专利名称：太阳能热能制热水及蒸馏水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用太阳能及空调排放废热加热水并可单效或双效制取饮用蒸馏水的装置，属于新能源应用领域。
目前太阳能作为清洁可再生能源，被世界各国广泛应用，太阳能热水器更是太阳能应用的典范。众所周知的循环式太阳能热水器有两种循环形式一种为强制循环式太阳能热水器，是在集热器和贮水器之间连接一个循环水泵，以循环水泵为动力，将贮水器的水强制通过集热器来获取热量，再回到贮水器，不断循环，提高水温。这种热水器的结构较复杂，造价较高。目前，国内家庭尚无大规模商品化生产使用。另一种为自然循环式太阳能热水器，这种热水器，可以由一个平板集热器或一组真空太阳能集热管和贮水器连接组成热水器。此热水器依靠集热器水温的变化，产生比重差，不断循环贮水器内的水来提高水温。这种热水器适合一般家庭使用，是目前贮水式太阳能热水器的主流。但它的贮水器必须安装在热水器的顶部，这样，给安装、保温、增加集热器集热面积及提高热循环效率等方面造成了一定的难度。自动上水、冻裂及受季节天气限制而影响其使用的问题较为突出，水垢的沉积也给用户带来诸多的不便。由于太阳能热水器现有结构的限制使集热器热循环效率不高，因此太阳能热水器大部分仅以生产卫生热水为目的，限制了其广泛应用。
本发明的目的是提供一种全新太阳能热能制热水及蒸馏水器，它不但有很高的热效率而且可以和空调排放废热等其它热能结合生产卫生热水，并可单效或双效制取饮用蒸馏水及用于海水淡化。
本发明的目的是这样实现的，热虹吸管助循环的太阳能热能制热水及蒸馏水器，所用的集热器为单元独立结构，所使用的太阳能真空集热管为两端互通的双通波纹太阳能真空集热管，此管通过密封胶圈垫、胶圈定位固定密封骨架，连接紧固组件，集热管上、下固定连接腔体组装构成框架结构集热器工作单元。腔体保温层、腔体表皮及表皮固定装置、端盖、定位连接支架连接组成集热器。集热器的双通波纹太阳能真空集热管上、下固定连接腔体为有一定强度支撑体支撑的，相互连通的管腔。集热器的集热管上、下固定连接腔体与双通波纹太阳能真空集热管两端口通过密封胶圈垫、胶圈定位固定密封骨架，连接紧固组件等与所有的双通波纹太阳能真空集热管实现密封并联连接。上、下管腔上有一个和一个以上的管道接口，连接腔体上的管道接口对角线设置，使水通过双通波纹太阳能真空集热管实现集热单元等流径流通。集热器的集热工作单元双通波纹太阳能真空集热管内壁、外壁或内、外壁上的波纹可以吸收玻璃管因热胀冷缩而产生的应力。真空集热管真空腔内管的吸热膜有导电特性，将其与通过外层玻璃管玻璃金属封结的电极连接，并将电极通过导体连接直流电源的负极，直流电源的正极通过导体和水体电连接，并确保负极与正极间的绝缘，并使正极接地，在直流电源电压足够高的前提下，就组成一个高压直流电源对由吸热导电薄膜，真空集热管玻璃内管，与内管外壁接触的水体组成电容的充电电路。此电路使得与玻璃管表层接触的水体感应出显酸性的正电荷氢离子，并根据电压的高低决定氢离子的多寡，酸性的强弱，从而防止了钙垢在玻璃上的生成，实现了真空管的防结垢。由于电容的特性是通交隔直，在绝缘良好的情况下，高压直流电源电流极小，因此，电源功率很小，成本很低。安置在双通波纹太阳能真空集热管内的由非吸水闭泡弹性体制造的缓冲防冻裂真空管导流器，通过弹性支架固定于集热管内壁之上。通过它减少了玻璃管的流通面积，同时，由于真空管下端压力大，等径非吸水闭泡弹性体受压体积收缩大，流通面积大，流速慢，但水与管壁的温差大，使得换热效果好。真空管上端压力小，等径非吸水闭泡弹性体受压体积收缩小，流通面积小，水与管壁的温差小，但流速快，同样使的换热效果好。并将产生的水垢带出，提高了热交换效率，减少了双通波纹太阳能真空集热管充水时的重量及由此产生的应力。并通过它受压时体积收缩来吸收水结冰时作用于玻璃管壁上的膨胀应力，达到双通波纹太阳能真空集热管缓冲防冻裂的目的。集热器的集热管上、下固定连接腔体为有一定强度支撑体支撑定位的独特构造和密封胶圈垫、胶圈定位固定密封骨架、连接紧固组成的。合理设计使的双通波纹太阳能真空集热管横向间距很小，单位面积可布置的集热管多，由于不设反光板使其抗风抗积雪，自然风清洁性能良好，且更换集热管方便。集热器与集热器之间可通过保温管道方便水连接组合。集热器的集热管上、下固定连接腔体内和连接管道内根据需要也可安置有非吸水闭泡弹性体制造的管道防冻裂应力吸收器，使其防冻裂。上述特征决定了集热器有极高的特性。
