专利名称：一种太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能热水器。
背景技术：
随着社会不断发展，能源需求量越来越大，煤炭、石油等资源的储量却越来越少， 因此取暖成本越来越高，而且使用煤炭、石油等资源时会产生大量烟气、烟尘，对环境污染严重。太阳能是一种绿色、清洁能源，现在人们越来越重视太阳能的利用。目前人们主要利用太阳能进行发电和加热，人们生产出与之对应的产品就是光伏电池和太阳能热水器。太阳能热水器是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。太阳能热水器的关键部件是集热管，在集热管内，太阳光与热媒进行热量交换，从而将水从低温度加热到高温度， 以满足人们在生活、生产中的热水使用。集热管制造成本高、易碎，且使用时间长了容易凝结水垢，维护成本较高，造成了目前太阳能热水器节能不省钱的局面。
发明内容本实用新型要解决的技术问题，是针对上述不足提供一种结构合理，运行稳定，热水效果好，且使用及维护成本低的太阳能热水器。为解决上述技术问题，本太阳能热水器的结构特点是包括一端开口的壳体，壳体内腔中安装有接收太阳光热量的光热转换体，光热转换体内设有密闭热水腔，热水腔下部连接有延伸到壳体外部的进水管，热水腔上部连接有延伸到壳体外部的出水管，出水管的出水端安装有循环泵，壳体口部密封安装有聚碳酸酯阳光板，循环泵电源通过控制器与交流电源电连接，壳体上安装有延伸到壳体内腔中的温度计，温度计输出端与控制器输入端对应电连接。本结构的太阳能热水器是通过直射换热和电控循环结构来实现运行稳定，热水效果好，且使用及维护成本低的。直射换热结构主要包括一端开口的壳体，壳体内腔中安装有光热转换体，光热转换体的主要作用是接收太阳光照射，并在太阳光照射下提升自身温度。壳体口部密封安装有聚碳酸酯阳光板，聚碳酸酯阳光板的主要作用是透光和保温，这样，当太阳光照射到聚碳酸酯阳光板上时，绝大部分太阳光会穿过聚碳酸酯阳光板并照射在光热转换体上。此时，光热转换体的温度会慢慢升高，并通过热传递方式将壳体内腔中的空气温度及热水腔中的循环水温度提升，最终，使热水腔中的循环水变成具有较高温度的热水，使壳体内腔空气变成具有较高温度的热空气。聚碳酸酯阳光板的保温作用可以有效减少壳体空腔热空气的热量损失，有助于辅助光热转换体进一步提升热水腔内的热水温度。电控循环结构主要包括设置在热水腔下部的进水管，进水管的进水端与散热片的出水端连通，热水腔上部安装有出水管，出水管的输出端与散热片的进水端连通，这样，就构成了一个循环水循环的回路。出水管末端还安装有循环泵，循环泵的主要作用是将热水腔中的热水抽入散热片内，并将散热片内冷却后的回水吸入热水腔内以形成循环水流，这样，就可以利用光热转换体源源不
3断地向散热片提供热水，从而起到供暖目的。循环泵电源线通过控制器与交流电源电连接， 循环泵得电与否由控制器控制。壳体上安装有延伸到壳体内腔中的温度计，温度计输入端与控制器感应信号输入端电连接，温度计的主要作用是实时向控制器传送壳体内腔空气温度信号。当太阳光线充足时，光热转换体会迅速提高热水腔内循环水的温度，同时，壳体内腔中的空气温度也会被加热到较高的温度。当壳体内腔温度超过控制器设定温度时，控制器即启动循环泵，将热水腔内的热水抽入散热片内，并将散热片内的低温回水吸入热水腔以形成强制循环，这样可以有效利用光热转换体，使本太阳能热水器的取暖效率达到最高。 