专利名称：封闭和非封闭式真空太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种封闭和非封闭式真空太阳能热水器阳台或房屋太阳房安装，及其运行等方面的配套工艺技术。
背景技术：
目前市场上应用的太阳能热水器，无论是整体式还是分体式太阳能热水器一般都安装在室外，并且大多数安装在房屋的顶部，这对于太阳能热水器的维修、管理带来极大的不便。我国很多楼房的房顶建筑工艺与太阳能热水器不能形成技术配套，太阳能热水器加满水后从排气阀跑水，造成房屋漏水，影响顶层居民的居住，并且楼顶面积有限，当每户都使用时，受到限制，不利于大面积推广使用。我国有些地区的行政部门还禁止在一些房室顶部安装太阳能热水器。对于分体式太阳能热水器将水箱置于室内，将集热系统置于房顶时，集热系统的部件制造工艺非常复杂，生产成本非常高，市场上的销售价格是一般玻璃管式太阳能热水器的5-7倍以上。
实用新型内容本实用新型的目的，就是提供一种置于房屋阳台或房屋辅设太阳房内的分体式真空太阳能热水器，它可以手动跟踪太阳，进而提高太阳热能的利用率。
为实现上述目的，本实用新型的储水箱可放置在阳台上，也可放在室内其它合适的地方，集热系统装置随着太阳高度角和方位角的变化，可以手动跟踪太阳，为增加强化传热及装置的正常运行，循环管路中增设循环泵。上述这些做法与目前现有的太阳能热水器比较它的优点是1.管理、维修方便，如水箱内可设辅助电加热，一旦损坏时更换容易。
2.集热系统手动跟踪太阳，装置得热率高。
3.真空玻璃管式或平板式集热系统装置，可随时进行清洁工作，除去表面灰尘污物，使集热系统对太阳热透过率高。
4.集热系统置于阳台或房屋太阳房，储水箱置于阳台、房屋太阳房或室内其它合适的地方，都不会发生管线冻堵，并且阳台、房屋太阳房及室内的温度比室外高，储水箱对外传热温差小，太阳能热的储存率比放在室外高。
5.我国平板式太阳能热水器，冬季一般都停止使用，因为平板式太阳能热水器冬季易发生冻堵现象。本技术方案使平板式太阳能热水器冬季也可使用。
6.储水箱采用真空和热反射薄膜隔热工艺技术，太阳能储水箱的热损失率比普通太阳能储水箱低的多。
本技术方案的缺点是，集热系统置于阳台或房屋太阳房内，阳光通过阳台或房屋太阳房内玻璃照射本装置，阳光透过率一般为80％，存在20％的能量损失。当本装置初次应用，人性化设计不充分时，美观度比较低。
结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实施例的结构侧面视图。
图2是图1正面局部视图。
图3是本实施例的真空储水箱联接图。
图4是本实施例采用平板式集热器的水循环图。
本实施例由集热管外支架[1]、太阳方位角转动轮[2]、太阳高度角转动轴[3]、集热汇管支架[4]、太阳高度角调节杆[5]、集热汇管内支架[6]、真空集热管[7]、真空集热汇管[8]、集热汇管进水循环软管[9]、集热汇管出水循环软管[10]、集热汇管挂钩[11]、底部支撑板[12]、集热汇管进水联接管[13]、循环泵[14]、真空水箱支架[15]、真空储水箱[16]、集热汇管出水联接管[17]、排气管[18]、排气管进地漏联接管[19]、多功能控制柜[20]、上下水阀[21]、冷水阀[22]、上水电磁阀[23]、冷水管[24]、热水进厨房管[25]、热水进卫生间管[26]、上下水管[27]、水温和水位传感器[28]。
上述结构中太阳方位角转动轮[2]，一日之内可手动转动三次；太阳高度角转动轴[3]，根据不同纬度及不同时刻进行转动。结构中的集热汇管进水循环软管[9]及集热汇管出水循环软管[10]，采用一小段软管的目的是，为一日之内可配合太阳高度角和方位角的变化进行转动。多功能控制柜[20]，可安装在洗脸间的上部，它采集真空储水箱[16]的水温及水位，它控制上水电磁阀[23]及循环泵[14]。
当本实用新型的集热系统采用平板式太阳能集热器时，只是将图1中的真空集热管[7]换成平板式集热器即可，此时水的循环由图4所示，即水由平板集热器底部进入，由集热器上部出来，其余结构不变。
本实用新型的集热系统手动跟踪太阳能，预计幅射强度会有较大幅度的提高，因为幅射强度与太阳高度角及方位角变化有密切的关系。而本实用新型的结构设计中对二者都可进行一定范围的有效调节，预计幅射强度至少可提高20％以上。考虑置于室内阳台或房屋太阳房内，玻璃的阳光透过率一般为0.8，则总幅度强度和原来持平。我国北纬33°以北广大地区在冬季元月份气温都在零度以下，约占我国国土总面积的一半以上。显然把水箱置于阳台或房屋太阳房内，水箱对外的传热温度差值将减少33℃左右。传热和温差成正比，当真空储水箱[16]水温为60℃时，室外传热温度差为[60-(-15)]℃＝75℃，而置于阳台或房屋太阳房内传热温差为(60-18)℃＝42℃，则在冬季热损失率减少为(75-42)℃/75℃＝0.44＝44％。在北方太阳能热水器的热水温度比较低，不是冬季太阳辐射强度低，冬季晴天多，有时辐射强度比夏天高，而是放在室外传热温差大的缘故。
