元素復(fù)合在內(nèi)玻 璃管1-2上的吸熱膜層l-4及外玻璃管1-1。內(nèi)、外玻璃管兩端是通過(guò)真空1-3抽取其間 的空氣后再封口的。
圖3所示為使直通式太陽(yáng)能真空集熱管1提高抗水壓的能力，在直通式太陽(yáng)能真空集 熱管l內(nèi)孔再設(shè)置整根金屬直通管(1-5)，而且為了更提高吸熱能力，在金屬直通管的外 壁上也復(fù)合有吸熱膜層(1-6)和密封膠件(1-7)。
圖4、圖5所示為控制器C的操作和信號(hào)傳輸示意圖；市電向控制器和各個(gè)控制閥門 通過(guò)接線端及導(dǎo)線提供工作電源，熱敏元件8通過(guò)導(dǎo)線連接于接線端，它將傳感的變量信
6號(hào)送入由各種電子電器元件組成的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)將信號(hào)觸發(fā)控 制電器的終端裝置，實(shí)現(xiàn)了編程自動(dòng)控制，而且操作制作成數(shù)字顯示的人機(jī)界面。
由上述附圖可知，冷水進(jìn)入集熱器A中進(jìn)行逐步升溫的熱能交換，達(dá)到用戶設(shè)定的溫 度后熱水從出水閥10流出至儲(chǔ)水箱B。循環(huán)工作過(guò)程為進(jìn)水流量控制閥9先是處于關(guān)閉 狀態(tài)，當(dāng)置于室外的集熱器A受太陽(yáng)輻射逐步升溫達(dá)到用戶設(shè)定的進(jìn)水要求時(shí)，熱信號(hào)經(jīng) 熱敏元件8送到室內(nèi)的控制器C，控制器C觸發(fā)進(jìn)水流量控制閥9的電路而使其打開(kāi)，冷 水進(jìn)入集熱器A經(jīng)熱交換，溫度升至用戶設(shè)定的出水溫度時(shí)，控制器C將信號(hào)觸發(fā)出水溫 度控制閥10和儲(chǔ)水箱內(nèi)的排氣閥17使它們同時(shí)打開(kāi)，熱水從出水管7流入儲(chǔ)水箱14供 用戶使用。當(dāng)集熱群A溫度發(fā)生變化時(shí)，控制器12自動(dòng)調(diào)節(jié)出水控制閥10的開(kāi)啟程度來(lái) 達(dá)到恒定溫度。當(dāng)集熱器A的溫度低于設(shè)定的進(jìn)水溫度時(shí)，進(jìn)水控制閥9關(guān)閉，排空閥ll 自動(dòng)打開(kāi)，將集熱器A中的存水排空，實(shí)現(xiàn)熱能全部利用。當(dāng)儲(chǔ)水箱B的水量到達(dá)設(shè)定容 積時(shí)，由水位控制裝置13將信號(hào)送入控制器C，控制器C指令觸發(fā)進(jìn)水閥9和出水闊10 自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)集熱器A內(nèi)氣壓升高到一定的壓力時(shí)，安全闊16被自動(dòng)打開(kāi)，將蒸氣排出 保證了安全。如此實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)循環(huán)控制。
安全閥16被自動(dòng)打開(kāi)后，所排出的蒸氣可以通過(guò)用管道連接到另行設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣裝置， 供用戶使用蒸氣。
圖6—8所示為安裝示意圖本串聯(lián)式太陽(yáng)能熱水器分集熱器A、儲(chǔ)水箱B和控制器C 三大組合件，它們之間是用水管和導(dǎo)線相連接的。根據(jù)附圖所示，在實(shí)施使用中可以是多 根太陽(yáng)能真空集熱管l串聯(lián)組成集熱器A，為增加熱水用量集熱器A還可以多組串或并聯(lián) 實(shí)施。集熱器A可以根據(jù)場(chǎng)地的狀況而進(jìn)行平鋪、水平或掛于墻體上實(shí)施安裝。儲(chǔ)水箱B 可以根據(jù)集熱器A的數(shù)量按正比例配置容積；達(dá)到該項(xiàng)實(shí)用新型產(chǎn)品不但適合家庭民用， 而且也適應(yīng)各機(jī)關(guān)、學(xué)校、企事業(yè)單位等大型團(tuán)體的需求。
本實(shí)用新型主要解決了以下問(wèn)題1、通過(guò)改變太陽(yáng)能真空集熱管的結(jié)構(gòu)，再將各真 空集熱管串聯(lián)來(lái)改變熱交換的方式以達(dá)到提高熱利用率的目的；2、利用現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí) 現(xiàn)全自動(dòng)智能化控制進(jìn)水、出水和水溫等；3、太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱、控制器分體設(shè)置 再進(jìn)行連接，能安裝于各種建筑物和場(chǎng)地上，以滿足多種多類用戶的需要；4、當(dāng)陽(yáng)光充 足時(shí)，集熱器能產(chǎn)生蒸氣供用戶使用。