当壳体内空气被加热的温度未超过设定温度时，循环泵关机，此时，热水腔内的热水在温差效应作用下，会自动缓缓向上移动，并将散热片内的冷回水通过进水管缓缓吸入热水腔腔内以形成自然循环。无论是自然循环还是强制循环，都可将热水腔的温循环水与散热片内的冷回水及时交换，有效利用了太阳能，无需人工干预，运行可靠，成本低。作为一种实现方式，所述光热转换体包括竖直设置的循环管，循环管上端与出水管连通，循环管下端与进水管连通，循环管上均布有间隔设置的受热片。本光热转换体主要包括上下延伸的循环管和均布在循环管上的受热片，受热片是光热转换的主体，可以在接收到太阳光照射后将太阳能转换为自身热量，并快速传递给循环管。循环管受热后即将热量传递给热水腔内的循环水。受热片间隔设置，可以接收较大角度的太阳光照射，无论在早上、中午，还是傍晚，间隔延伸的受热片都能受到太阳光照射， 大大提高了太阳光的利用率，使本太阳能热水器的取暖效果更好。作为一种实施方式，所述循环管的数量为一根，横截面为长宽比例差距较大的长方形。本实施方式，采用一根循环管作为光热转换体的主体，并将该循环管设计成横截面为长宽比例差距较大的长方形，这样，循环管的内的热水腔就呈薄板状。当太阳光照射光热转换体时，不但可以通过受热片进行加热，循环管也可以直接接受太阳光照射而加热，加热更快速。作为另一种实施方式，所述循环管的数量至少为两根，循环管上端通过上循环管连通，上循环管与出水管连通，循环管下端通过下循环管连通，下循环管与进水管连通。本实施方式中，设置有多根循环管，循环管之间并列设置，并且，循环管上端通过上循环管连为一体，循环管下端通过下循环管连为一体，这样，可以使更多的循环水获得循环管及受热片的热传递机会，有效增加循环管内循环水的有效加热率，有助于快速加热循环水。作为改进，所述受热片水平设置或竖直设置，相邻受热片端部分离或连为一体。将受热片竖直或水平设置，可以使受热片获得更多的光照机会，有助于提高太阳光利用率。相邻受热片分端部分离设置时，便于安装或更换。将相邻受热片端部连为一体， 可以使受热片的利用率更高，有利于热量快速传递到循环管本体。作为改进，壳体内壁上安装有保温层，进水管的进水端安装有过滤器。在壳体内壁上安装保温层，可以起到防止光热转换后热量散失的作用，有助于使热量尽可能多地传递到循环水中。在进水管进气端安装过滤器，可以滤除循环水中的水垢等杂质，这样就保证了热水腔的清洁，有助于提高光热转换体的转换效率。作为一种实现方式，所述保温层包括与壳体内壁平行设置的泡沫板，泡沫板边部通过支撑边框与壳体固接在一起，泡沫板的外侧面与壳体内壁之间设有由支撑边框外边框支撑开来的外间隙，支撑边框靠近光热转换体的侧壁上安装有光热反射板，光热反射板外侧面和泡沫板内侧面间设有由支撑边框内边框支撑开来的内间隙。泡沫板，学名叫聚苯乙烯泡沫板，是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，泡沫板内均布有微细封闭气孔，泡沫板具有较好的保温隔热作用。泡沫板边部卡紧有支撑边框，支撑边框将泡沫板边部包裹起来，泡沫板通过支撑边框与壳体连接在一起。支撑边框靠近光热转换体的侧壁上安装有光热反射板，光热反射板具有对光和热较好的反射作用，可以有效减少热量向外的扩散量。光热反射板和泡沫板之间的内间隙以及泡沫板和壳体之间的外间隙都具有一定的隔热效果， 这样，本保温层总共有四层保温结构层，可以起到较好的保温隔热效果，有助于提高取暖效果。