专利名称：高效安全的太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及小型热水供应系统，尤其涉及适用于住宅或小型办公场所的热水供应系统，尤其涉及高效能的太阳能热水器。
背景技术：
太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中对使用热水的需求。参考
图17，现有技术太阳能热水器是由集热管1、保温水箱2及相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管I。集热管I受阳光照射面温度高，集热管I背阳面温度低，管内水便产生温差反应使热水上浮冷水下沉，集热器管2内的水吸热后温度升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，这就是热虹吸现象，参见图15所示。随着热水的不断上涌并贮存在保温水箱2的上部，同时通过下循环使集热管I内不断补充温度较低的水，如此循环往复，最终整保温箱水2都升高至一定的温度；为使整个保温水箱2的水都能被使用，该热水器保温水箱2的热水出口都是设置在水箱最底部，因此，使用者需要某一适宜的水温时，必须等待整个水箱加热到该温度。同时，现在的太阳能热水器都很容易将水加热到100°C，特别是有加压装置的太阳能热水器，其水温甚至被加热超过100°c。如果这种热水器的水箱与热水龙头直接连接，那么保温水箱水温接近100°c流出时，势必对人体健康甚至生命造成很大危害。这种设计在世界各地都是不符合安全规范的。正如图16所示，家用热水器的水温最高应该限定在不高于600C (即140 °F)才较为安全。 由于早晚和季节的变化，特别是在日照较短的冬季，现有技术的太阳能热水器无法保证在任何时间都能提供足量及足够热的水，而现有技术利用热虹吸管现象的太阳能热水器，一般是不带后备加热装置的，使用者也未必会自行为热水器加装后备加热装置。有一些家庭则是安装另一套电或燃气的热水装置来弥补冬季时太阳能热水器供应热水不足的问题。由于这两套热水装置是分别独立使用的，这种组合使用方式就显然既不智能也不经济。此外，这种组合使用方式也增加了原材料和自然能源的使用和损耗。实际上，即使是在冬季，太阳也能提供非常充足的热能。如下表一所示，我们看到在中国部分城市一年的平均日照能量(按10年的平均统计)情况，表中所述的日照能量是指太阳光照射在地球表面的总和。以上海为例，全年日照能量最低值是一月份，即便如此，该月也达到全年日照能量最高值七月份的41.5%，即
(2. 09/5. 52) X 100=41. 5%
表一中国部分城市一年的日照能量
权利要求
1.一种高效安全的太阳能热水器，包括集热管(I)、保温水箱(2)和连接管道，其特征在于所述保温水箱(2)用隔板(4)隔离有后备加热水箱(22)，该后备加热水箱(22)设有进水口(221)和出水口(222)，该出水口(222)即为该保温水箱(2)的热水出口 ；所述保温水箱(2)内还设置有导水组件(6)，该导水组件(6)包括漂浮式进水口(61)和导水软管(62)， 所述漂浮式进水口(61)总是漂浮在保温水箱(2)中被太阳能加热了的水的近水面层，与其连通的导水软管(62)的另一端与所述后备加热水箱(22)的进水口(221)相通；所述后备加热水箱(22)内设有与外部控制电路相连、以水温触发开启或关闭的防水型电加热装置(3); 所述集热管(I)装入了填充有相变物料的蓄热球(11)。
2.根据权利要求1所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述后备加热水箱(22)内安装有导水组件(6 ‘)，其漂浮式进水口(61 ‘)总是漂浮在后备加热水箱(2)中被加热了的水的近水面层，其导水管(62’)出水端连接在后备水箱 (22)的热水出口(222)。
3.根据权利要求1或2所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述漂浮进水口(61、61’ )是带有浮球或由漂浮材质制成的水管。
4.根据权利要求1所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述蓄热球(11)包括热传导能性能好的塑料的外壳和其的充满内部蓄/放热性能好的相变物料；该蓄热球(11)直径小于所述集热管(I)内管的直径。
5.根据权利要求1或4所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述相变物料包括无机相变物料和有机相变物料。
6.按照权利要求1所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述热水器还装有恒温器(7)，该恒温器(7)的入水口分别接冷水和经热水器升温的热水，其出水口的水温预先设定的温度；该恒温器安装在所述保温水箱(2)的内部或是其外部。
7.根据权利要求1所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述防水型电加热装置(3 )包括水温感应器，防干烧感应器和安全调温器，所述水温感应器，防干烧感应器和安全调温器均电连接在所述外部控制电路。
8.根据权利要求5所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述无机相变物料包括结晶水合盐、熔融盐、金属和合金。
9.根据权利要求5所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述有机相变物料包括石蜡、脂肪酸、高密度聚乙烯和多元醇。
10.根据权利要求1或4所述的高效安全的太阳能热水器，其特征在于所述相变物料的相变温度变化范围在大于等于70°C至小于100°C之间。
全文摘要
一种高效安全的太阳能热水器，包括集热管、保温水箱和连接管道，保温水箱用隔板隔离有后备加热水箱，后备加热水箱设有进水口和出水口，该出水口即为该保温水箱的热水出口；保温水箱内还设置有导水组件，导水组件的漂浮式进水口总是漂浮在保温水箱中被太阳能加热了的水的近水面层，与其连通的导水软管的另一端与后备加热水箱的进水口相通；后备加热水箱内设有与外部控制电路相连、以水温触发开启或关闭的防水型电加热装置；所述集热管装入了填充有相变物料的蓄热球。本发明的有益效果是本热水器总是输出保温水箱中最热的水；在太阳能不足以加热到适宜水温时，才启动后备加热；集热管内的蓄热球，既减少了水箱的体积，又充分有效利用太阳能资源。
文档编号F24J2/40GK103032966SQ20111029768
公开日2013年4月10日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者罗塔·沃尔夫 申请人:肖良文