专利名称：太阳能热水器系统装置的制作方法
技术领域：
本发明为一种太阳能热水器系统装置，它由真空太阳能吸收器、电辅助加热装置、节水防冻装置构成。它兼有太阳能热水器及电热水器的特征，并具有节水防冻的特性。
本说明书以下部分对真空太阳能吸收器、电辅助加热装置、节水防冻装置进行分别说明。
一、真空太阳能吸收器
图1是该太阳能热水器系统中真空太阳能吸收器装置的结构图。它是由外管[1]、太阳能选择性吸收膜[2]、内管[3]、真空层[4]、两波纹端盖[5]、进水口[6]、出水口[7]、电加热管[8]和两端保温层[9]、测温器[10]、密封材料[11]组成。
外管[1]是透光性好的材料，如玻璃等；太阳能选择性吸收膜[2]是一层具有高阳光吸收低红外发射率的选择性涂层；内管[3]用于装被加热的介质；真空层[4]、选择性吸收膜[2]主要用于保温隔热；两端的端盖[5]起到连接和密封的作用；进出水口[6]、[7]用于被加热介质的进出；电加热管[8]通过下端盖螺纹加入至热水器内；两端保温层[9]用于端盖的保温；测温器[10]用于测温；波纹端盖[5]与内管[3]及外管[1]之间的连接处填充有密封材料[11]。
本发明与其它类太阳能热水器相比具有以下优点结构简单，热效率高；采用真空与选择性吸收膜作为主要的保温材料，保温效果更好；省去了传统的保温水箱，安装占地面积减少，成本降低；电加热的采用，使该装置能适应人们日益增长的生活需求，使太阳能热水器真正成为能全天侯使用的设施；本发明便于大规模生产，成品率高，工艺简单，产品性能稳定。
二、电辅助加热装置本发明此部分可通用于所有蓄热式太阳能热水器。
本发明此部分的目的在于为蓄热式太阳能热水器提供一种电辅助加热装置，并且这种装置可根据温度和时间条件对电加热进行自动控制，因此能更好地做到科学合理的节能。
本发明此部分的目的通过下述的技术方案来实施，见系统图(图2)，蓄热式热水器[9]的下端设有电加热管[8]，温度传感器[10]安装在蓄热式热水器[9]上用来探测水温，电加热管[8]和控制器[30]通过线缆连接，为电热管[8]提供控制信号及工作电源。温度传感器[10]与控制器[30]通过线缆连接，控制器[30]内置有计时器。预先通过控制器[30]及其中的计时器设定温度如C1和时间[一般设定在下午300-500]如T1，工作过程分以下条件1，当计时器的时间到T1时，控制器[30]便自动检测温度传感器[10]所测到的水温，若水温不小于所设定的温度点C1，那么控制器[30]不起动电加热管[8]来加热；2，当计时器的时间到T1时，若检测的水温小于所设定的温度点C1，那么控制器[30]便自动起动电加热管[8]来加热，直到水温达到C1时停止加热；3，任何时侯可通过控制器[30]直接手动起动电加热管[8]，当水温达到C1时自动停止加热，也可通过控制器[30]直接手动停止加热。
本发明中的此部分装置通过对温度和时间条件的结合来对电辅助加热装置进行自动控制，因此能对光能和电能的能源互补性做到最大限度利用，也就充分地达到了方便使用、节能和环保多重目的。三、热水器节水防冻装置本发明中的此部分涉及太阳能热水器的节水和防冻。
目前的太阳能热水器一般是采用排空管道中的水来防止管道冻结，而每次排空的水一般都废弃不用；还有在使用太阳能热水器的热水前须先放出一部份冷水之后才有热水，以上都造成了水的严重浪费。
本发明此部分的目的在于提出一种既能防止管道冻结又能够充分节水的热水器节水防冻装置。
见图[2]，本节水防冻装置由在太阳能热水器的进水及出水回路上加入8个电磁阀[3]、[16]、[11]、[12]、[14]、[15]、[21]、[24]，一个单向阀[17]，一个冷蓄水箱[6]、一个保温水箱[25]、一些控制电路、一个控制器[30]构成，其中电磁阀[12]、[14]与大气连通，热水器[9]装于室外高处吸收太阳能，蓄水箱[6]及保温水箱[25]装于室内，蓄水箱[6]上有溢流口[32]，保温水箱[25]高于用户用水器具，单向阀[17]保证蓄水箱[6]中的水只能流向主冷水供应管路，而不让主冷水供应管路中的水逆流至蓄水箱[6]，整个系统经适当的逻辑控制来自动实现节水防冻。图[2]中H区需要保温。
工作原理如下当用热水时开启阀[28]，通过控制器[30]同时开启电磁阀[3]、[11]和[15]，同时关闭电磁阀[16]、[12]和[14]，压力冷水便由水源[31]经上水管[4]、管路[7]进入热水器[9]内，同时将热水从热水器[9]中压出并通过出水管[13]流进下水管[22]，水流经测温传感器[23]时测温传感器[23]便检测水温，当检测水温小于控制器[30]所设定水温，则电磁阀[21]开启，电磁阀[24]关闭，水便通过下水支管[20]进入蓄水箱[6]中，在此情况下，保温水箱[25]中的热水经管路[26]、水射器[27]、阀[28]供应给用户使用，保证了在管路[22]中的低温水需要收至蓄水箱[6]的情况下，让用户”即开即有热水”，不必有等待时间。