专利名称：：微循环太阳能集热热水器的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于工作流体流过太阳能集热器的太阳能集热器的
技术领域：
，具体是指一种微循环太阳能集热热水器。
背景技术：
：目前市场上常见的太阳能热水器分为一体式和分体式两种，一体式的太阳能集热器和储热水储水箱连接在一起，分体式的太阳能集热器和储热水储水箱是分开放置的，需要通过较长的管路连接。一体式的太阳能集热器多采用玻璃真空管，被加热的水是依靠冷热水的不同密度产生自然对流循环，被加热的热水上升流入上部的保温储水箱，冷水自然对流进入玻璃真空管底部。优点是结构简单，技术比较成熟，采用真空玻璃管太阳能集热器的水温可以达到90度高温。其缺点是1、体积大，储水箱位于热水器顶部，重量大，重心高，安装场地要求宽阔，只有农村或城镇中少部分条件好的住户能够安装，推广受到极大限制；2、保温储水箱暴露在室外较恶劣环境，保温性能比室内保温储水箱差，容易出现不保温和漏水问题；3、大多数为非承压式，水流不够畅快，储水箱有二次污染问题，有的简易的还要每天人工上水，操作麻烦；4、价格偏高，非承压式家用热水器每台3000-10000元，承压式家用热水10000-20000元，其价格比一般燃气热水器或电热水器贵3-10倍，虽然使用费用低廉，但一次投资多，综合经济性较差。5、真空管热水器在使用中暴露出了不少问题，如炸管、冻裂、管内结垢和沉积泥沙、密封胶圈漏水、冬眠等，特别是大工程不能承压运行和维护成本较高。分体式热水器多采用板式太阳能集热器，室内保温储水箱，其优点是太阳能集热器体积小，重量较轻，安装要求低，有利于实现太阳能系统与建筑结合，室内保温储水箱或者大型室外保温储水箱，保温性能好。缺点是1、结构比一体式复杂，需要较复杂的控制泵系统。2、造价比一体式造价更高，经济性更差。3、由于需要较复杂的控制泵系统，一般常用于大中型太阳能热水系统或者欧美发达国家经济收入较高的家庭使用。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种成本低、可有效利用太阳能的微循环太阳能集热热水胆益。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为微循环太阳能集热热水器，包括储水箱，储水箱外设有保温层，还包括有可供水流过的太阳能集热器，所述的储水箱上设有进水口和出水口，进水口和出水口分别通过细水管与太阳能集热器连接构成水循环管路，在循环管路中设有驱动水流的水泵，所述的水泵电连接有太阳能电池板。本实用新型工作时，阳光照射在太阳能集热器和太阳能电池板上，太阳能集热器中的水发热，太阳能电池板发电驱动水泵，水泵驱动水在循环管路中流动，冷水从储水箱中流经太阳能集热器被加热然后再流回到储水箱。本实用新型通过太阳能电池板提供电力给水泵，无需其他电力输入，利用阳光的光热同步，有阳光即产生热，有阳光即产生电力。阳光强烈时热量大，同时太阳能电池板的电压电流大，水泵转速加快，泵水量加大；阳光弱时热量小，同时太阳能电池板的电压电流小，水泵转速减慢，泵水量减小；阴天或多云天气云层遮蔽时，太阳能集热器失去热源，太阳能电池板失去光源，水泵泵水自动停止，防止储水箱热水泵出散热。由于采用了上述的结构，本实用新型具有以下的有益效果1)、节电、节能效果好。在家用电热水器上加装微循环太阳能集热器后，可以节省60-80%的电力消耗。此外，家用电热水器一般在每天19:00-23:00使用，而这段时间正是电网的用电高峰期，本实用新型的太阳能集热器减小了高峰电力负荷，省电的效益更好(按广州电力部门的有关规定分时电价中，高峰时段为14:00-17:00，19:00-22:00;高峰电费O.9854元/度)。2)、成本低。