專利名稱：光電互補(bǔ)太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種太陽能熱水器，尤其是一種利用太陽光或電加熱進(jìn)行互補(bǔ)式的太 陽能熱水器，屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的太陽能熱水器是由多根并聯(lián)的太陽能集熱管和儲水箱連體構(gòu)成，所述的儲水箱 位于上端，多根并聯(lián)的集熱管上端插入儲水箱的下部，在集熱管中的水是利用冷水下沉、 熱水上升的原理進(jìn)行工作。使用時(shí)，將冷水放滿在儲水箱和灌入集熱管中，經(jīng)太陽輻射使 集熱管中的水逐步升溫后供人們使用。由于太陽輻射的熱能是通過集熱管的緩慢加熱使整 箱水升溫的，而且儲水箱上有一個(gè)透氣孔容易散發(fā)熱量，故而存在如下不足1、水加熱 速度慢，熱效率低；2、使用狀態(tài)下是邊用熱水邊進(jìn)冷水，熱利用率低；3、受陽光強(qiáng)弱的 限制，熱水溫度不能按需要進(jìn)行設(shè)定；4、真空集熱管內(nèi)容易堆積雜物和產(chǎn)生水垢，且無 法對管內(nèi)進(jìn)行清洗，而所產(chǎn)生的熱水又不能食用；5、氣候寒冷時(shí)容易凍裂真空管，降低 使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種通過改變太陽能集熱管內(nèi)的 水以串聯(lián)加熱方式來實(shí)現(xiàn)高的制熱效率，達(dá)到以設(shè)定出水溫度并可全自動(dòng)控制的光電互補(bǔ) 太陽能熱水器。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它主要包括太陽能集熱管、儲水箱、控 制器，所述的儲水箱的箱體上安裝有至少二個(gè)連接座，連接座上接有多根太陽能集熱管以 及使太陽能集熱管串聯(lián)連通用的直通管和U形管。
所述的太陽能集熱管是由內(nèi)玻璃管和外玻璃管組成，內(nèi)、外玻璃管封口于一端口，使 它們之間形成有真空，在內(nèi)玻璃管的外壁上復(fù)合有吸熱膜層。
所述的太陽能集熱管內(nèi)置有接于連接座U形彎管孔上的直通管，所述的連接座與儲水 箱制成一體。
所述的儲水箱主要包括連接座、內(nèi)膽、外殼和兩者之間的保溫材料；儲水箱的箱體上 設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口上串接有進(jìn)水電磁閥；所述的儲水箱上安裝有電加熱管、 透氣閥和安裝溫度傳感器的彎管，而在儲水箱內(nèi)安裝有水位信號線、儲水箱溫度傳感器。
4所述的連接座主要由密封膠件組成，其上設(shè)置有U形管、單向閥和通氣管；所述的密 封膠件表面用于接太陽能集熱管的；所述的U形管是連通各個(gè)太陽能集熱管的通路，U形 管的一端接直通管。
所述單向闊包括球形或錐形體，它四周留有間隙并裝入在一閥體內(nèi)部，該閥體裝入于 連接座中。所述的單向闊是使集熱管內(nèi)進(jìn)水時(shí)封閉，集熱管熱量高時(shí)將氣排入儲水箱中， 集熱管溫度太低時(shí)儲水箱中熱量能傳導(dǎo)在集熱管中的裝置。
所述透氣閥包括進(jìn)水球形或錐形體和一根頂簧，它們四周留有間隙并被裝入在一閥體 內(nèi)部。所述的透氣岡是使儲水箱中進(jìn)水、出水自動(dòng)排氣和吸氣的裝置；進(jìn)水時(shí)頂開閥體使 儲水箱中氣體排出，出水時(shí)吸開閥體使儲水箱中進(jìn)入空氣；不進(jìn)出水時(shí)自動(dòng)關(guān)閉使儲水箱 減少熱損耗。
所述的控制器主要包括有電磁閥、溫度傳感器、水位信號線和電加熱器；所述的溫度 傳感器至少有一個(gè)是安裝在靠近連接座出水到儲水箱的管件處；所述的電磁閥、溫度傳感 器、水位信號線和電加熱器是通過導(dǎo)線與控制器相連接。
所述的控制器包括各種電子電器元件組成的控制裝置、它與進(jìn)水電磁閥、溫度傳感件、 水位信號線和電加熱器組成了自動(dòng)控制電路；它們分別通過導(dǎo)線與控制器相連接；控制器 配置有顯示屏，該顯示屏上至少有最后端的集熱管水溫顯示、儲水箱內(nèi)的水溫和水位顯示； 所述的控制器至少有連接電磁閥、溫度傳感器、水位信號線和電加熱器的接線端或插接口， 并且有自動(dòng)或手動(dòng)補(bǔ)水功能。
