專利名稱：一種太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱水器，尤其涉及太陽能熱水器。
背景技術：
目前市場上的家用太陽能熱水器的太陽能真空集熱玻璃管是直接插入保
溫水箱的，其結構如圖1所示，圖1包括太陽能真空集熱玻璃管1、保溫水 箱3、水溫水位傳感器10、電加熱棒ll、冷熱水進出水管12和控制器13。 其中，太陽能真空集熱玻璃管1的一端插入保溫水箱3中，在光線充足的天 氣，利用太陽能真空集熱玻璃管1吸收太陽光線將太陽輻射能轉換為熱能， 給保溫水箱3中的自來水加熱。而在陰雨天氣等光線不充足的天氣里，太陽 能真空采熱玻璃管1不能吸收足夠的太陽光線，因此只能產生溫水，不能產 生熱水。水溫水位傳感器IO將檢測到的保溫水箱3中的水溫反饋給控制器13, 當控制器13判斷出水溫沒有達到所需的溫度時，控制器13利用市電通過加 熱棒ll給水加熱。但是，通過加熱棒加熱耗能較多且存在不安全因素。

實用新型內容
為了使太陽能熱水器能夠充分利用太陽能，不依靠輔助加熱就能夠獲得
熱水，本實用新型提供了一種太陽能熱水器，包括保溫水箱和用于檢測所
述保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，還包括
太陽能集熱連接箱，連接所述保溫水箱，形成液體循環(huán)回路； 至少一個太陽能集熱管，并排連接于所述太陽能集熱連接箱的一側； 通過管道依次連接并形成回路的太陽能蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹
閥，所述冷凝器設置于所述保溫水箱內，所述太陽能蒸發(fā)器設置于所述太陽
能集熱連接箱內；
用于利用太陽能進行能量存儲的儲能模塊；用于在所述水溫低于預設溫度時，控制所述儲能模塊向所述壓縮機供電 的控制箱，連接所述太陽能光伏電池板和所述壓縮機。
所述太陽能蒸發(fā)器沿所述太陽能集熱管的管口并排的方向設置。 所述太陽能集熱管橫向設置。
所述儲能模塊包括依次連接的太陽能光伏電池板、太陽能充電控制器和 太陽能蓄電池。
所述控制箱包括 單片機；以及
分別與所述單片機連接的所述水溫傳感器、蓄電池放電控制電路； 所述太陽能蓄電池連接于所述太陽能充電控制器和所述蓄電池放電控制 電^各之間；
所述太陽能充電控制器與所述單片機連接。
所述的太陽能熱水器還包括直/直逆變器，所述直/直逆變器與所述蓄電池 放電控制電路連接。
所述蓄電池放電控制電路與所述壓縮機連接。 所述太陽能集熱連接箱上與所述太陽能蒸發(fā)器相對設置有百折窗。 所述太陽能集熱連接箱與所述保溫水箱活動連接。 所述冷凝器和所述膨脹閥之間依次連接有儲液罐、過濾器。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果
本實用新型通過使用太陽能蓄電池將太陽能轉換為電能儲存起來，在水 溫低于要求的溫度時，蓄電池根據(jù)指令能夠自動釋放電能，驅動壓縮機工作， 從而循環(huán)產生熱水，利用上述的工作原理就可以不需要使用電加熱棒來為水 加熱，從而節(jié)省了電能；且蓄電池的電壓比市電低很多，消除了安全隱患。 另外，蓄電池的電能還可以起到提供應急電源的作用；進一步，本實用新型 的熱水器的真空集熱管通過水管連接保溫水箱，可以對其分別安裝，占地少， 易于安裝、維護，解決高層建筑因住戶多，樓頂可安裝太陽能熱水器面積少， 缺少安裝場地的問題；避免從用戶各自向樓頂長距離布放水管、控制線，即 安裝危險又易產生故障，而維修困難的問題；避免每次用熱水時要放掉保溫 水箱前段的大量冷水才來熱水的問題，從而節(jié)約大量自來水；不需要解決從用戶到樓頂保溫水箱前段長距離水管的保溫問題，既節(jié)能又可節(jié)省投資；避