如果将节省的电热水器耗电看作太阳能集热器发出的电能，则本实用新型等效为一套效率达到50%的太阳能电池发电输电系统，其造价仅为光伏直接发电系统的5-10%，经济效益极佳，其等效每千瓦发电设备投资大约为1500-3000元，远远小于传统的发电设备。本实用新型完全利用市场上可以采购的成熟产品、零件和材料，避免高成本特殊加工，大幅度降低太阳能热水器成本。3)、制作简易。太阳能热水器利用市场上质量可靠价格便宜的储热式电热水器作为储水箱，同时解决了阴雨天的补充加热问题。对于使用燃气热水器的家庭，只要加配一个保温储水箱，就可以预热进入热水器的冷水。晴天时，燃气热水器完全不用点火，只有阴雨天储水箱温度不高时，才需要燃气热水器补充热量，大幅度节省燃气，环保、节能。4)、环保。廉价可靠的微循环太阳能热水器在中国农村普及使用，大幅度减少薪柴和森林砍伐，促进水土保持，保护环境。微循环太阳能集热器还可以用于农村沼气池水加温增加沼气产量，进一步促进水土保持，保护环境。5)、微循环集热器水路以及水管道的直径很细小，只有3-6毫米，冬季结冰季节水体产生冰冻时，膨胀增加的体积很小，而集热器是尺寸相对大很多的韧性金属材料，细水管道又具有弹性。因此，以水为工质的微循环集热器具有冰冻也不破坏的特点，完全不需要使用复杂的双工质循环系统。以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。图1是微循环太阳能集热热水器的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本实用新型所述的微循环太阳能集热热水器，包括储水箱l，储水箱l外设有保温层2，还包括有可供水流过的太阳能集热器3，所述的储水箱1上设有进水口4和出水口5，进水口4和出水口5分别通过细水管6与太阳能集热器3连接构成水循环管路，在循环管路中设有驱动水流的水泵7，所述的水泵7电连接有太阳能电池板8。所述的储水箱l是电热水器的储水箱，所述的进水口4接在储水箱的热水出口上，所述的出水口5设在储水箱的冷水进口上。所述的细水管6外设有保温套，所述的水泵7为微型齿轮泵，所述的水泵7接有温控开关9和时间控制开关10。本实用新型所用的的各个部件与材料如下储热式电热水器容量可为40-130升。要选择保温性能尽可能好的，整体发泡加厚高密度聚氨酯保温层。参考价格800-3000元/台，各大商场均有售。太阳能集热器3可简单地采用大型冰柜用的吹胀式铝板蒸发器，其耐压强度25公斤/cm2,远远大于自来水压力。市场上的最大尺寸为155cnpH35cm(集热面积0.54平方米)，上海或东莞厂家目前生产的最大尺寸为155，*70，(集热面积1.08平方米)。40-60升储水箱需要一平方米太阳集热板面积，用两块155cn^35cm板串联使用，使用前须将吸收光的一面喷黑漆。参考价格155cn^35cm板100元/块，广州海珠北路制冷配件市场可以购买到。太阳能电池板8选择5W，开路电压11-24伏硅太阳能电池组件正好适用。参考价格150元/块，淘宝网可以购买到。水泵7采用韩国生产的24伏直流电机微型齿轮泵，其它类型不适用。参考价格20元/个(二手设备)，淘宝网或广州解放中路电器市场可以购买到。外包保温套的细水管6从安全经济和安装方便考虑，选择外内径8*5毫米或10*6.5毫米的透明压縮空气软管，耐压强度20公斤/cm2，最高使用温度80度。注意，为安全可靠，须选择进口材质的透明压縮空气软管，总长度20米。外包保温套釆用空调机用内径10毫米保温套管。从长期耐久性考虑，细水管也可选用内径5-7毫米的空调用铜管。参考价格进口材质的透明压縮空气软管2元/米，广州惠福西路机电市场可以购买到。空调机用内径IO毫米保温套管1.5元/1.8米条，广州海珠北路制冷配件市场可以购买到。