当检测水温大于控制器[30]所设定水温，则电磁阀[21]关闭，电磁阀[24]开启，为用户供应热水，此时当水通过水射器[27]时由于形成负压可把保温水箱[25]中的水通过支管[26]吸出一同使用。当停止用热水关闭阀[28]时通过控制器[30]同时关闭电磁阀[3]、[11]和[15]，同时开启电磁阀[16]、[12]和[14]后，由于阀[12]和[14]连通大气，且蓄水箱[6]及保温水箱[25]处于低位，上水管[4]中的水便通过电磁阀[16]和回水支管[5]流进蓄水箱[6]，上水管[4]就可排空水，留在下水管[22]中的热水则通过阀[24]、水射器[27]和支管[26]流进保温水箱[25]中，若保温水箱[25]充满，水则会溢流至蓄水箱[6]中，当测温传感器[23]检测管温小于控制器[30]所设定水温，则电磁阀[21]开启，电磁阀[24]关闭，留在下水管[22]中多余的水就通过下水支管[20]进入蓄水箱[6]中，下水管[22]则排空水。由于水射器[2]装在主冷水供应管路上，当使用冷水时，就可通过水射器[2]把平时蓄存在蓄水箱[6]中的水吸出使用。
由以上叙述可知，在结冰地区使用本发明所述及的太阳能热水器系统时，由于及时排空易冻管路中的水而达到了防冻目的。由于在使用热水时能将热水管路前段的低温水收至蓄水箱[6]，并且在近用水处的保温水箱[25]中能够蓄一定量的热水，从而保证用户在使用热水时能够达到”即开即有热水”。由于无论是为了防冻还是为了”即开即有热水”，排走的低温水都收进了蓄水箱[6]，并经过水射器循回加入到供应冷水管路被加以利用，达到了节水的目的。
在不结冰地区使用本发明所述及的太阳能热水器系统时，由于不需要排空上水管路进行防冻，所以只要从系统中去掉阀[3]、[16]、[11]、[12]及回路[5]，其它工作过程与防冻系统的工作过程完全相同，同样实现了节水及”即开即有热水”的功能。
权利要求
1.一种太阳能热水器系统装置，它由真空太阳能吸收器、电辅助加热装置、节水防冻装置和保温隔热装置构成。
2.这种太阳能热水器装置，由透光外管、内管、端盖、选择性吸收膜和电辅助加热器组合，以及这种组合而构成的真空保温隔热层和储水容器所构成。
3.权利要求1所叙述的一种太阳能热水器装置中的太阳能吸收装置是由太阳能选择性吸收膜作为太阳光能吸收部件。
4.权利要求1所叙述的一种太阳能热水器装置中的电辅助加热以进出水口的一端加上电加热管来实现。
5.权利要求1所叙述的一种太阳能热水器装置中保温隔热以真空隔热、低红外发射率膜层的结构来实现。
6.这种太阳能热水器装置的真空保温部分是由储水部分及透光外管通过连接在储水部分两端的端盖焊接及粘接来实现的。
7.权利要求1和权利要求5、6所叙述的这套装置是由储水结构、透光结构及保温结构组成。
8.权利要求1和权利要求5、6所叙述的这套装置的储水部分是一个两端开口的桶型结构。
9.权利要求1和权利要求5、6所叙述的这套装置两端的端盖做有环行波纹状弹性结构。
10.权利要求1和权利要求5、6所叙述的这套装置端盖与透光外管的连接为波纹端盖包容透光外管的密封连接。
11.权利要求1中所叙述的这种太阳能热水器系统装置中的节水防冻装置是通过在系统中加装蓄水箱、控制阀并经逻辑控制来实现的。
12.权利要求11中所叙述的节水防冻装置是通过在使用热水时，将热水管路前段中常有的低温水收至蓄水箱并加以利用来实现节水的。
13.权利要求11及权利要求12中所描述的节水防冻装置中蓄水箱中低温水的利用是通过水射器产生负压的原理来实现的。
14.权利要求11中所叙述的节水防冻装置是通过在易冻时间将易冻管路中的水收至蓄水箱使易冻管路放空来实现防冻功能的。
15.权利要求1中所叙述的太阳能热水器系统装置能够使用户在基于使用具有节水或防冻功能的太阳能热水器的情况下，实现即开即有热水。
16.权利要求1及权利要求15中所叙述的太阳能热水器系统装置是通过在近用水处增加蓄热水箱并蓄适量热水来实现用户即开即有热水功能的。
17.权利要求1及权利要求4中叙述所涉及的电辅助加热装置以温度和时间为条件实现自动控制加热过程，并可以由用户直接手动控制开始加热或停止加热
18.权利要求1及权利要求11、12、13、14、15、16中叙述所涉及的节水、防冻、蓄水过程是通过以温度、时间等为条件实现自动控制的。
全文摘要
一种太阳能热水器系统装置,它由真空太阳能吸收器、电辅助加热装置、节水防冻装置构成。真空太阳能吸收器是双层管和端盖结构构成,内层管镀有太阳能选择性吸收膜,端盖上有电加热管,内外层之间为真空保温隔热层,两端端盖的外口制有螺纹。它具有结构简单可靠、热效率高的特点,可方便地组装成不同规格的太阳能热水器系统。节水防冻装置由将两个蓄水箱、一些控制阀、控制回路加入热水器系统并用适当的逻辑控制来实现,使太阳能热水器能适应高寒易冻地区,同时节约了用水量,并实现了用户”即开即有热水”的理想功能。
文档编号F24H1/20GK1334430SQ0012103
公开日2002年2月6日 申请日期2000年7月17日 优先权日2000年7月17日
发明者韩绍良 申请人:韩绍良