专利名称：一种太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能热水器。
目前，公知的太阳能热水器的工作原理是将水直接加入热水器的有保温层的储罐中，再经过太阳能集热管把储罐中的水加热后以备使用。这样的太阳能热水器在使用时需要随时掌握储罐中的水位，对使用者有一定的技术(或技巧)方面的要求。在使用过一段时间之后，会在太阳能集热管中形成较多的水垢，从而影响集热管的性能，要想清除集热管中的水垢，是件工作量很大、很麻烦的事情。由于等待加热和加热后的水，通常都要在储罐中储存一段时间，并且储罐中的水在一般情况下都不会被彻底更换，因此为了提高水的卫生质量，对制造储罐内胆的材料就需要有较高的要求。然而即使制造储罐的内部材料达到要求，由于长时间的储存，还是会对水的质量有一定的负面影响。另外，在较冷的地区的冬季，由于存在结冰的问题，在夜间需要将太阳能热水器中的水全部排空，这也是件较麻烦的事。因而也影响了这种太阳能热水器在这种地区的使用和推广。
本发明的主要目的是经过改进，提供一种便于操作、减少维护工作量、能提高水的卫生质量、对制造储罐内胆的材料没有卫生方面的要求的太阳能热水器。本发明的另一个目的是经过进一步的改进，使这种太阳能热水器还具有抗冻的功能，从而使这种太阳能热水器的适用地区更加广泛。本发明还有一个目的就是经过进一步改进，使这种太阳能热水器还具有快速供热的功能(这里指只需经过短时间的日照，便可提供热水的功能)。
本发明的主要目的是通过如下的构思实现的，储罐中的水(也可称为液体，它包括除盐水、蒸馏水、一些物质的水溶液和其他液体，下同)作为蓄热的物质储存在储罐中，在储罐中，最好在储罐的靠近上部的位置设置换热器，该换热器的进出口分别与进出水管相连通。令(供使用的)冷水流经换热器，使流经换热器的冷水与储罐中被集热管加热了的水进行热交换，从而使流经换热器的冷水迅速变为热水以供使用。本发明的另一个目的是通过如下的构思实现的，在储罐中的水中加入能令其抗冻(降低水的冰点)的物质，如加入汽车防冻液、氯化钠等(在这种情况下，最好在储罐中加入一些锌、镁之类的物质，以抵抗液体对换热器和储罐的腐蚀)；或者将储罐中的水更换为其他凝固点较低的液体(当然，对该液体的流动性和比热要有一定的要求)。本发明还有一个目的是通过如下构思实现的，在储罐中集热管管口的上方设置可将从集热管管口溢出的热水导向储罐上部的导流管，或/和在换热器的下方设置可将换热后所产生的冷水导向储罐下部的导流板(包括导流罩、导流管，下同)。所述导流管或/和导流板最好用具有隔热(保温)性能的材料制造，或附着有隔热层。
经过本发明改进后的太阳能热水器，在使用时不需要关注水位的变化，只要将热水器的进口或出口阀门打开(可轻易达到各种热水器追求的“出水控制”)，就可以得到新鲜的热水。由于冷、热水的压力都同为供水管线的压力，所以经过调节好的水温，也不会受供水管线压力波动的影响。由于储罐中的水始终不用更换，所以可以使用除盐水甚至蒸馏水，因而也就不会产生水垢。退一步说，即使是普通的自来水，也不会产生足以影响集热管的加热性能的水垢(不过如果是普通的自来水，最好能在水中加入杀菌剂，以免水中的微生物在大量繁殖后附着在换热器的表面，以至影响换热器的换热功能)。这样也就不需要定期拆下集热管进行除垢。至于换热器中的水垢，只需在流经换热器的水中加入除垢剂便可清除。由于使用的水是使用时刚刚加热的，所以水的卫生不会受到影响。由于使用的水不需要储存在储罐中，所以对制造储罐内胆的材料也就不需要有卫生方面的要求。
经过本发明进一步改进后的太阳能热水器，由于储罐中的水/液体具有抗冻的性能，所以一般都不需要储罐排空，从而使这种太阳能热水器的适用地区更加广泛。
经过本发明进一步改进后的太阳能热水器，由于设置在集热管管口上方的导流管可将从集热管管口溢出的热水直接导向储罐的上部，这样就会在储罐中的大部分水还没被加热的情况下，很快在储罐的上部形成一个热水层，因而流经位于该热水层的换热器的水就会被加热。这样就缩短了等待加热的时间。由于换热器下方的导流板能够将经过换热后所产生的冷水直接导向储罐的下部，这样经过换热后所产生的冷水就不会立即与储罐中的热水混合，因而也就延缓了供热温度的下降，延长了在较高的温度下的供热时间。
以下结合附图
和实施例对本发明作进一步说明。
图一、图二是本发明的一个实施例的示意图。其中，图一是将热水器拦腰并沿着一根集热管的中轴线剖切后的内部构造示意图；图二是沿图一中A-B-C将储罐剖切后的内部构造的示意图(轴测图)。
图三是为了能够方便快速地排空出水管或/和进水管中的水而设计的防吸阀，及其工作原理示意图。