内径4-7毫米的空调用铜管3.6-5元/米，广州海珠北路制冷配件市场可以购买到。其它零件2个三通水管，2个微型球阀11，l罐黑色喷漆，6个软管卡箍，电线10米。参考价格共计50元广州中山五路淘宝街五金机电市场可以购买到。除储热式电热水器之外，微循环太阳能集热系统全部零部件材料费用总计约为480元。若按广东每年实际太阳光照270天计算，每年约节省19:00-22:00用电高峰时段电热水耗电540度，折合高峰电费530元。投资的个人效益和社会效益都很高，一年左右收回成本。本实用新型安装在储水式电热水器上时，先卸下储热式电热水器的安全阀13，在进出口接管上各装一个三通，进水口下连接电热水器的安全阀13。每个三通的侧边装微型球阀11或普通球阀，球阀出口装个与细水管匹配的接口。市场上最小的卡箍一般是箍煤气软管的，用其箍小软管容易泄漏，需要在小软管外再套上一小段煤气软管箍住。细水管外套上保温套，在冷水管上装微型齿轮泵，将冷水从储水箱泵入太阳能集热器3。在无云阳光充足的天气，安装一片微循环太阳能集热器就可以将储水箱水加热到50度。为了在多云天气也能产生50度热水，需要两片微循环太阳能集热器串联使用。如果在冬季增加热水温度，可以在太阳能集热器北侧加装一块反光板，增加太阳辐射热量。本实用新型装置全封闭，可以兼容任何承压系统和无压系统，适应性强，太阳能集热器与储水箱分离，安装方便。平板微循环太阳能集热器是由太阳能电力自动驱动控制循环，无论有无水压，都可以加热储水箱内的水。使用热水既可以用顶水法也可以用落水法，完全与微循环太阳能集热器无关，平板微循环太阳能集热器适应于任何顶水法或落水法水压系统。微循环太阳能集热器也可以采用其它工质的双循环太阳能热水系统(事实上，由于微循环太阳能集热器具有耐冻胀能力，不必采用复杂的双循环)。以前的一体式太阳能热水器由于体积大，重量重，大多只能放在屋顶，在很多密集的城市高楼区域，限制了使用范围。铝制平板微循环太阳能集热器非常轻巧，0.5平方面积太阳能集热器的重量不到3公斤，还可以多个并联两个串联，很容易灵活安装在屋顶、阳台外侧甚至朝南的外墙上，大大扩展了太阳能利用的场合。实现太阳能热水器与建筑一体化，是太阳能热水器产业发展的必然趋势，也是太阳能热水器技术发展的主要方向。无论从整体外形、结构强度、产品性能方面看，还是从安装调试、维护保养、运行寿命等方面考虑，平板微循环太阳能集热器很适合实现太阳能与建筑相结合，必将会受到建筑设计师欢迎。它可以直接做成建筑部件，有的可以放在自家阳台上，有的甚至可以做成幕墙，做成窗台遮雨蓬等等。本实用新型的一个特点是利用阳光的光热同步，有阳光即产生热，同时太阳能电池驱动齿轮泵。阳光强烈时热量大，同时太阳电池的电压电流大，齿轮泵转速加快，泵热水量加大；阳光弱时热量小，同时太阳电池的发电电压电流小，齿轮泵转速减慢，泵热水量减小；多云天气云层遮蔽时，太阳能集热器失去热源，太阳电池失去光源，泵水自动停止，防止储水箱热水泵出散热。本实用新型水管道可以采用价格便宜性能可靠的耐压而且有一定耐热性能的细小压缩空气软管，保温套使用市场上现有的廉价空调保温套管。整个管道系统可靠价廉，安装非常方便。本实用新型的特点是利用阳光自动驱动，无需外界电力能源，在电力供应中断或无电场合一样使用。本实用新型中选用了微型齿轮泵，齿轮泵的转速与太阳能电池的发电功率基本成正比，匹配十分理想。此外，一般齿轮泵满负荷噪音较大，但本实用新型中，其负荷很小，只有0_30%，转速很低甚至缓慢转动，因此噪音极小。本实用新型由于集热板内的水路管道和进出水管道内径很小，大约4-6毫米，太阳能集热器中的水体积极小。当有阳光后，太阳能集热器内的水温迅速升高，并立即泵入保温储水箱上层，储水箱内冷热水自动分层，30分钟就可以使用热水。本实用新型太阳能集热器采用韧性好的铝板，输水管道为韧性更好的压縮空气软管，并且水体很小，在北方冬季结冰季节，太阳能集热器和管道系统结冰也不会被冻裂。