北方冬季时，平板式太阳能热水器一般都停止使用，北京地区平板式太阳能热水器全年使用期约为6-8个月，采用本技术方案，我国的任何地区可全年使用平板式太阳能热水器。根据有关资料提供，在北京地区平均每平方米每天可获得约12000千焦的热能，其它地区每平方米获得的热能可能高于或低于北京。如果冬季平板式太阳能热水器都不停止使用，则每平方米获得热能将十分巨大。初步计算预计我国北方家庭有1.5亿个，应用太阳能热水器比例为3％，应用平板式太阳能热水器的比例占太阳能热水器的45％，每户使用集热器的有效面积为1m2，冬季每天获得热量为平均值为0.7，如北方平板太阳能热水器每天都运行时，每天可获得热能为1.5×108户/北方家庭×1m2/户×12000千焦/m2×0.03×0.45×0.7＝1.7×1010千焦/北方家庭每公斤标准煤发热量为2.9×104千焦，则每天节约标准煤为1.70×1010千焦/北方家庭/2.9×104千焦/公斤标准煤＝586206.8公斤标准煤/北方家庭＝586.2吨/北方家庭每年节约标准煤下限为586.2吨标准煤/天×4×30天/年＝70344吨标准煤/年，上限为586.2吨标准煤/天×6×30天/年＝105516吨标准煤/年。
本实用新型的真空储水箱[16]采用真空和热反射薄膜隔热工艺技术，其传热热阻是普通太阳能热水器储水箱的5-7倍以上，则太阳能热水器储水箱的热损失率将大幅度下降。
具体实施方式
本实用新型的真空储水箱[16]，可采用本人专利号为ZL03276121.X或专利号ZL031371043所提供的真空储水箱，储水箱采用真空和热反射薄膜隔热工艺技术。
根据有关资料提供，阳光透过玻璃时的透过率在0.7-0.9之间，一般为0.8左右。因本实用新型的集热系统置于封闭阳台或房屋太阳房内，为增大阳光透过率，阳台和房屋太阳房内玻璃可选用透过率高的类似江苏张家港沙州玻璃厂生产的玻璃，其阳光透过率达90％以上。阳台设计应满足采光率好，并采用推拉式活动的大型玻璃窗，目的是夏季使阳台可不封闭，增大阳光的透过率。在我国低于北纬33°的以南地区冬季不结冰，集热系统可置于非封闭的阳台，进而增大太阳热能的利用率。真空储水箱[16]置于阳台或房屋太阳房时，其底部高度要高于真空集热汇管[8]，这样真空储水箱[16]的水能进行自然循环。真空储水箱[16]也可摆放在卫生间或其它合适的地方，其底部高度可低于或高于真空集热汇管[8]的高度，当低于真空集热汇管[8]时水循环由循环泵[14]完成。集热汇管出水联接管[17]、集热汇管进水联接管[13]采用不善于导热的耐温塑料管，目的是减少流动时传热损失。
本实用新型实际应用一段时间后，可与房屋建筑部门商榷房屋阳台或房屋太阳房内应用太阳能热水器时的建筑配套工艺，使本技术实际应用日臻完善，能在较大的范围内进一步推广使用，尤其随着经济发展，在我国广大农村和别墅在建房时可继续考虑建造“太阳房”，将本装置安装在“太阳房”内。当本装置安装在房屋太阳房内时，其安装的结构及其工艺与封闭阳台相同。根据资料统计，在冬季太阳房会使室内温度有较大幅度的提高，这对本装置的运行十分有利。
图2中的集热汇管挂钩[11]用在封闭的阳台时，可面对阳台玻璃窗有适当距离的垂直悬挂，对于非封闭阳台也可垂直悬挂，要求悬挂及其固定都须牢靠。这样集热汇管挂钩[11]具有承重及转动双重功能，此时将去掉跟踪太阳高度角变化的零件及其他有关支撑配件，使本装置结构变得更为简单。在目前房屋建筑不配套时，底部支撑板[12]的支撑必须可靠。
显然上述方法是本实施例中的一种简单变形安装方法，也应属于本实用新型保护范围之内。
权利要求1.本实用新型封闭和非封闭式真空太阳能热水器，它包括集热汇管外支架[1]、集热汇管支架[4]、太阳高度角调节杆[5]、真空集热管[7]、真空集热汇管[8]、集热汇管进水联接管[13]、真空储水箱[16]等部件，其特征在于集热系统置于房屋封闭或非封闭的阳台上、或房屋辅设的太阳房内，真空储水箱[16]也可摆放在阳台、卫生间或其它室内合适的地方，集热系统设有太阳方位角转动轮[2]、太阳高度角转动轴[3]和集热汇管挂钩[11]，集热系统的真空集热汇管[8]与真空储水箱[16]的联接，其中有一小段是自由活动的集热汇管进水循环软管[9]和集热汇管出水软管[10]，其余管线由塑料硬管联接，集热汇管进水联接管[13]上设有循环泵[14]，当集热系统采用平板式太阳能集热器时，只须将真空集热管[7]换成平板式集热器即可。
专利摘要本实用新型公开了一种封闭和非封闭式真空太阳能热水器，它适用于真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。该实用新型设有配合太阳高度角和方位角的变化而进行转动的部件，进而增强太阳能辐射强度，并且提供具有真空及热反射薄膜隔热技术的储水箱，储水箱热损失率小。本实用新型的特征是将集热系统和真空储水箱分体放置，这样便于集热系统的管理和维修，以及冬季储水箱防冻堵。集热系统置于房屋封闭或非封闭的阳台、或房屋太阳房内，真空储水箱可放在阳台、卫生间或室内其它合适的地方，集热系统和真空储水箱的联接有一小段是软管，其余由塑料硬管联接，并且循环管路设有循环泵。
文档编号F24J2/00GK2821482SQ20042005758
公开日2006年9月27日 申请日期2004年11月20日 优先权日2004年11月20日
发明者孟范中 申请人:孟范中