免太陽能熱水器安置于樓頂而大量外墻管、線布到樓頂，即影響外墻美觀又 易招雷擊的問題。


圖1為現(xiàn)有太陽能熱水器結構示意圖2為本實用新型實施例的太陽能熱水器側面結構示意圖3為本實用新型實施例的太陽能熱水器在光線充足時的工作原理示意
圖4為本實用新型實施例的太陽能熱水器在光線不充足時的工作原理示
意圖5為本實用新型實施例的太陽能熱水器的太陽能蓄電池提供應急照明 結構示意圖6為本實用新型實施例的太陽能熱水器的積木式設計安裝示意圖。
具體實施方式

本實用新型的家用太陽能熱水器，將太陽能真空集熱玻璃管與太陽能集 熱連接箱連接，并通過水管將太陽能集熱連接箱連接到保溫水箱。同時，在 現(xiàn)有的家用太陽能熱水器中加入了熱泵系統(tǒng)。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細說明。
如圖2所示，圖2為本實用新型實施例的太陽能熱水器側面結構示意圖， 圖2中，太陽能真空集熱玻璃管1橫向安裝，多個太陽能真空集熱玻璃管1 一端的管口縱向并排連接在太陽能集熱連接箱2的側邊，另一端通過連接裝 置固定。太陽能集熱連接箱2的一端通過水管與保溫水箱3的一端連接，另 一端通過管道與保溫水箱3的另一端連接。
太陽能真空集熱玻璃管1橫向安裝，則太陽能真空集熱玻璃管的連接箱 縱向放置，這樣使得連接箱的下端溫度低、上端溫度高(在陽光好的天氣時， 實測連接箱內上端熱氣溫度可達100度以上)，連接箱與保溫水箱的閉合水路 因熱氣流的作用下而自動循環(huán)，因此、連接箱與保溫水箱傳熱速度快，制熱水量多。
本實用新型的太陽能熱水器的太陽能真空集熱玻璃管1也可縱向設置， 同時，太陽能真空集熱玻璃管的連接箱水平放置。此時，連接箱兩端溫度相 同，與保溫水箱傳熱速度慢，制熱水量比太陽能真空集熱玻璃管1橫向設置 時的制熱水量要少。
保溫水箱3中設置有冷凝器4，太陽能集熱連接箱2中設置有太陽能蒸發(fā) 器5,太陽能蒸發(fā)器5的出口處連接壓縮機6，壓縮機6通過太陽能儲能供電 線18與太陽能微電腦控制箱7連接，同時壓縮機6與冷凝器4的進口連接。 冷凝器4的出口依次通過儲液罐14、過濾器15、膨脹閥16連接到太陽能蒸 發(fā)器5的進口。太陽能微電腦控制箱7與太陽能光伏電池板8連接。保溫水 箱中安裝有水溫水位傳感器IO，水溫水位傳感器IO連接到太陽能微電腦控制 箱7。
其中，冷凝器4、太陽能蒸發(fā)器5、壓縮機6、儲液罐14、過濾器15、膨 脹閥16以及互相連接的管道共同組成熱泵系統(tǒng)。
太陽能微電腦控制箱7包括單片機AT89C51及與之連接的水溫水位傳 感器、蓄電池放電控制電路。蓄電池放電控制電路與市電相連。
太陽能光伏電池板8依次與太陽能充電控制器和太陽能蓄電池連接，太 陽能蓄電池與蓄電池放電控制電路連接，蓄電池放電控制電路又與直/直逆變 器和壓縮機連接。單片機上設置有液晶顯示屏，可以顯示當前保溫水箱中水 的溫度和高度。
其中，太陽能光伏電池板8、太陽能充電控制器和太陽能蓄電池共同組成 儲能模塊，以用于將太陽能轉換成電能儲存在太陽能蓄電池中。
本實用新型實施例的太陽能熱水器在光線充足時的工作原理示意圖參考 圖3。光線充足時，太陽能真空集熱玻璃管1吸收太陽光的紫外線和紅外線直 接將太陽能真空集熱玻璃管1管內的自來水集溫制熱，由于太陽能真空集熱 玻璃管l橫置，所有太陽能真空集熱玻璃管1的管口通過太陽能集熱連接箱2 縱向連接，根據(jù)熱氣流自動上升，冷氣流自動下沉的自然現(xiàn)象，熱氣流在連 接箱2內自動不斷向上聚集產生高溫，高溫熱氣流進入保溫水箱3內對水加 溫制熱，同時低溫水從保溫水箱3另一端自動流出，通過連接管自動流入連接箱2下端內加溫。當水溫不斷升高，熱氣流又自動向上，再次進入保溫箱 內對水加溫制熱，如此不斷自動循環(huán)產生熱水，不肆毛市電。在光線充足時，