作为进一步改进，聚碳酸酯阳光板边部卡紧连接有内支撑架，内支撑架与壳体口部密封连接，内支撑架外壁上安装有形状对应的外支撑架，外支撑架内压紧有聚碳酸酯透光板。将聚碳酸酯阳光板边部与内支撑架连接在一起，可以方便将聚碳酸酯阳光板通过内支撑架与壳体密封安装在一起。这样，作为透光保温部件的聚碳酸酯阳光板就可以自由拆卸，以便于清洗，增加透光度，有助于提高光热转换效果。内支撑架外侧还安装有外支撑架，外支撑架内安装有聚碳酸酯透光板，聚碳酸酯透光板具有透光保温特性，还具有比聚碳酸酯阳光板更强的机械强度，将聚碳酸酯透光板设置在太阳能热水器的外层可以起到保护作用，有助于长期稳定运行。作为再进一步改进，外支撑架外壁上还安装有与聚碳酸酯透光板间隔设置的玻璃板。玻璃板具有较好的透光性和机械强度，可以起到保护聚碳酸酯透光板的作用。综上所述，采用这种结构的太阳能热水器结构合理，运行稳定，热水效果好，且使用及维护成本低，适合在各种用热水场合使用，尤其适合在冬季阳光充足的地区取暖使用， 使用起来非常方便。
结合附图对本实用新型做进一步详细说明图1为本实用新型具体实施方式
一的结构示意图；图2为本实用新型具体实施方式
一中光热转换体的结构示意图；图3为图2的A-A剖视图；图4为本实用新型具体实施方式
二中光热转换体的结构示意图；图5为图4的B-B剖视图。图中1为壳体，2为光热转换体，3为聚碳酸酯阳光板，4为进水管，5为出水管，6 为循环泵，7为控制器，8为温度计，9为循环管，10为受热片，11为热水腔，12为壁板，15为支撑边框，16为外间隙，17为光热反射板，18为内间隙，19为内支撑架，20为中支撑架，21 为外支撑架，22为聚碳酸酯透光板，23为玻璃板，24为过滤器，25为上循环管，26为下循环管，27为主支撑架，28为支撑板，29为空腔，30为泡沫板。
具体实施方式
具体实施方式
一，如图1所示，该太阳能热水器包括壳体1，壳体1呈一端开口的筒状，壳体1由塑钢材料制作而成，质量较轻而有具有较强的机械强度。在本实施例中，壳体 1包括一个外周呈长方形的环形主支撑架27和与主支撑架27 —端密封安装在一起的支撑板观，支撑板观为一塑钢平板。壳体1 口部安装有内支撑架19，内支撑架19为与壳体1 口部形状对应的长方形环形框架，内支撑架19内安装有聚碳酸酯阳光板3，内支撑架19内边侧设有与聚碳酸酯阳光板3边侧位置对应的卡槽，卡槽内设有与聚碳酸酯阳光板3边部压紧配合的橡胶垫，这样，该太阳能热水器壳体内腔就成为一个封闭的腔体。聚碳酸酯阳光板3的主要作用是透光和保温，当外部太阳光穿过聚碳酸酯阳光板3照射在壳体1内腔中时，壳体1内腔中产生的热量被聚碳酸酯阳光板3阻挡和隔离，有效避免热量扩散。内支撑架19本体内设有空腔四，空腔四内填充有泡沫板等保温材料，空腔四具有减缓内支撑架 19热传递的作用，有助于提高该太阳能热水器的保温效果。壳体1内安装有与主支撑架27卡装在一起的光热转换体2，如图2、图3所示，在本实施例中，光热转换体2包括上下延伸的循环管9，循环管9为圆管，循环管9内腔为储存循环水的热水腔11，循环管9的数量为三根，平行间隔设置。在具体生产制造时，循环管9的数量可根据实际需要设为三根以上或三根以下。循环管9上方设置有上循环管25，各循环管9下部通过上循环管25连通在一起，循环管9下方设置有下循环管沈，各循环管9下部通过下循环管沈连通在一起，这样，循环管9与上循环管25和下循环管沈就成为一体结构。循环管9外壁上从上到下间隔均布有受热片10，受热片10是光热转换的主体。