本發(fā)明所述的太陽能集熱管、儲水箱組合成一體成為光電互補(bǔ)的太陽能熱水器；它安 裝在建筑物的外部，控制器安裝在室內(nèi)相應(yīng)的位置。
受太陽輻射集熱管溫度升高，熱信號被送入室內(nèi)的控制器中，當(dāng)最后的集熱管內(nèi)的水 達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)進(jìn)水電磁閥打開，冷水經(jīng)集熱管的下端逐根擠入下一根集熱管而進(jìn)入儲 水箱中；當(dāng)冷水進(jìn)入時(shí)，連接器中的單向閥體受擠壓力后向上頂閉，使集熱管內(nèi)的水完全 為串聯(lián)式被擠入儲水箱內(nèi)，此時(shí)透氣閥受儲水箱中氣體壓力而頂開閥體讓氣體溢出；當(dāng)最 后的集熱管內(nèi)的溫度低于設(shè)定的進(jìn)水溫度時(shí)，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，連接器中的單向閥體向下， 使集熱管和儲水箱中的水導(dǎo)通；當(dāng)集熱管內(nèi)溫度高于設(shè)定的進(jìn)水溫度而儲水箱中的水已滿 時(shí)，此時(shí)集熱管受太陽輻射溫度不斷升高會(huì)產(chǎn)生高壓氣體，由于連接器中的單向閥是導(dǎo)通 的，高壓氣體通過單向閥直接進(jìn)入儲水箱，氣壓再升高時(shí)儲水箱上的透氣閥受氣壓而自動(dòng) 頂開。當(dāng)太陽光微弱或陰雨雪天時(shí)，集熱管無集熱作用時(shí)，控制器指令將集熱管內(nèi)的水?dāng)D 入儲水箱，并啟動(dòng)電加熱管，使儲水箱中的水溫保持在5(TC左右供用戶使用。用戶用水時(shí)，因儲水箱中產(chǎn)生負(fù)壓力而不易使水排出，此時(shí)透氣閥體被負(fù)壓吸開，空氣進(jìn)入儲水箱內(nèi)。 本發(fā)明因各根集熱管為串聯(lián)式加溫，與現(xiàn)有熱水器的技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 熱能利用率顯著提高；2、太陽能集熱和電加熱互補(bǔ)，不受天氣現(xiàn)象的變化均有熱水。3、 不會(huì)堆積雜物，不易結(jié)水垢，熱水可以食用；4、用水溫度基本一致，控制靈敏，儲水箱 保溫效果好；4、氣候寒冷時(shí)儲水箱中的水溫仍保持高溫，水溫通過金屬管的熱傳導(dǎo)使集 熱管中的水保持有低溫而不使之凍裂真空管。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明所述的連接座結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明所述的透氣閥結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方法
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹附圖1所示，本發(fā)明主要是由太陽能集熱管
A、連接座B、儲水箱C、透氣閥D和控制器E組成。
所述的集熱管A由內(nèi)玻璃管1和外玻璃管2兩端經(jīng)過封口并從3處抽取真空后而制成， 在內(nèi)玻璃管的外壁上復(fù)合有吸熱膜層4。所述的太陽能集熱管是現(xiàn)在市場普遍的成熟產(chǎn)品。
結(jié)合附圖2所示，所述的連接座B包括密封膠件5、單向閥6、 U形管7、通氣管8、 直通管9、進(jìn)水管IO。其中單向閥7是中間通孔的，在其內(nèi)裝有四周留有間隙的球形或錐 形體ll。直通管9接入在U形管7的孔內(nèi)；在連接座B上接入直通管9和多根集熱管A，
使集熱管形成串聯(lián)組合。
儲水箱C是內(nèi)層為內(nèi)膽12、中層為保溫材料13，外層是外殼14，保溫材料13將連接 座上的U形管7、通氣管8、進(jìn)水管10、及安裝溫度傳感器的彎管15包裹組成一體；它包 括水位信號線16、儲水箱溫度傳感器17、進(jìn)水口 18和出水口 19。進(jìn)水電磁闊20、進(jìn)水 口 18、出水口 19是用水管進(jìn)行連接的。
