太阳能热水器的制作方法

本实用新型属于热水器领域，具体涉及一种太阳能热水器。

背景技术：

太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器中的水由于不断被加热，致使水中的钙镁盐类浓度增大，当超过它们的浓度时，使从水中析出形成沉淀物。同时，重碳酸盐类受热分解，会生成难溶的沉淀物，另外，随着温度升高，某些盐类溶解度逐渐下降，便析出沉淀，最后，自来水中的杂质以及热水器由于长期使用产生的微生物死亡后形成的污垢。

上述沉淀物、杂质、污垢粘结在水箱和真空管壁，就形成了水垢。水垢的导热系数比金属低得多，真空管结有水垢会严重影响水的温度，另外，由于真空管是太阳热水器的集热长期承受较高温度，管壁结有垢后导热较慢真空管要承受更高的温度，因此，水垢会影响真空管的使用寿命。

专利号为cn201320820738.3的专利公开了一种防水垢太阳能热水器，包括热水器支架、主水箱、副水箱、集热管，所述主水箱设置在热水器支架顶部，所述副水箱设置在热水器支架底部，所述集热管将主水箱和副水箱联通，所述主水箱内壁沿其圆周面固定设置有偶数根密封管，所述密封管内设置有液态磁，所述密封管沿水箱内壁中心对称设置；本实用新型的防水垢太阳能热水器，通过在主水箱内圆周壁上中心对称设置有偶数根密封管，在密封管内设置液态磁，从而形成液态磁组，液压磁组可以有效防止钙镁离子沉降，进而有效防止水垢的产生。

然而，液态磁技术本身还并不成熟，应用难度较大。同时，液态磁组对于微生物产生的污垢并没有效果，因此需要研发其他的应用难度较低的太阳能热水器，以减少集热管内壁产生的水垢，增加热水加热的效率。

技术实现要素：

本方案的目的在于提供一种太阳能热水器，以减少集热管内壁产生的水垢，增加热水的加热效率。

为了达到上述目的，本方案提供一种太阳能热水器，包括底座、水箱、集热管和用于控制水箱的控制系统，所述水箱和集热管相互连通，且集热管倾斜设置，所述水箱和集热管均安装在底座上，所述集热管呈葫芦状，集热管包括透光层和吸热层，透光层和吸热层之间设有真空层；还包括隔板和螺旋板，所述隔板将集热管分隔为热水腔和冷水腔，所述螺旋板转动设置在热水腔内。

本方案的原理在于：阳光穿过透光层照到吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给集热管里面的水，使吸热层内的水加热。加热的水变轻沿着集热管受热面往上进入水箱，此时，热水推动螺旋板转动，而水箱内温度相对较低的水沿着集热管的背光面进入集热管补充。如此不断循环，使水箱内的水不断加热，从而达到热水的目的。

本方案的有益效果在于：螺旋板转动的时候，此时本应该是顺流的水变成了湍流，极大程度地破坏的水垢的结合。而葫芦形的集热管以及隔板的设置，将热水和冷水尽量分离，有效地避免湍流影响水流的循环。与传统的太阳能热水器相比，本方案有效地减少了集热管内壁产生的水垢，增加了热水的加热效率。

进一步，所述螺旋板与热水腔间隙配合。间隙配合的好处有两个：①尽量的减少螺旋板和热水腔的间隙，这样热水移动时更容易会推动螺旋板，而不是大量地从其间隙中流走。②螺旋板转动时，还可以将集热板内壁上粘上的水垢挂下来。

进一步，所述透光层为强化玻璃。强化玻璃的强度高，不易损坏，使用寿命长。

进一步，所述吸热层为铜管，且吸热层的外表面涂有一层黑铬吸收膜。铜管的导热效率高，而黑铬吸收膜的热量吸收好，这样设置可更好的转化能量。

进一步，所述底座上可拆卸地设有与集热管匹配的集热管架，且底座上设有与水箱匹配的弧形轴承。拆下底座，垫高或者减少其高度，则可方便的调整集热管的受光面。

进一步，还包括高位传感器和低位传感器，所述高位传感器和低位传感器均与控制系统电连接。当水位较低时，控制系统控制进水阀门打开，进行补水。当水位较高时，控制系统控制出水阀门打开，保证水箱内的水处于一个比较好的容量。

进一步，还包括防结冰机构，所述防结冰机构包括吸水箱、膨胀球和导热管，所述吸水箱固定在水箱上，所述水箱和补水箱之间设有水箱往补水箱导通的第一单向阀；所述膨胀球位于吸水箱内，且膨胀球内设有沸点温度为0-40℃的工质，所述导热管连接在膨胀球和水箱之间；水箱的出水管和吸水箱之间设有吸水管，所述吸水管上设有水箱的出水管往吸水管之间导通的第二单向阀；所述水箱的出水管上设有外界往出水管导通的第三单向阀。