当太阳光从壳体1 口部照射到受热片10上时，受热片10自身温度升高，这样，受热片10就将自身产生的热量通过热传递的方式快速传递给循环管9，最后，循环管9的热水腔11内的循环水被加热。在本实施例中，受热片10水平设置，并且相邻循环管9的相邻端部对应固接在一起，成为一整张平板，这样，可以接收较大角度的太阳光照射，无论在早上、中午，还是傍晚， 水平延伸的受热片10都能受到太阳光照射，大大提高了太阳光的利用率，使该太阳能热水器的加热效果更好。在该实施例中，受热片10设置成长方形，并将受热片10中心与循环管 9固接在一起，当太阳光照射到受热片10上时，光线会在相邻受热片10之间形成反射，这样，无论是循环管9迎光面侧的受热片还是循环管9背光面侧的受热片都可以受到光线照射，都能产生热量，有助于受热片1快速升温。当太阳光从聚碳酸酯阳光板3穿过并照射在光热转换体2上时，光热转换体2的温度会慢慢升高，从而通过热传递将热水腔11内的循环水加热，这样，就可以使光热转换体2内的循环水变成具有较高温度的热水。上循环管25端部连接有出水管5，出水管5为圆管，出水管5末端穿过支撑板观后延伸到壳体1外部，出水管5外端安装有循环泵6，循环泵6出水端与室内散热片进水端连接，循环泵6的电源通过控制器7与室内交流电源电连接。支撑板观中部密封安装有延伸到壳体1内腔中的温度计8，温度计8的输出端与控制器7的感应信号输入端对应电连接，温度计8的主要作用是检测壳体1内腔温度，并将该温度信号实时传递给控制器7。下循环管沈端部连接有进水管4，进水管4端部穿过支撑板观延伸到壳体1外部，进水管4 外端安装有过滤器对，过滤器M外端与散热片出水端连通，这样，该太阳能热水器的光热转换体2就与室内散热片构成一个循环通路。过滤器M的主要作用是当循环水通过过滤器M进入下循环管沈时，将过滤循环水中的夹杂的水垢或铁锈等杂质，保证了光热转换体 2内腔的清洁，在一定程度上保障了光热转换体2的转换效率。当光热转换体2内的循环水温度被加热到一定温度时，壳体1内腔中空气的温度也会达到一个较高的温度，当该温度高于控制器7的设定温度时，控制器7将接通循环泵6电源，循环泵6便将光热转换体2内腔里的热循环水抽入室内的散热片内，并将散热片内冷循环水及时抽入光热转换体2内腔中，这样可以充分利用太阳光，有助于提高该太阳能热水器的换热效率。内支撑架19的迎光侧壁上安装有中支撑架20，中支撑架20为与内支撑架19形状对应的长方形框架，呈环形，中支撑架20本体内也设置有空腔四，空腔内填充有泡沫板等保温材料，用以减轻自重和减缓热量散失速度。中支撑架20内腔中安装有一张聚碳酸酯阳光板，中支撑架20内边侧设有与聚碳酸酯阳光板边侧位置对应的卡槽，卡槽内设有将聚碳酸酯阳光板与中支撑架20弹性密封连接的橡胶垫，这样在壳体1 口部就设置有两层聚碳酸酯阳光板，有助于提高该太阳能热水器的保温效果。中支撑架20迎光侧壁上安装有形状对应的外支撑架21，外支撑架21为由塑钢材料制成的长方形框架，外支撑架21本体内设置有空腔，空腔内填充有泡沫板等保温材料， 用以减轻重量和减缓热量散失速度。外支撑架21内安装有聚碳酸酯透光板22和玻璃板 23，聚碳酸酯透光板22具有较好的透光性和比聚碳酸酯阳光板3更强的机械强度，聚碳酸酯透光板22的主要作用是在透光的前提下保护内侧的聚碳酸酯阳光板3。玻璃板23位于聚碳酸酯透光板22外侧，玻璃板23的主要作用是在透光的前提下保护聚碳酸酯透光板22， 防止灰尘和雨水接触聚碳酸酯阳光板22。