專利名稱：一種太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能熱水器，更確切地說，是涉及一種采用了獨特太陽能采集方法的太陽能熱水器。
現(xiàn)有技術(shù)中有三種常見類型的太陽能熱水器。第一種采用直接悶曬水箱的方法；第二種是采用由一個吸熱板吸收太陽能，再由吸熱板中的水將熱傳遞到水箱的方法；第三種是采用真空管吸熱的方法，由真空管吸熱，再將熱傳遞給水箱中的水。
現(xiàn)有技術(shù)中的第一種類型實質(zhì)上是由太陽光直接曬一個水箱，其工作過程是太陽光-水箱-水。它的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于夏季即曬即用。其缺陷是1、水箱暴露于陽光下，在無太陽光照射時散熱嚴重，其熱能儲存時間短，2、冬季會結(jié)冰，因而無法在冬季使用。
現(xiàn)有技術(shù)中的第二種類型是由一個吸熱板吸收太陽能，加熱吸熱板水管中的水，再由水對流與水箱中的水交換達到吸熱目的。其過程是太陽光-吸熱板-水管-水管中的水-水箱中的水。這種技術(shù)水箱有保溫措施，解決了熱能儲存時間短的問題。但由于吸熱板暴露在太陽光下，吸熱板中儲存有水，冬季仍然會結(jié)冰而無法使用。同時為了改善吸熱效果，吸熱板一般由紫銅板制作，成本高，在增加吸熱面積時，成本費用大。
現(xiàn)有技術(shù)中的第三種類型是采用真空管吸熱的方法，由真空管采集陽光加熱真空管中的水，真空管中的水和水箱中的水對流達到加熱目的。過程為太陽光-真空管-真空管中的水-水箱中的水。該方法吸熱效果好，不易散熱，冬季不上凍。但由于真空管是玻璃制品，需逐根由橡膠件過渡與水箱連接，受日曬雨淋和冷熱的影響，易發(fā)生漏水影響使用，同時真空管制造成本很高，吸熱面積小，運輸、安裝不方便。以上原因限制了它的大范圍推廣應(yīng)用。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種新穎的、可靠但又簡單易行的太陽能吸收方法，與該方法配合，又提出了一種相應(yīng)的裝置。
本方法是由涂敷于保溫材料上的吸熱層吸收太陽能，并加熱空氣，空氣作為熱傳遞介質(zhì)，再由一個太陽能風(fēng)扇將熱空氣抽至水箱底部的熱交換器室，由熱交換器將熱傳遞給水箱中的水。本方法的優(yōu)點在于1、水箱和熱交換器不與陽光接觸，可以施以很好的保溫措施，散熱少，保溫時間長，而且冬季不上凍，可以四季使用。2、吸熱室構(gòu)造簡單、成本低，有利于大面積采熱。
本方法的原理可以由圖1來說明首先(參考附圖1、)，由一個集熱室9來吸收太陽能的熱量，集熱室9由外框1、雙層保溫玻璃7、保溫材料2組成。保溫材料2表面涂有吸熱材料11(吸熱材料可以是黑板漆或石墨粉等)，陽光照射時，吸熱材料11溫度上升，對集熱室9中的空氣加熱導(dǎo)致空氣溫度上升，當集熱室9中的空氣溫度高于熱交換室5中的空氣溫度時啟動太陽能風(fēng)扇3，將熱空氣抽入熱交換室5，熱交換室5和集熱室9之間有二個通道，一個是進風(fēng)口6’，另一個是出風(fēng)口6。進風(fēng)口處設(shè)有一個受太陽光照度和溫度控制的小風(fēng)扇3(控制電路見圖4、)，風(fēng)扇3的能源是由太陽能電池提供的，沒有太陽光或集熱室9中的空氣溫度低于熱交換室5中的空氣溫度時風(fēng)扇3不工作。熱交換室5處于水箱的底部，熱交換器4的結(jié)構(gòu)與空調(diào)器中的熱交換器相同，熱交換面積很大，可達近十平方米，因此熱空氣中攜帶的熱量能很快被熱交換器4吸收，冷卻的空氣循環(huán)到集熱室9繼續(xù)進行吸熱過程，熱交換器4吸收的熱量由其水管中的水循環(huán)到水箱8中。在沒有陽光照射時，風(fēng)扇3也停止了工作，由于有良好保溫措施的熱交換室5溫度高于集熱室9，在實用裝置中將熱交換室5的位置設(shè)置在集熱室9的上方(見圖2)，集熱室9和熱交換室5不會因空氣對流進行熱交換，故熱量損失很少，實現(xiàn)了長時間的保溫和四季使用。
由于集熱室9不含熱交換器4，當需要大面積采熱時，僅需將成本低廉的集熱室9面積擴大即可，因而極易做成大面積的太陽能供熱系統(tǒng)工程。