結(jié)合附圖3所示，所述的透氣閥D包括球形或錐形體23、 24及頂簧25，它們被裝入 在閥體26內(nèi)部。
控制器E包括各種電子電器元件組成的控制裝置，溫度傳感器21、進(jìn)水電磁閥20、 水位信號線16、儲水箱溫度傳感器17、電加熱管22。這些閥與器件是通過導(dǎo)線與控制器 E相連接。
市電向控制器E提供工作電源，控制器E通過接線端及導(dǎo)線向溫度傳感器21、進(jìn)水電 磁閥20、水位信號線16、儲水箱溫度傳感器17、電加熱管22相互傳遞變量信號，信號由各種電子電器元件組成的控制系統(tǒng)觸發(fā)控制電器的終端裝置，實(shí)現(xiàn)了編程自動(dòng)控制。
因?yàn)樘柲芗療峁蹵吸熱溫度能高于IO(TC以上，所以多根集熱管A形成如上所述的 串聯(lián)后，水經(jīng)進(jìn)水電磁閥20串聯(lián)逐根擠入集熱管A而連續(xù)激熱升溫。當(dāng)熱水沒有達(dá)到設(shè) 定的要求時(shí)，水在集熱管內(nèi)存留加熱，待最后的集熱管A到達(dá)設(shè)定的溫度時(shí)，信號通過溫 度傳感器21傳遞給控制器E，控制器E觸發(fā)進(jìn)水電磁閥20開啟將熱水排至儲水箱C內(nèi)。
由

它的工作過程為初次使用時(shí)，控制器E觸發(fā)進(jìn)水電磁閥20打開，水進(jìn) 入集熱管A并使儲水箱C內(nèi)將電加熱管22淹沒時(shí)啟動(dòng)電加熱，使水溫加熱到設(shè)定值時(shí)停 止加熱。當(dāng)集熱管A受太陽輻射逐步升溫達(dá)到設(shè)定的水溫要求時(shí)，熱信號經(jīng)溫度傳感器21 送到室內(nèi)的控制器E，控制器E觸發(fā)進(jìn)水電磁閥20打開，水的壓力頂閉單向閥體11，使 熱水經(jīng)串聯(lián)擠入各根集熱管A進(jìn)入儲水箱C，低于設(shè)定溫度時(shí)則關(guān)閉進(jìn)水電磁閥20，單向 閥6則自動(dòng)導(dǎo)通。當(dāng)太陽微弱或雨雪天時(shí)水溫達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，控制器E觸發(fā)電加熱管22 進(jìn)行加熱。當(dāng)儲水箱C的容積達(dá)到100%時(shí)，控制器E停止觸發(fā)進(jìn)水電磁20。當(dāng)儲水箱C 中水滿而集熱管A中溫度繼續(xù)升高產(chǎn)生氣體時(shí)，氣體經(jīng)單向閥6的通道進(jìn)入儲水箱C，儲 水箱C中氣壓升高時(shí)，水箱透氣閥D的進(jìn)水球形或錐形閥23自動(dòng)頂開，氣體從進(jìn)水排氣 口 27溢出。當(dāng)用戶用水時(shí)，儲水箱C內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓吸動(dòng)透氣閥D的出水球形或錐形 閥24，使空氣進(jìn)入儲水箱C。當(dāng)儲水箱中水位不足時(shí)，控制器C觸發(fā)電磁閥20進(jìn)行補(bǔ)水 并啟動(dòng)電加熱。當(dāng)氣候寒冷集熱管A內(nèi)溫度太低時(shí)，由于儲水箱C中的熱水通過通氣管8 及單向閥ll會(huì)進(jìn)入集熱管A的上端，熱水經(jīng)U形管7及直通管9傳導(dǎo)，使集熱管A的下 端仍保持有一定有溫度。當(dāng)儲水箱C內(nèi)氣壓升高到一定的壓力時(shí)，透氣閥D進(jìn)水球形或錐 形體23被自動(dòng)頂開，以保證了安全，如此實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)循環(huán)控制。
本光電互補(bǔ)太陽能熱水器安裝于室外，控制器E安裝在室內(nèi)；它們之間是用導(dǎo)線相連 接的。能安裝于各種建筑物和場地上，以滿足多種多類用戶的需要。
權(quán)利要求
