專利名稱：雙面集熱高效太陽能平板式熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱工機械領(lǐng)域，普通平板式集熱器是一種簡單便宜、應(yīng)用較廣的太陽能熱水器。但它熱損失大、能量轉(zhuǎn)換效率低。這一重大缺陷對于改進(jìn)后其他平板式集熱器也程度不同存在。目前，全玻璃真空管式集熱器較好地克服了這一缺陷。然而其工藝、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本高。
此外這兩類集熱器使用中遇到雨、雪、風(fēng)沙、塵土等污染時，工作效率和產(chǎn)熱量都會大大下降。
本專利的目的是，利用水，透明性很好而導(dǎo)熱性差的轉(zhuǎn)點。以水載熱同時又以水隔熱的原理，創(chuàng)制一種多層水流、上下反射，雙面集熱為轉(zhuǎn)征的高效太陽平板式熱水器。使其集熱效率和單位面積集熱量不僅高于普通平板式集熱器，也高于同面積的真空管式集熱器，而其結(jié)構(gòu)更簡單可靠，成本低于這兩者，便于保溫和保護(hù)自身不受污染，使用壽命更長。
本專利使用按裝時分為固定型和較接型兩種。


圖1是用于地面、屋頂、平臺等上固定型雙面集熱高效太陽能平板式熱水器。圖中1-膨脹螺栓(用于多風(fēng)等地區(qū))，2-后支架，3-支架拉繩，4-下護(hù)蓋，5-下反射板，6-下護(hù)蓋拉繩，7-繩栓，8-進(jìn)水管，9-滑輪，10-下水管，11-出水管，12-閥，13-水位計，14-水箱，15-上水管，16-調(diào)節(jié)架，17-蝶形螺栓，18-上反射板，19-上護(hù)蓋，20-熱水器，21-前支架，22-調(diào)節(jié)架捍。
圖2是
圖1中熱水器的放大圖，圖中10-下水管，15-上水管，20-1是框體，20-2是外層玻璃(或其他透明板)，20-3是內(nèi)層玻璃(或其他透明板)，20-4是雙面集熱板，20-5是放水閥。
本專利的主要特征是其雙面集熱板20-4位于熱水器20的中間。它是一塊兩面表面均為選擇性黑體材料的平板，內(nèi)層玻璃20-3和外層玻璃20-2各雨塊分別位于雙面集熱板的兩側(cè)，彼此平行并相互之間有一定的空隙。其中兩塊內(nèi)層玻璃側(cè)邊與上邊密封并連通上水管15。下部開口與外層玻璃內(nèi)空隙連通，兩外層玻璃周邊密封固定于框體上并與下水管10連通。
本專利的另一特征是(
圖1)熱水器上下方有呈鏡面的反射板，其中上護(hù)蓋19及上反射板18位于熱水器20的上方，下護(hù)蓋4及下反射板5位于熱水器的下方，每兩者分別通過調(diào)節(jié)架16連接，田松開蝶形螺栓17后，上、下反射板均可相對熱水器轉(zhuǎn)動，以調(diào)整彼以相對的角度位置。然后擰緊蝶形螺栓17加以固定，其中下反射板另一端又通過下護(hù)蓋拉繩6上下拉動(如
圖1中雙向箭頭所示)調(diào)節(jié)其位置。然后將拉繩一瑞固定于繩栓7上。
本專利第三特征是后支架2的上端與熱水器框體20-1較接，下端通過繩栓和支架拉繩3與前支架21連接。調(diào)節(jié)拉繩3長短可調(diào)整熱水器的傾角，而調(diào)節(jié)架捍22兩端分別與前支架21和下護(hù)蓋4較接。
本專利的原理是(
圖1、圖2)進(jìn)水管8進(jìn)水后，水充滿熱水器20各層玻璃和集熱板之間。陽光(
圖1C向)中間部份通過玻璃和水直接照射于集熱板上部表面，上部陽光則射到上反射板18經(jīng)折射沿D向也射于集熱板上面。下部陽光則射向下反射板5折射后沿E向射于集熱板下表面。使集熱板兩面受照射，集熱量相當(dāng)普通集熱器的2倍以上，太陽輻射能被集熱板兩面黑休材料吸收后溫度上升，加熱雙面集熱板與內(nèi)層玻璃之間的水(圖2中虛線箭頭)。熱水沿板面上升沿B向流經(jīng)上水管15進(jìn)入水箱14，而水箱下層較冷水則沿A向通過下水管進(jìn)入內(nèi)、外層玻璃之間的空隙向下(圖2中雙線箭頭)流動。繞過底部內(nèi)層玻璃與框架之間空隙進(jìn)入集熱板與內(nèi)層玻璃之間，再次被加熱上升，如以不斷循環(huán)。由于外層與內(nèi)層玻璃之間水層起著重要的熱絕緣作用。使熱損失大為減少，能理轉(zhuǎn)換效率大為提高。
本專利在雨、雪、冰雹、風(fēng)沙天氣或其他粉塵嚴(yán)重時，可隨時松開蝶形螺栓和拉繩，使上、下蓋板轉(zhuǎn)動位移(如
圖1中雙向弧形箭頭)將熱水器上下蓋住加以保護(hù)。這種保護(hù)方式也適用于夜間或季無陽光等情況下的保溫，使熱水器免受污染弄臟。溫度變化小，始終處于良好狀態(tài)，延長其工作壽命。