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能熱水器，它主要包括有太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱和控制器，其特征在于所述的太陽(yáng)能集熱器由直通式太陽(yáng)能真空集熱管(1)和連接體串聯(lián)或串并聯(lián)組成，所述的太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱以及安裝在室內(nèi)的控制器分別通過(guò)連接管和導(dǎo)線連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的連接體主要包括直管或 L形管或U型管(2)、保溫材料(3)、膠體密封件(5)和連接件外殼(4);所述的直通式 太陽(yáng)能真空集熱管(1)為至少二根，并分別通過(guò)直管或L形管和U型管串聯(lián)插接，在各 個(gè)插接處套接有膠體密封件；在所述的連接體內(nèi)安裝有與控制器相連的熱敏元件(8)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的直通式太陽(yáng)能真空 集熱管(1)包括一根至少有一種以上金屬元素復(fù)合在內(nèi)并形成吸熱膜層的內(nèi)玻璃管和一 個(gè)外玻璃管，內(nèi)外玻璃管兩端封口后使它們之間形成真空；所述的熱敏元件(8)被保溫 材料和連接體外殼(4)組成一體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的直通式太陽(yáng)能真空 集熱管(1)在其內(nèi)孔再設(shè)置整根金屬直通管(l一5)，并在金屬直通管的外壁上復(fù)合有吸 熱膜層(l一6)和膠體密封件(l一7)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的直通式太陽(yáng)能真空集熱 管(1)的上下端部分別通過(guò)連接體串聯(lián)成太陽(yáng)能集熱器，在其中的至少一根直通式太陽(yáng) 能真空集熱管(1)上連接有進(jìn)水管(7)，而在至少另一根直通式太陽(yáng)能真空集熱管(1) 上連接出水管(6)，該進(jìn)水管(6)和出水管(7)分別通過(guò)受到控制器調(diào)控的進(jìn)水調(diào)節(jié)閥 和出水溫控閥與儲(chǔ)水箱相連通。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的儲(chǔ)水箱由內(nèi)層的內(nèi)膽、 外層的外殼體以及中層的保溫材料組成，在儲(chǔ)水箱內(nèi)設(shè)置有水位控制裝置(13)，安裝有 溫度傳感器(15)以及儲(chǔ)水箱排氣閥(17)和出水口 (18);且所述的溫度傳感器、儲(chǔ)水 箱排氣閥分別通過(guò)導(dǎo)線與控制器連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的J空制器主要包括各種電 子電器元件組成的控制裝置(12)、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、出水溫控閥(10)及排空閥(11);所述 的控制器(12)、進(jìn)水調(diào)節(jié)閥、出水溫控閥(10)、排空閥(11)以及太陽(yáng)能集熱器中的熱 敏元件(8)通過(guò)導(dǎo)線與控制裝置(12)相連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所述的太陽(yáng)能集熱器安裝在建 筑物的外部，儲(chǔ)水箱安裝在室內(nèi)或室外，控制裝置(12)安裝在室內(nèi)相應(yīng)的位置。
專利摘要一種太陽(yáng)能熱水器，它主要有包括太陽(yáng)能集熱器和儲(chǔ)水箱，所述的太陽(yáng)能集熱器由直通式太陽(yáng)能真空集熱管和連接體串聯(lián)或串并聯(lián)組成，所述的太陽(yáng)能集熱器、儲(chǔ)水箱以及安裝在室內(nèi)的控制器分別通過(guò)連接管和導(dǎo)線連接；所述的連接體主要包括直管或L形管或U型管、保溫材料、膠體密封件和連接件外殼；所述的直通式太陽(yáng)能真空集熱管為至少三根，并分別通過(guò)直管或L形管和U型管串聯(lián)插接，在各個(gè)插接處套接有膠體密封件；在所述的連接體內(nèi)安裝有與控制器相連的熱敏元件；它具有熱能利用率高，不會(huì)堆積雜物，不易結(jié)水垢，安全衛(wèi)生，操作方便，控制靈敏，結(jié)構(gòu)合理；適用范圍廣，是一種安全可靠的節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201327206SQ20082016401
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者周錫明 申請(qǐng)人:杭州天霸電子有限公司