热水器在使用后出水管中往往会残留一些水分，而北方的温度往往又很低，水箱有保温层不存在什么影响，但是残留在出水管中的水分非常容易冻结成冰，从而影响后续的使用。通过设置防结冰机构，在使用热水器时，出水管的热量通过导热管传递至膨胀球，此时膨胀球受热膨胀，将吸水箱内的水挤进水箱中。停止使用热水器后，出水管中的水逐步降温，此时膨胀球收缩，吸水箱内的压强降低，从而将出水管中的水吸到水箱中，进而有效地避免了出水管中的水凝结堵塞出水管。

附图说明

图1为本实用新型实施例的示意图。

图2为本实用新型实施例中集热管的示意图。

图3为本实用新型实施例中集热管的示意图。

图4为本实用新型实施例中水箱的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座1、水箱架2、集热管架3、水箱4、透光层5、吸热层6、螺旋板7、隔板8、真空层9、吸水箱2010、膨胀球2020、吸水管2030、导热管2040、出水管2050、第一单向阀2060、第二单向阀2070、第三单向阀2080。

如图1所示，一种太阳能热水器，最下方为底座1，左边为集热管架3和安装在上面的集热管，右边是水箱架2和安装在上面的水箱4，水箱4采用保温材质制成。集热管倾斜约30°设置，其与水箱4相互连通。

集热管架3采用螺旋与底座1可拆卸地连接，水箱架2则是采用一个与水箱4同圆心的弧形轴承支架。这样，如果要调大集热管的倾斜角度，那么就更换一个较低的集热管架3。反之，则更换一个较高的集热管架3。

如图2、图3所示，集热管包括透光层5和吸热层6，透光层5和吸热层6之间设有真空层9。透光层5为强化玻璃，强度高，不易损坏，使用寿命长。吸热层6为铜管，且吸热层6的外表面涂有一层黑铬吸收膜。铜管的导热效率高，而黑铬吸收膜的热量吸收好，这样设置可更好的转化能量。隔板8将集热管分隔为热水腔（上部）和冷水腔（下部），螺旋板7则转动设置在热水腔内。

水箱4采用传统的保温水箱4即可，相应配套的控制系统，还设有与控制系统电连接的高位传感器和低位传感器。当水位较低时，控制系统控制进水阀门打开，进行补水。当水位较高时，控制系统控制出水阀门打开，保证水箱4内的水处于一个比较好的容量。阀门啥的就不过多的赘述了。

另外，为了避免水箱4的吹水管中残留的水凝结，还专门设置有一个防结冰机构。如图4所示，防结冰机构包括吸水箱2010、膨胀球2020和导热管2040。吸水箱2010固定在水箱4上，水箱4和补水箱4之间设有水箱4往补水箱4导通的第二单向阀20702060。膨胀球2020位于吸水箱2010内，且膨胀球2020内设有沸点温度为0-40℃的工质，工质可以自行选择，符合沸点要求即可。推荐使用乙醚和二甲胺。

导热管2040连接在膨胀球2020和水箱4之间。水箱4的出水管2050和吸水箱2010之间设有吸水管2030，吸水管2030上设有水箱4的出水管2050往吸水管2030之间导通的第二单向阀；水箱4的出水管2050上设有外界往出水管2050导通的第三单向阀2080。

热水器在使用后出水管2050中往往会残留一些水分，而北方的温度往往又很低，水箱4有保温层不存在什么影响，但是残留在出水管2050中的水分非常容易冻结成冰，从而影响后续的使用。通过设置防结冰机构，在使用热水器时，出水管2050的热量通过导热管2040传递至膨胀球2020，此时膨胀球2020受热膨胀，将吸水箱2010内的水挤进水箱4中。停止使用热水器后，出水管2050中的水逐步降温，此时膨胀球2020收缩，吸水箱2010内的压强降低，从而将出水管2050中的水吸到水箱4中，进而有效地避免了出水管2050中的水凝结堵塞出水管2050。

具体使用时，阳光穿过透光层5照到吸热层6上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，热量不能向外传，只能传给集热管里面的水，使吸热层内的水加热。加热的水变轻沿着集热管受热面往上进入水箱4，此时，热水推动螺旋板7转动，而水箱4内温度相对较低的水沿着集热管的背光面进入集热管补充。如此不断循环，使水箱4内的水不断加热，从而达到热水的目的。

螺旋板7转动的时候，此时本应该是顺流的水变成了湍流，极大程度地破坏的水垢的结合。而葫芦形的集热管以及隔板8的设置，将热水和冷水尽量分离，有效地避免湍流影响水流的循环。与传统的太阳能热水器相比，本方案有效地减少了集热管内壁产生的水垢，增加了热水的加热效率。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。