圖3是本專利另一種于窗戶等處的按裝型式——較接型雙面集熱高效太陽能平板式熱水器。其主要構(gòu)件水箱、熱水器、上下護(hù)蓋、反射板等均與上述固定式結(jié)構(gòu)相同，工作原理也一樣，所不同的構(gòu)件是23-繩栓，24-各構(gòu)件拉繩，25-固定于墻上各較接座，26-墻體，27-窗框，28-窗，29-下水軟管，30-上水軟管，31-滑輪支架(固定于墻體上)，32-繩鉤，33-滑輪軸，34-滑輪。其余標(biāo)號的構(gòu)體與
圖1相同。
本專利較接型的特征是熱水器、上下護(hù)蓋及反射板均通過較接座25與墻體26較接，并各以繩栓23、構(gòu)體拉繩24，滑輪34，與繩鉤32連接。拉動調(diào)節(jié)多拉繩即可調(diào)節(jié)各構(gòu)件的傾斜角度，需要保溫或保護(hù)時，可拉動各拉繩(繞圖3中各雙向園弧雙箭頭)將熱水器轉(zhuǎn)動進(jìn)入窗框27內(nèi)，同時并以上、下護(hù)蓋關(guān)上，再一特征是，上、下水管以軟管29、30(例如橡膠、塑料管等)連接。對于各構(gòu)件位置變化均不影響其水路的暢通和密封。
以下是本專利的一個實施例名稱雙面集熱高效太陽能平板式熱水器型式固定型(熱水器傾角可調(diào))雙面集板尺寸(毫米)1200×850(1.02M平方)集熱板表面選擇性涂層對太陽吸收率α＝0.95、反射率ε＝0.05、比值α/ε＝19集熱(水)器效率η＝60％-70％集熱板單位面積集熱量(平均值，千卡/平方、小時)350-450。
夏季日產(chǎn)熱水量(平均值，公升/℃)150-220/55°。
冬季日產(chǎn)熱水量(平均值，公升/℃)60-90/40°。
裝置壽命約20年本專利的優(yōu)點是1、本專利由于發(fā)明了雙面集熱，上、下反射，內(nèi)、外水流的熱轉(zhuǎn)換方式，大大提高了性能。其效率和單位面積的集熱量，約為普通(二層玻璃具有選擇性吸收表面)平板式熱水器的兩倍，而且也超過了同一面積的真空管式熱水器。
2、本專利集熱板是一塊簡單的平板，沒有普通集熱板中的通道管路的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，亦沒有普通熱水器的絕熱底盤材料結(jié)構(gòu)和真空管元件，制造工藝簡單，成本僅約為同類真空管式熱水器的1/4~1/3，約為同類平板式熱水器的3/4。具有更高的性能/價格比。
3、本專利上下護(hù)蓋便于實施對熱水器全面保護(hù)，防止不利天氣砂土等沾污損害，也利于保溫，即使在冬季，水溫也較高，方便實用，相應(yīng)地提高了其可靠性和耐久性。
本專利可泛用于家庭，企事業(yè)單位，機關(guān)，團(tuán)體，船舶以及各種太陽能建筑等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.雙面集熱高效太陽能平板式熱水器，其特征在于表面均為選擇性黑體材料的雙面集熱板、位于熱水器中間，內(nèi)層玻璃和外層玻璃各2塊分別位于雙面集熱板兩側(cè)，彼此平行相互間隔一定的空隙，其中兩塊內(nèi)層玻璃側(cè)邊和上邊密封與上水管連通，下邊開口與外層玻璃內(nèi)空隙連通，兩塊外層玻璃周邊密封固定于框體上并與下水管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面集熱高效太陽能平板式熱水器，其特征在于呈鏡面的上、下反射板及其護(hù)蓋分別位于熱水器上、下方，彼此相對傾斜一個角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面集熱高效太陽能平板式熱水器，其特征在于后支架上端與熱水器框體鉸接，下端裝有繩栓、支架拉繩與前支架連接，調(diào)節(jié)架桿兩端分別與前支架和下護(hù)蓋鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面集熱高效太陽能平板式熱水器，其特征在于熱水器、上、下護(hù)板反射板分別與固定于墻上的鉸接座鉸接，并分別裝有繩栓、通過拉繩、滑輪與固定繩鉤連接，上、下水管以軟管連接。
專利摘要雙面集熱高效太陽能平板式熱水器,屬于熱工機械領(lǐng)域。特征是雙面集熱板位于各兩塊外層、內(nèi)層玻璃的中間,彼此平行并有一定的空隙,熱水器上下各有傾斜布置的上、下反射板,形成內(nèi)、外水流、上、下反射、雙面集熱的特定結(jié)構(gòu)方式。并可以上、下護(hù)覆蓋蓋往熱水器,實施保溫、防止表面污染損壞。簡單可靠、壽命長,效率和單位面積集熱量為普通平板式熱水器的兩倍,成本僅約為真空管式熱水器的1/4～1/3,成本也低于普通平板式熱水器,具有更高的性能/價格比和更廣泛的用途。
文檔編號F24J2/18GK2408403SQ9921720
公開日2000年11月29日 申請日期1999年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月27日
發(fā)明者雷良榆 申請人:雷良榆