安裝于太陽能集熱連接箱2上，與太陽能蒸發(fā)器相對設置的百折窗17自動關
閉以保溫。
同時，充足的陽光不斷照射到太陽能光伏電池板上不斷產生電能，對控 制器內置的太陽能蓄電池充電蓄能，由于在陽光充足時，太陽能真空集熱玻 璃管1已滿足制熱要求，不需要熱泵工作因此不耗能，所以太陽能光伏電池 板只對太陽能蓄電池進行充分蓄能。
本實用新型實施例的太陽能熱水器在光線不充足時的工作原理示意圖參
考圖4。光線不充足時，太陽能真空集熱玻璃管1無法吸收足夠的紫外線，因 此不能產生熱水，僅能產生溫水。這時微電腦根據(jù)水溫、水位傳感器采集的 信息發(fā)出指令，使24V太陽能蓄電池放電，啟動低電壓壓縮機6工作制熱， 即(24V)壓縮機6將太陽能蒸發(fā)器中分別從太陽能真空集熱玻璃管1和空氣 中吸收了熱能的制氣劑，經(24V)壓縮機壓縮成高溫、高壓的蒸氣后，排入 安置于保溫水箱3內的冷凝器中，通過向保溫水箱內的自來水傳熱后，經過 銅管連接儲液罐14和過濾器15后進入膨脹閥16節(jié)流為低溫低壓制氣劑，再 次進入蒸發(fā)器分別吸收太陽能真空集熱管中采集的熱能和空氣中吸收的熱 能，再經低電壓(24V)壓縮機6壓縮成高溫、高壓的蒸氣后，又排入安置于 保溫水箱3內的冷凝器4中，冷凝器4又向保溫水箱3內溫水放熱，如此循 環(huán)達到制熱的目的。低電壓(24V)壓縮機6只靠(24V)太陽能蓄電池蓄存 的電能工作，不通過市電的電能工作，從而達到基本不耗能的目的。在光線 不充足時，百折窗17自動打開，蒸發(fā)器5除從太陽能真空集熱玻璃管1的連 接箱2中吸收熱能的同時，通過百折窗17從空氣中吸收熱能。
太陽能光伏電池板在陰天，雨天時不能按標準充電，但是只要有光就能 產生電能，還能少量充電，另外連續(xù)陰、雨天的電能，只要配置不同容量的 太陽能蓄電池和不同容量的太陽能光伏電池板就能滿足不同天數(shù)的使用要 求。
如圖5所示，圖5為本實用新型實施例的太陽能熱水器的太陽能蓄電池 提供應急照明結構示意圖，太陽光照射到太陽能光伏電池板8上，太陽能光伏電池板將太陽能轉換為電能，通過與之相連的太陽能充電控制器將電能儲
存到太陽能蓄電池中。單片機AT89C51與太陽能充電控制器相連，對充電進
行控制，同時單片機與蓄電池放電控制控制電路和市電連接，市電停電時， 單片機監(jiān)測到市電停電信息，對蓄電池放電控制電路發(fā)出指令，蓄電池放電
控制電路自動將太陽能蓄電池所蓄電能輸送到直/直逆變器分別產生5V和 220V提供給LED節(jié)能燈及電視機使用。蓄電池放電控制電路使24V太陽能 蓄電池放電的過程在上文中已描述，在此不再贅述。
通過單片機可以將供應急照明時間設定為19: 00 — 24: 00時，也可以 由用戶自行設定。
另外，為了方便安裝，本實用新型的太陽能真空集熱玻璃管1是通過水 管連接保溫水箱3 (見圖2)，因此，本實用新型的太陽能集熱連接箱2、保溫 水箱3、太陽能光伏電池板8、太陽能微電腦控制箱7等可以整體安裝(見圖 2)，也可以分別安裝于外墻陽臺和衛(wèi)生間等場地(見圖6)，圖6中，將太陽 能集熱連接箱2、太陽能光伏電池板8、太陽能熱水器控制箱安裝在陽臺上。 其中，太陽能熱水器控制箱中安裝有儲液罐14、過濾器15、膨脹閥16、壓縮 機6、太陽能蓄電池等器件，主要安裝在室外，也稱室外箱9;而時間和溫度 顯示屏及調節(jié)按鈕開關等安裝于太陽能微電腦控制箱7內，太陽能微電腦控 制箱7主要安裝在室內(也稱室內箱)，以便于用戶觀察水位、水溫和調控。 室內箱通過電纜線與室外箱連接。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干 改進和潤飾，這些改進和潤飾也應^L為本實用新型的保護范圍。