现有的储热式电热水器单纯用电加热产生热水并保温。当用户有太阳能资源可以利用时，不能兼用，必须安装另外一套太阳能热水器，浪费很大。本实用新型可以利用现有的储热式电热水器的储热功能，简单附加本实用新型装置，就可以变为太阳能、电加热两用热水器，在阴雨天或太阳光不足时，电加热辅助补充热量。一般阳光充足地区省电80%。由于大大减少了使用频率，电加热棒延长使用和维修年限约5倍。如果将本实用新型用于燃气热水器，也可以节省燃气80%。方法是在燃气热水器进水管前安装一个保温储水箱，此储水箱与本实用新型装置连接。大多数晴天或多云天气情况下，流入燃气热水器的水已经是热水，燃气热水器不用点火；阴雨天或阳光不足时，燃气热水器点火加热辅助补充热量。本实用新型除用于加热水外，还可以加热其它液体或气体。当用于加热空气时，即成为太阳能暖气。本实用新型还可用于农村沼气池沼液循环加热，增加沼气产量(注意进水口要装100目以上的过滤网，防止堵塞微循环的细小管道)。下面列表是本实用新型的一些试验数据<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>如上表所示，储水箱的最高温度一般出现在每天13:00-15:00。但有时由于天气寒冷、集热器保温不良或集热器自身的热惯性等原因造成光热不完全同步，会出现倒排热现象，一般出现在每天6:00-9:00和15:00-17:00。为消除太阳能集热器的倒排热现象，可以在太阳能集热器出口加一个40度的常开型温控开关(参考价格4元/个，广州惠福西路机电市场)，开关的两个端口串联在太阳能电池回路上同时在这个开关上并联一个定时控制器(参考价格40元/个，广州惠福西路机电市场)，定时每天阳光充足时段8:00-15:00导通，其它时间断开。这个简单控制的目的是，在每天可能产生倒排热现象的时段，太阳能集热器出口用40度温控开关限制，太阳能集热器出水温度低于40度时，无论有无阳光，微型水泵均停止运转，防止倒排热。总之，本实用新型虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。权利要求1.一种微循环太阳能集热热水器，包括储水箱(1)，储水箱(1)外设有保温层(2)，其特征在于还包括有可供水流过的太阳能集热器(3)，所述的储水箱(1)上设有进水口(4)和出水口(5)，进水口(4)和出水口(5)分别通过细水管(6)与太阳能集热器(3)连接构成水循环管路，在循环管路中设有驱动水流的水泵(7)，所述的水泵(7)电连接有太阳能电池板(8)。2.按照权利要求l所述的微循环太阳能集热热水器，其特征在于所述的储水箱(1)是电热水器的储水箱或其它保温水箱，所述的进水口(4)接在储水箱的热水出口上，所述的出水口(5)设在储水箱的冷水进口上。3.按照权利要求l所述的微循环太阳能集热热水器，其特征在于所述的细水管(6)外设有保温套。4.按照权利要求1所述的微循环太阳能集热热水器，其特征在于所述的水泵(7)为微型齿轮泵。专利摘要本实用新型公开了一种微循环太阳能集热热水器，包括储水箱(1)，储水箱(1)外设有保温层(2)，还包括有可供水流过的太阳能集热器(3)，所述的储水箱(1)上设有进水口(4)和出水口(5)，进水口(4)和出水口(5)分别通过细水管(6)与太阳能集热器(3)连接构成水循环管路，在循环管路中设有驱动水流的水泵(7)，所述的水泵(7)电连接有太阳能电池板(8)。本实用新型节电、节能效果好，成本低，制作简易，环保，可有效利用太阳能。文档编号F24J2/04GK201318812SQ20082020444公开日2009年9月30日申请日期2008年12月2日优先权日2008年12月2日发明者林兆榕申请人:林兆榕