1、一種光電互補(bǔ)太陽能熱水器，它主要包括太陽能集熱管A、儲水箱C、控制器E，其特征在于所述的儲水箱C的箱體上安裝有至少二個(gè)連接座B，連接座上接有太陽能集熱管A以及使集熱管串聯(lián)連通用的直通管9和U形管7。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的太陽能集熱管A 是由內(nèi)玻璃管1和外玻璃管2組成，內(nèi)、外玻璃管封口于一端口3，使它們之間形成有真 空，在內(nèi)玻璃管1的外壁上復(fù)合有吸熱膜層4。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的太陽能集 熱管內(nèi)置有接入連接座B彎管孔上的直通管9，所述的連接座B與儲水箱C制成一體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的儲水箱主 要包括連接座B、內(nèi)膽12、外殼14和兩者之間的保溫材料13;儲水箱C的箱體上設(shè)置有 進(jìn)水口 18和出水口 19，進(jìn)水口 18上串接有進(jìn)水電磁閥20;所述的儲水箱C上安裝有電 加熱管22、透氣閥D和安裝溫度傳感器21的彎管15，而在儲水箱內(nèi)有水位信號線16、儲 水箱溫度傳感器17。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的連接座B主要 由密封膠件5組成，其上設(shè)置有U形管7、單向閥6和通氣管8;所述的密封膠件5表面 用于插接太陽能集熱管；所述的U形管7是連通各個(gè)太陽能集熱管的通路，U形管7的一 端連接直通管9。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述透氣閥D包括進(jìn) 水球形或錐形體23、 24和一根頂簧25，它們四周留有間隙并裝入在一閥體26內(nèi)部。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述連接座B 內(nèi)的單向閥6主要包括有中間通孔的球形或錐形閥體，在其內(nèi)裝有四周留有間隙的球形或 錐形體ll。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的控制器E主要 包括有電磁閥20、溫度傳感器21和17、水位信號線16和電加熱器22;所述的溫度傳感 器至少有一個(gè)是安裝在靠近連接座出水到儲水箱的管件處；所述的電磁閥20、溫度傳感器 21和17、水位信號線16和電加熱器22是通過導(dǎo)線與控制器E相連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電互補(bǔ)太陽能熱水器，其特征在于所述的控制器E包括 各種電子電器元件組成的控制裝置，它與進(jìn)水電磁閥20、溫度傳感件21和17、水位信號線16和電加熱器22組成了自動(dòng)控制電路；它們分別通過導(dǎo)線與控制器E相連接；控制器 E配置有顯示屏，該顯示屏上至少有最后端集熱管A的水溫顯示、儲水箱C內(nèi)的水溫和水 位顯示；所述的控制器E至少有連接電磁閥20、溫度傳感器21和17、水位信號線16和 電加熱器的接線端或插接口。
全文摘要
一種光電互補(bǔ)太陽能熱水器，它主要包括太陽能集熱管、儲水箱、控制器，所述的儲水箱的箱體上安裝有至少二個(gè)連接座，連接座內(nèi)裝有單向閥，連接座上接有太陽能集熱管以及使集熱管串聯(lián)連通用的直通管和U形管；所述的太陽能集熱管是由內(nèi)玻璃管和外玻璃管組成，內(nèi)、外玻璃管封口于一端口，使它們之間形成有真空，在內(nèi)玻璃管的外壁上復(fù)合有吸熱膜層；所述的連接座與儲水箱制成一體；所述的儲水箱主要包括連接座、內(nèi)膽、外殼和兩者之間的保溫材料；儲水箱的箱體上設(shè)置有透氣閥、進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口上串接有進(jìn)水電磁閥；它具有熱能利用率高，用水溫度基本一致，不會(huì)堆積雜物，不易結(jié)水垢，熱水保溫好、防集熱管凍裂，控制靈敏，結(jié)構(gòu)合理；適用范圍廣等特點(diǎn)，是一種安全可靠的環(huán)保新產(chǎn)品。
文檔編號F24J2/46GK101498505SQ20091009627
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者周錫明 申請人:周錫明