權利要求1. 一種太陽能熱水器，包括保溫水箱和用于檢測所述保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，其特征在于，還包括太陽能集熱連接箱，連接所述保溫水箱，形成液體循環(huán)回路；至少一個太陽能集熱管，并排連接于所述太陽能集熱連接箱的一側；通過管道依次連接并形成回路的太陽能蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥，所述冷凝器設置于所述保溫水箱內，所述太陽能蒸發(fā)器設置于所述太陽能集熱連接箱內；用于利用太陽能進行能量存儲的儲能模塊；用于在所述水溫低于預設溫度時，控制所述儲能模塊向所述壓縮機供電的控制箱，連接所述太陽能光伏電池板和所述壓縮機。
2. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述太陽能蒸發(fā)器 沿所述太陽能集熱管的管口并排的方向設置。
3. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述太陽能集熱管 橫向設置。
4. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述儲能模塊包括 依次連接的太陽能光伏電池板、太陽能充電控制器和太陽能蓄電池。
5. 如權利要求4所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述控制箱包括 單片機；以及分別與所述單片機連接的所述水溫傳感器、蓄電池放電控制電路； 所述太陽能蓄電池連接于所述太陽能充電控制器和所述蓄電池放電控制 電3各之間；所述太陽能充電控制器與所述單片機連接。
6. 如權利要求5所述的太陽能熱水器，其特征在于，還包括直/直逆變器， 所述直/直逆變器與所述蓄電池放電控制電路連接。
7. 如權利要求5所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述蓄電池放電控 制電路與所述壓縮機連沖妄。
8. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述太陽能集熱連接箱上與所述太陽能蒸發(fā)器相對設置有百折窗。
9. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述太陽能集熱連 接箱與所述保溫水箱活動連接。
10. 如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述冷凝器和所述 膨脹閥之間依次連接有儲液罐、過濾器。
專利摘要本實用新型提供了一種太陽能熱水器，包括保溫水箱和檢測保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，還包括太陽能集熱連接箱，連接保溫水箱，形成液體循環(huán)回路；至少一個太陽能集熱管，并排連接于太陽能集熱連接箱的一側；通過管道依次連接并形成回路的太陽能蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、膨脹閥，冷凝器設置于保溫水箱，太陽能蒸發(fā)器設置于太陽能集熱連接箱；利用太陽能進行能量存儲的儲能模塊；在水溫低于預設溫度時，控制儲能模塊向壓縮機供電的控制箱，連接太陽能光伏電池板和壓縮機。通過使用太陽能蓄電池將太陽能轉換為電能儲存起來，在水溫低于要求的溫度時，蓄電池自動放電，驅動壓縮機工作產生熱水，不需要使用電加熱棒為水加熱，節(jié)省了電能。
文檔編號F24J2/00GK201259331SQ20082011223
公開日2009年6月17日 申請日期2008年6月5日 優(yōu)先權日2008年6月5日
發(fā)明者曹文武 申請人:曹文武