圖4是控制電路原理圖。B1是置于集熱室中的太陽能電池，RT1和RT2是等值的負溫度系數(shù)熱敏電阻，RT1置于集熱室中，RT2置于熱交換室中。當有陽光照射且達到一定強度時，B1有電壓和電流輸出，R1、DW構(gòu)成一穩(wěn)壓電源，R4、R5給比較器提供一比較電平，其值為穩(wěn)壓值的二分之一。當陽光強度滿足R2與R3分壓的電平高于A1A的反相輸入端時，A1A輸出高電平；如果此時RT1的電阻值低于RT2的電阻值(即集熱室溫度高于熱交換室溫度時)，A1B亦輸出高電平，A1C輸出高電平，風(fēng)扇M1工作。反之，如果集熱器溫度低于熱交換器或光強較弱時，由于A1A或A1B輸出低電平，通過D1、D2箝位，A1C輸出低電平，風(fēng)扇停止工作。
由于本方法的巧妙構(gòu)思，使得太陽能熱水器制造成本降低，可以方便的實現(xiàn)四季使用和大面積供熱。特別是將大面積采熱最終歸結(jié)為僅是低成本的平板玻璃和保溫材料的使用。
以下結(jié)合
本實用新型的一個實施例。
圖1是本實用新型一個實施例的原理圖。圖2是本實用新型一個實施例的外形圖。
附圖3是本實用新型一個實施例的剖視圖，其中圖3(a)是沿圖2中1-1線剖開的剖視圖，(b)是沿(a)中B-B線剖視圖；(c)是沿A-A的剖視圖。
附圖4是實施例的控制電路原理圖。
參考附圖3。本實施例中，本實用新型的熱水器是這樣構(gòu)成的，熱水器包括一個集熱部分和水箱部分。其中集熱部分為近似長方體，它由雙層保溫玻璃7、外框1和保溫材料2限定。它的中心元件為集熱器9，在使用狀態(tài)，雙層保溫玻璃朝向太陽照射方向。水箱部分主要由水箱8、保溫材料2和熱交換器5構(gòu)成，其中，保溫材料2限定在水箱8、熱交換器5外部，熱交換器5位于水箱8下部。集熱部分與水箱部分連接于一體，但是兩者間只存在兩個熱交換通道6和6’。兩者聯(lián)接處除通道6和6’以外是熱密封的。
熱交換器5位于水箱8下部，保溫材料2圍繞四周，熱交換室中有熱交換器4，它可以是普通的熱交換器，例如空調(diào)中的熱交換器。
風(fēng)扇3被設(shè)置于上述兩個熱交換器通道之一的通道6’處，作用是將集熱室9收集的熱空氣強制輸送到熱交換室5的熱交換器4。風(fēng)扇3采用太陽能供電，其控制電路如圖4所示。
需要說明的是，本實施例所采用的結(jié)構(gòu)只是本實用新型的一種最佳實施形式。對其略作變化，仍屬于本專利之范圍。例如，集熱器的形狀不限于長方體，可以為筒形等其它合適于制造的形狀。水箱的形狀可以是方形，相應(yīng)地其外面的保溫材料可以為方型。
權(quán)利要求1.一種太陽能熱水器，包括集熱器、水箱、熱交換器，其特征在于熱交換器位于水箱底部的熱交換室內(nèi)，熱交換室與集熱室之間通過兩個熱交換通道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于集熱器由雙層保溫玻璃、外框、保溫材料所限定，保溫材料上涂敷吸熱材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能熱水器，其特征在于水箱四周以及熱交換器四周覆蓋保溫材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能熱水器，其特征在于在熱交換室與集熱室的一個通道處設(shè)置一個由太陽能供電的風(fēng)扇。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能熱水器。它由涂敷于保溫材料上的吸熱層吸收太陽能,并加熱空氣,空氣作為熱傳導(dǎo)介質(zhì),通過一個太陽能風(fēng)扇將熱空氣抽至水箱底部的熱交換室,由熱交換器將熱傳遞給水箱中的水。本熱水器的優(yōu)點在于:1.水箱和熱交換器不與陽光接觸,可以施以很好的保溫措施,散熱少,保溫時間長,而且冬季不上凍,可以四季使用。2.吸熱室構(gòu)造簡單、成本低,有利于大面積采熱。
文檔編號F24J2/05GK2301681SQ97204908
公開日1998年12月23日 申請日期1997年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月23日
發(fā)明者洪順坤, 孔繁讓, 杜光宇 申請人:安徽省宿州市煤礦電器廠