在该实施例中，外支撑架21内侧设有与聚碳酸酯透光板22边侧位置和玻璃板23边侧位置对应的卡槽，卡槽内安装有与聚碳酸酯透光板22 边侧和玻璃板23边侧压紧配合的橡胶垫。主支撑架27本体内设有多个空腔四，空腔内填充有泡沫板等保温材料，这样可以起到隔热、减少热量散失的作用。主支撑架27和支撑板观内壁上都安装有保温层，下面以支撑板观内壁上的保温层为例进行详细说明。所述保温层包括与支撑板观内壁平行设置的泡沫板30，泡沫板30学名叫聚苯乙烯泡沫板，是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，泡沫板30内均布有微细封闭气孔，因此泡沫板30具有较好的保温隔热作用。在该实施例中，泡沫板30为长方形厚度为3cm的平板，泡沫板30边部卡紧安装有支撑边框15，支撑边框15为与泡沫板30边部形状对应的长方形框架，支撑边框15上固设有与泡沫板30两侧壁夹紧配合的夹臂，支撑边框 15将泡沫板30边部包裹起来，泡沫板30通过支撑边框15与主支撑架27内壁以及与支撑板观内壁压紧在一起。支撑边框15靠近光热转换体2的夹臂外侧上固定安装有光热反射板17，在本实施例中，光热反射板17为镜面光度级不锈钢薄板。光热反射板17具有对光和热较好的反射作用，当壳体1内腔中的光线或热量接触到光热反射板17时，光热反射板17 会将该光线或热量大部分反射回去，从而可以有效减少热量向外扩散的数量。光热反射板 17和泡沫板30之间设有由支撑边框15的前夹臂支撑开来的内间隙18，内间隙18具有一定的隔热效果，可以起到减缓热量通过内间隙18向外扩散的速度，因此具有一定的保温效果。泡沫板30和支撑板观之间设有由支撑边框15的后夹臂支撑开来的外间隙16，同样道理，外间隙16也具有一定的隔热效果，这样，本保温层总共有四层保温结构层，可以起到较好的保温隔热效果。主支撑架27的保温层与支撑板观的保温层结构相同，在此不再细述，这样，通过设置保温层就大大提高了壳体1的保温效果，有助于提高换热效果。
具体实施方式
二，本实施方式与具体实施方式
一的结构类似，都包括有壳体、光热转换体、聚碳酸酯透光板、控制器等，不同之处在于光热转换体的结构不同。如图4、图5所示，该光热转换体2包括竖直设置的循环管9，循环管9为圆管。循环管9的外壁上从上到下固接有受热片10，受热片10均勻间隔设置，受热片10的主要作用是加大循环管9的受热面积，在太阳光照射时可以将更多的太阳能转换为循环管9本体的热量。循环管9上方设有上循环管25，循环管9上部与上循环管25连通在一起。循环管9下方设有下循环管26， 循环管9下部与下循环管沈连为一体。相邻循环管9外壁通过两张间隔设置的壁板12连为一体，两壁板12所夹内腔与循环管9内腔连接在一起，该两张壁板12上下两端分别与上循环管25和下循环管沈外壁连接在一起，而且，两壁板12所夹内腔上下两端分别与上循环管25内腔和下循环管沈内腔连接在一起，这样，通过壁板内腔连接为一体的循环管9内腔、上循环管25内腔和下循环管沈内腔就构成盛装循环水的热水腔11。在本实施例中，相邻受热片10端部对应连接为一体，并与邻近的壁板12固接为一体，这样，受热片10接收到的热量可以快速通过循环管9或壁板12传递给热水腔11内的循环水，有助于循环水更快地被加热。在上述两个实施例中，控制器7采用市场上销售的温度继电器，其结构和工作原理属于公知技术，在此不再细述。
