專利名稱：高效組合式家用太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及收集太陽能的熱水器，更具體地說涉及集熱器中的保溫吸熱裝置。
目前一般設計的太陽能熱水裝置，由集熱器、保溫水箱、循環(huán)管道、冷水補給水箱、集熱器和水箱的支架構成太陽能利用系統(tǒng)，這個系統(tǒng)中的水可分為自然循環(huán)、直流系統(tǒng)和強迫循環(huán)幾種方式。上述直流系統(tǒng)和強迫循環(huán)都要消耗電能，而且保溫水箱的體積很大；上述集熱器均由通道很小的圓管或扁管組成，很容易被水污堵塞；一般集熱器內的水在熱傳導過程中有相當一部分熱量經過吸熱板向外部輻射；另外，一般設計的太陽能熱水裝置都只能在春、夏、秋三季使用，冬季使用效果不佳，在冬季晚上還必須把系統(tǒng)中的水放空，以防凍壞。適應家庭使用的太陽能熱水器的產品在成本和使用安裝上也存在不足之處。
本實用新型的申請人已經在CN86205728.0“組合式家用太陽能熱水器”的專利中，提供了一種由多個條板組成的溫差隔層板新結構，這種熱水器包括一個扁平方形的外殼，外殼上面有透明的玻璃，外殼內安裝有吸熱箱，吸熱箱和外殼之間的空隙填有絕熱材料，吸熱箱的吸熱板對著外殼玻璃板。上述溫差隔層板固定在吸熱板的下面，該溫差隔層板和吸熱板留有空隙起到了集熱器的作用，溫差隔層板背面的容水腔形成了一個保溫箱，這樣吸熱箱同時具有集熱器和保溫箱的性能，有效地使熱水器系統(tǒng)形成熱水冷水的對流，實現(xiàn)水流的循環(huán)。
安裝了上述溫差隔層板的吸熱箱，使得吸熱箱中水的熱傳導成為導向的循環(huán)流動狀態(tài)，可以減少向吸熱板外部輻射的熱量，提高系統(tǒng)的熱效率。該溫差隔層的結構是將多個百葉窗式的條板，固定在鋸齒形的龍骨上面而組成，條板之間的水流通道不能隨溫差的變化而自動調節(jié)，特別是在無日照或夜間會導致吸熱箱內已收集到的熱能由上述固定通道向系統(tǒng)外擴散。
本實用新型的目的是對于一種能使集熱器和保溫水箱合在一起的太陽能熱水裝置，提供更有效的保溫吸熱裝置，減少系統(tǒng)中的熱能向外擴散并且使系統(tǒng)中的水循環(huán)隨著溫差的變化而自動調節(jié)。
本實用新型的構思是在太陽能熱水裝置的吸熱箱中，沿吸熱板的下面，設置多個可轉動的條板，構成可調節(jié)循環(huán)通道的溫差隔層板。使得溫差隔層板下面的容水腔與吸熱板和溫差隔層板之間的循環(huán)通道能夠實現(xiàn)隨著溫差的變化而自動調節(jié)。
上述的構思是這樣實現(xiàn)的一種太陽能熱水器，包括裝有玻璃面板和保溫底板的外殼、安裝在外殼中的吸熱箱，該吸熱箱由朝向玻璃面板的吸熱板和背部的吸熱板構成箱體并且連接有上部出水兼溢氣口及下部進水口，在吸熱板的下面有多個設有轉軸的條板構成溫差隔層板。
作為家用的太陽能熱水器采用上述設計，吸熱板是經過表面拉毛處理并涂刷上吸熱層的白鐵皮。在吸熱板的下面并列設置兩端有轉軸的多個條板，轉軸與兩端的框架孔活動配合，條板與條板之間可以相互重疊，條板重疊時溫差隔層板成為一個整體；因溫度差別而產生水流壓力使條板轉動時，條板與條板之間錯開形成水流通道并且隨著溫度的變化而被自動調節(jié)。例如在無日照或夜間，吸熱板沒有接收太陽能，上述條板在重力作用下相互重疊把水流通道關閉，使得已收集到的熱能不致于向系統(tǒng)外擴散；在太陽光照射吸熱板，吸熱箱中的水受到的溫差作用并且循環(huán)流動時，條板轉動一個角度，條板之間形成溫差隔層板的通道，對水流形成導向循環(huán)以及系統(tǒng)中的加熱。
如上所述本實用新型的優(yōu)點是使得吸熱箱中的熱傳導成為隨溫度變化而自動調節(jié)的循環(huán)流動，提高太陽能熱水器的熱效率；并且在無日照時加強熱水器的保溫效果。