图中1.集热管 2.储罐内胆 3.除盐水与汽车防冻液的混合液体 4.导流管 5.保温层 6.换热器 7.导流板 8.浮子 9.连通管 10.通气口 11.浮子杠杆 12.补充阀阀头 13.补充阀 14.出水管 15.进水管 16.通气管17.浮子室 18.防吸阀 19.防吸阀阀芯 20.防吸阀阀口 21.用水器具 22.热水阀 23.冷水阀 24.排水阀 25.供水阀 26.供水管线在图一、图二所示的实施例中，被保温层(5)包裹着的储罐内胆(2)中装有除盐水与汽车防冻夜的混合液体(3)。位于集热管(1)的管口上方设有通往储罐上部的用具有隔热(保温)性能的材料制造的导流管(4)，导流管下端口的垂直投影面应能将集热管的管口罩住，导流管的形状最好能制成上圆下扁的形状，导流管的导流截面积最好在集热管的内截面积的4分之1到2分之1之间。在储罐的上部设有换热器(6)，换热器的靠近出口的一边最好高于靠近进口的一边，换热器的进口与进水管(15)相连接，换热器的出口与出水管(14)相连接。在换热器的下方设有用具有隔热(保温)性能的材料制造的导热板(7)，导热板与储罐内胆的壁保持一定的距离，并沿着储罐内胆壁延伸到储罐下部。为保持储罐中的压力与外界的压力平衡，储罐通过连通管(9)与浮子室(17)相通，浮子室又通过通气口(10)、通气管(16)与外界相通。在太阳晒到集热管后，很快就会将集热管中的水晒热，热水从集热管管口的上部向上溢出，冷水从集热管的管口下部流入补充，向上溢出的热水还来不及与周围的冷水混合就会经过导流管流到储罐上部，这样在换热器的周围很快就会形成一个热水层，此时若令自来水流经换热器，水很快就会被加热，从出水管流出的水是刚刚被加热的新鲜的水。由于不需要将储罐中的水全部加热就可以提供热水，因而达到了快速供热的目的。当储罐中的水全部被加热后，热能就储存在储罐中的热水中备用。在换热器进行换热时，会将周围的热水冷却，冷却后的水会沿着导流板与储罐的壁所形成的通道下沉到储罐的下部，而不能与储罐的中上部的热水混合，这样就可以延缓供热温度的下降，延长在较高的温度下的供热时间。当储罐中的水经过长时间的蒸发而导至液位降低时，浮子室中的浮子(8)就会下降，位于浮子杠杆(11)的另一端的补充阀阀头(12)就会抬起，此时与供水管线相通的补充阀(13)就会供水；当供水完成后，浮子又会浮起，供水阀也就会自动关闭。由于储罐中用于蓄热的液体是除盐水与汽车防冻液的混合液体，所以不会结垢，并且冰点很低。又由于该混合液体的腐蚀性较小，因此储罐中也不需要加锌、鎂之类的物质。
在图三所示的防吸阀及其工作原理图中，在换热器(6)与进水管(15)之间，设有为快速排空出水管或/和进水管中的水而设计的防吸阀(18)，该防吸阀也可以设在换热器与出水管之间。图中，除排水阀(24)关闭以外，其他需人工控制的阀门都处于开启状态。自来水从供水管线(26)通过供水阀(25)经进水管(15)进入换热器(6)，经换热后，从出水管(14)经热水阀(22)向用水器具(21)提供热水；同时从冷水阀(23)向用水器具流入冷水，以供调节冷热之用；此时由于水压和自重的作用，防吸阀(18)的阀芯(19)将防吸阀阀口(20)堵住，水不会漏出。若不用水时，关闭供水阀(25)和冷水阀(23)，防吸阀阀芯(19)就会在由出水管(14)中的水的重力所形成的负压的作用下而被外界的空气推开，空气就会从防吸阀阀口(20)进入，换热器(6)中的水就会经出水管(14)，连同出水管中的水一道从用水器具(21)排空(这样，在下次使用时就能立即得到热水)。若同时把排水阀(24)也打开，那么，进水管(15)中的水就会从排水阀(24)排空(这样，就可以防止冬天管线上冻)。
权利要求1.一种太阳能热水器，主要由太阳能集热管、储罐组成，其特征是储罐中设有换热器，该换热器的进出口分别与进出水管相连通，储罐中储存着用来蓄热的液体。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征是在储罐中集热管管口的上方设有导流管，或/和在换热器的下方设有导流板。
3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征是所述导流管或/和导流板由具有隔热性能的材料制造，或附着有隔热层。
4.根据权利要求1或2或3所述的太阳能热水器，其特征是储罐中的液体是加入了能令其抗冻的物质的水，或者是其他凝固点较低的液体。
5.根据权利要求1或2或3所述的太阳能热水器，其特征是在换热器与进水管之间或换热器与出水管之间设有防吸阀。
6.根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征是在换热器与进水管之间或换热器与出水管之间设有防吸阀。
专利摘要一种太阳能热水器,主要由太阳能集热管、储罐、换热器、导流管、导流板、防吸阀组成。换热器位于储罐中,它的进出口分别与进出水管相连通,在储罐中集热管管口的上方设有导流管,在换热器的下方设有导流板,在换热器与进水管之间或换热器与出水管之间设有防吸阀,储罐中储存着不会结垢又能防冻的液体。这种太阳能热水器便于操作、维护工作量很小、能提高水的卫生质量、对制造储罐内胆的材料要求较低并且还具有快速供热的功能。
文档编号F24J2/34GK2509527SQ0124531
公开日2002年9月4日 申请日期2001年8月10日 优先权日2001年8月10日
发明者马学文 申请人:马学文