权利要求1.一种太阳能热水器，其特征是包括一端开口的壳体(1)，壳体(1)内腔中安装有接收太阳光热量的光热转换体(2)，光热转换体(2)内设有密闭热水腔(11)，热水腔(11)下部连接有延伸到壳体(1)外部的进水管(4)，热水腔(31)上部连接有延伸到壳体(1)外部的出水管(5)，出水管(5)的出水端安装有循环泵(6)，壳体(1) 口部密封安装有聚碳酸酯阳光板 (3),循环泵(6)电源通过控制器(7)与交流电源电连接，壳体(1)上安装有延伸到壳体(1) 内腔中的温度计(8 )，温度计(8 )输出端与控制器(7 )输入端对应电连接。
2.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征是所述光热转换体(2)包括竖直设置的循环管(9)，循环管(9)上端与出水管(5)连通，循环管(9)下端与进水管(4)连通，循环管 (9 )上均布有间隔设置的受热片(10 )。
3.如权利要求2所述的太阳能热水器，其特征是所述循环管(9)的数量为一根，横截面为长宽比例差距较大的长方形。
4.如权利要求2所述的太阳能热水器，其特征是所述循环管(9)的数量至少为两根， 循环管(9)上端通过上循环管(25)连通，上循环管(25)与出水管(5)连通，循环管(9)下端通过下循环管(26 )连通，下循环管(26 )与进水管(4 )连通。
5.如权利要求2、3或4所述的太阳能热水器，其特征是所述受热片(10)水平设置或竖直设置，相邻受热片(10)端部分离或连为一体。
6.如权利要求5所述的太阳能热水器，其特征是壳体(1)内壁上安装有保温层，进水管(4)的进水端安装有过滤器(24)。
7.如权利要求6所述的太阳能热水器，其特征是所述保温层包括与壳体(1)内壁平行设置的泡沫板(30 )，泡沫板(30 )边部通过支撑边框(15 )与壳体(1)固接在一起，泡沫板 (30)的外侧面与壳体(1)内壁之间设有由支撑边框(15)外边框支撑开来的外间隙(16)，支撑边框(15)靠近光热转换体(2)的侧壁上安装有光热反射板(17)，光热反射板(17)外侧面和泡沫板(30)内侧面间设有由支撑边框(15)内边框支撑开来的内间隙(18)。
8.如权利要求7所述的太阳能热水器，其特征是聚碳酸酯阳光板(3)边部卡紧连接有内支撑架(19)，内支撑架(19)与壳体(1) 口部密封连接，内支撑架(19)外壁上安装有形状对应的外支撑架(21)，外支撑架(21)内压紧有聚碳酸酯透光板(22)。
9.如权利要求8所述的太阳能热水器，其特征是外支撑架(21)外壁上还安装有与聚碳酸酯透光板(22)间隔设置的玻璃板(23)。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能热水器，包括一端开口的壳体，壳体内腔中安装有接收太阳光热量的光热转换体，光热转换体内设有密闭热水腔，热水腔下部连接有延伸到壳体外部的进水管，热水腔上部连接有延伸到壳体外部的出水管，出水管的出水端安装有循环泵，壳体口部密封安装有聚碳酸酯阳光板，循环泵电源通过控制器与交流电源电连接，壳体上安装有延伸到壳体内腔中的温度计，温度计输出端与控制器输入端对应电连接。采用这种结构的太阳能热水器结构合理，运行稳定，热水效果好，且使用及维护成本低，适合在各种用热水场合使用，尤其适合在冬季阳光充足的地区取暖使用，使用起来非常方便。
文档编号F24J2/00GK202002330SQ20102068428
公开日2011年10月5日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者梁炳, 梁长宁 申请人:梁长宁