現(xiàn)在結合附圖和實施例詳細敘述本實用新型。


圖1是一種城市用太陽能熱水器的正視圖；圖2是
圖1太陽能熱水器側面局部剖視圖；圖3是
圖1太陽能熱水器吸熱箱的側視圖；圖4是溫差隔層板的裝配示意圖；圖5是圖4溫差隔層板放大的條板正視圖。
圖中相同或相類似的部件采用相同的標號。
參照
圖1和圖2，金屬薄板制的方形扁平外殼1，外殼的正面裝有玻璃面板11它由定位塊5、玻璃壓條6、螺釘7和氈墊8壓緊復蓋著太陽能熱水器的正面，外殼的下部用螺母和管子接有進出水口2、上部接有出水口兼溢氣口3；外殼的內部設置帶有溫差隔層板92的吸熱箱9并且與進水口2和出水口3連接，構成進水和出水通道；外殼的背面裝有底板10以及掛鉤12等安裝部件、用于沿垂直的墻面或傾斜的架子設置太陽能熱水器；外殼1的內側四周以及吸熱箱9的外側墊有保溫絕熱層4，采用玻璃纖維或泡沫塑料為材料，如圖2所示。
這樣，外殼1、底板10和玻璃面板11構成一個密閉的箱體。熱水器工作情況是將水源，例如自來水，接入外殼1下部的進出水口2，或者將水用桶倒入上部進水口3，水進入吸熱箱9的內部，當水充滿吸熱箱9時，會從上部出口兼溢氣口3冒出，此時停止加水。太陽光透過玻璃面板11和它與吸熱箱9之間的空氣間隙、照射到吸熱箱9，使水溫升高，直到符合預定的溫度要求，例如家用洗滌的熱水要求。當要使用熱水時，可以向下部進出水口2注入水源，熱水就會從上部出水兼溢氣口3流出，或者也可以直接從下部進出水口2放出熱水。
參照圖3，吸熱箱9由正面的吸熱板91和箱形的吸熱體93構成密閉的箱體。它們由厚度0.5－0.75毫米的白鐵皮制成，前者是經過拉毛并涂刷上吸熱層的，兩者之間的合縫處用8毫米厚的橡膠床墊94以及螺栓螺母95密封連接為一體。溫差隔層板92設置在吸熱板91的下面，它們之間留有一定的水循環(huán)間隙。溫差隔層板92可以采用導熱系數較小的木材或者其他無毒的塑料制成，它由多個條板21并列設置在兩側的框架96上，成為百葉窗形式相互重疊的結構。上述溫差隔層板92的上下端與吸熱體3的側壁之間分別留有間隙20，它可以溝通吸熱箱9內部水流的循環(huán)。
圖3中各條板21處于相互重疊的狀態(tài)，此時溫差隔層板92起到防止吸熱箱9內部容水腔中已收集到的熱能向外擴散的作用。
參照圖4和圖5，條板21的兩端裝有轉軸22，設在吸熱箱9中的框架96采用木材制成并且沿其軸向鉆出一排孔97，孔97內襯有鋁質墊圈并且使轉軸22在其中自由轉動配合。
條板21通?？梢匀槠叫兴倪呅蔚慕孛嫘螤?。上述轉軸22安裝在條板21正面的兩端，兩個轉軸22的軸線位置低于條板重心，即如圖4所示，轉軸22對于條板中心線有一個偏心距e，條板上端23邊緣到轉軸22的距離大于條板下端24邊緣到轉軸22的距離。上述偏心距的數值很小，例如50毫米寬8毫米厚的條板21，其偏心距e取為2毫米，使條板21在其重力的作用下，受到逆時針方向力矩的作用。
條板21的上端23的斜平面與下端24的斜平面分別與條板21的正面和背面成40－50度的夾角，成為相對稱的楔形端面。在逆時針方向力矩的作用下，條板21的上端23與下端24相互重疊，溫差隔層板92由并列的條板21重疊為一個整體，如圖4中的虛線所示。
條板21正面的水吸收了太陽能而溫度升高并且向上運動，條板21背面溫度較低的水自下而上循環(huán)流到條板21的正面，因而形成水流壓力，一定的水流壓力克服了條板21的逆時針方向的力矩使其作順時針方向的轉動，轉動后的條板下端24與其所鄰近的條板上端23之間則出現(xiàn)通道25，如圖4中相互錯開的條板21所示。上述的溫差作用越大，則循環(huán)水流壓力越大，通道25的開檔間隙也越大。所以轉動的條板21可以實現(xiàn)溫差隔層板92對系統(tǒng)中水流循環(huán)的自動調節(jié)。
在框架96的內側、鄰近條板21背面設有兩個定位銷，如圖4所示。鄰近條板上端23的是上端定位銷98，它限定了條板逆時針方向的轉動位置；鄰近條板下端24的下端定位銷99，它限定了條板順時針方向的轉動位置。
條板21的轉軸22彎成“
”形，用螺釘25及其墊圈把轉軸的環(huán)形部分緊定在條板21正面的左右兩端，轉軸的軸線位于條板21的中心線下方，如圖5所示。
上述實施例的工作情況如下將熱水器正面朝向太陽設置，通過進出水口2向內注水，直至吸熱箱完全充滿水為止。太陽光透過外殼1上的玻璃面板11和它與吸熱箱9之間的空氣間隙，照射到吸熱箱9的吸熱板91上。吸熱板91有效地吸收陽光中的熱能，并不斷地將熱能傳遞給吸熱板91下方與溫差隔層板92上方之間的水中，溫差隔層板92的轉動條板21在溫差和水流的作用下轉動相互錯開形成循環(huán)水流通道25，及時地將熱能通過系統(tǒng)中的循環(huán)傳導過去，進一步使吸熱箱9中的水被加熱溫度升高。吸熱箱9內部冷熱水的對流情況，可以簡單地作如下描述位于吸熱板91和溫差隔層板92之間的水被加熱而溫度上升，這些熱水向上運動通過上端間隙20進入溫差隔層板92的后面；溫差隔層板92后面的水由于還未被加熱而溫度較低，向下運動，經過溫差隔層板的下端間隙20進入吸熱板91和溫差隔層板92之間的容水腔而被加熱溫度上升，實現(xiàn)了沿溫差隔層板92軸向的水流循環(huán)；另外，由于水流壓力的作用，使條板21克服重力作用的力矩而轉動，使條板與條板之間出現(xiàn)水流通道25，促進冷熱水的對流和熱交換，達到提高熱水器系統(tǒng)熱效率的效果。特別應該指出，隨著吸熱板91吸收熱能的增加，通道25的間隙將會自動隨著條板21的轉動而增大；相反當吸熱板92不吸收熱能時，通道25將被關閉。
本實用新型的優(yōu)點是不但把集熱器、保溫水箱、循環(huán)管道、冷水補給水箱、集熱器和水箱支架組合成一體作為家用太陽能熱水器；而且它的效率高，其系統(tǒng)熱效率η可達0.85，保溫性好，不會凍壞，冬季也可使用，過夜不必放水。另外，本實用新型熱水器的重量輕、造型美觀、壽命長、耐腐蝕、不易結水污，安裝使用方便、造價低，如在水箱底部安裝遠紅外電加熱管便成了一臺多功能熱水器。
權利要求1.一種太陽能熱水器，包括構成箱體的外殼1、底板10和玻璃面板11，進出水口2和出水兼溢氣口3，設置于上述箱體內部的吸熱箱及其絕熱定位部件4、5，其特征在于吸熱箱9內部沿吸熱板91的下面設有多個可轉動條板21構成溫差隔層板92。
2.根據權利要求1所述的熱水器，其特征在于條板21的兩端裝有轉軸22，該轉軸22由鉆有孔97的框架96活動支承，條板21轉軸的軸線低于條板21重心線。
3.根據權利要求2所述的熱水器，其特征在于條板21的上端23與下端24為相對稱的楔形端。
4.根據權利要求3所述的熱水器，其特征在于所述框架96固定安裝有上端定位銷98和下端定位銷99，它們分別鄰近對應條板21上下端的背面在條板21轉動關閉或打開循環(huán)通道25時與條板上端23或下端24接觸。
專利摘要高效組合式家用太陽能熱水器，為一扁平整體的箱體外形，其中設有可轉動的溫差隔層條板，使熱水器系統(tǒng)實現(xiàn)可自動調節(jié)的導向循環(huán)。熱水器外部設有外殼、底板、玻璃面板進出水口和出水兼溢氣口，其內部的吸熱箱中有沿吸熱板下面并列安裝的條板。該條板兩端設有轉軸并由框架活動支承，吸熱板吸收太陽熱能時條板轉動打開水流循環(huán)通道；無日照或夜間需要保溫時條板自動關閉循環(huán)通道。本裝置重量輕、熱效率高、保溫性好、冬季也可使用。
文檔編號F24J2/20GK2039007SQ8821534
公開日1989年6月7日 申請日期1988年10月27日 優(yōu)先權日1988年10月27日
發(fā)明者陳喜德 申請人:陳喜德