太阳能热能制热水及蒸馏水器的贮水器有单罐体单效和双罐体双效两种热虹吸管助循环系统。
单罐体单效热虹吸管助循环系统的贮水器内胆为上、下开口，上、侧开口，或上、侧、下开口的罐体，开口处设有用于连接安装其它装置的法兰盘或螺纹接口。罐体可用陶瓷、玻璃钢、搪瓷、塑料、不锈钢等材料制造。为提高陶瓷罐体的承压能力，可在陶瓷罐体外表层涂附玻璃钢强化外层。在罐体的上开口处连接有用三根粗细不同，长度不同的管子安装固定或粗管套细管且粗管用隔板间成两个半圆管构成的热虹吸管助循环器，管子上或隔板上安装有沿管子延伸方向安置的多组重力水冲关毕、水微压力开启的活门。其中，细管上口接近其顶部，为进排气压力平衡管，此管穿过罐体从罐体底部密封接出，中间管或粗管用隔板间成两个半圆管之一为热虹吸提升管，此管上口距其顶部有一定的距离，中间管或半圆管的底部有一多孔支架，将进排气压力平衡管与热虹吸提升管封闭连接，通过多孔支架支撑固定于外管之上，并通过与热虹吸提升管连接的管件，将其密封固定于外管适当位置的开口之上。三管上部通过多孔定位支架，支撑固定于外管内管壁之上，外管顶部通过法兰盘或螺纹与安装有水位控制补水阀门和淋水盘的膨胀水箱密封连接，外管和膨胀水箱有外表皮和保温层，外管底部有法兰盘或螺纹与贮水器罐体内胆连接。
在贮水器内有一水浮子给取水器，自由或以进排气压力平衡管为定位导杆，随水位升降，或延导杆做上下运动，水浮子连接有可伸缩管或弹缩软管，并确保取水管进水口位于水面以下，可伸缩管或弹缩软管的下端与贮水器内胆罐体的下开口或侧开口的法兰盘连接，可密封固定有电加热器和取水连接管，可伸缩管的下端为笼架结构，安装有电加热器，方便进水排垢。罐体与其表皮之间，充填有保温材料。
沿罐体、热虹吸助循环装置安置有一条及一条以上的空腔结构的风冷管、风冷管的下部安装有管或管片结构风冷器，风冷器有三个管口，从中部接入的一个管口为进气口，下部一个为冷凝水出水口，顶部一个为气压平衡管口。风冷管的底部可安装有进风隔栅一对，重合开启时风从进风隔栅栅网孔进入，错开关闭时进风隔栅栅网孔将风阻挡，风冷管顶部置于热虹吸管助循环器膨胀水箱之下，可防雨排风。
罐体侧底部连接有一出水口，此出水口通过逆止阀、管道和集热器底部进水口连接，也可直接将贮水器罐体侧底部出水口与集热器底部进水口直接连接。集热器顶部出水口，通过以一定斜度布置的管道与热虹吸管助循环器进水管连接。装置给水管沿装置保温布置，与膨胀水箱内的给水阀连接，通过出水管道沿热虹吸水管将冷水补入罐体底部。
将浮子引控太阳能热水器自动给取水装置紧固连接密封于法兰盘之上，法兰盘安装紧固密封于罐体下侧开口之上，就可组成单管自动给取水贮水器。进取水引控阀门由给取水阀门上密封面、给取水阀门下密封面、上给取水导流定位搁板、牵引线、定位吊耳紧固件、橡胶弹缩盖阀芯、定位托坠固定紧固件、定位托坠、阀门下密封面、阀门下导流定位搁板、阀门下给取水口等组成。其中，给取水阀门下密封面、牵引线、定位吊耳紧固件、橡胶弹缩盖阀芯、定位托坠、定位托坠固定紧固件组成复合阀芯。浮子引控太阳能热水器自动给取水装置向太阳能热水器给水时，自来水通过下给取水口到达浮子引控给取水阀体中下部，通过下导流定位搁板流腔到达上导流定位搁板，通过上阀口进入给取水选择阀组阀腔内，此阀组由一对启闭相反的阀门组成自动选择式三通阀，此阀顶部的阀门在给水压力的作用下，阀门关闭，堵塞取水口。同时，给水阀在水的压力作用下打开，将水排出，实现冷水在水箱底部的导流给水。从而避免了冷水冲到水面表层，出现冷、热水混合的现象。随着水位上升，浮子渐渐浮起，随着水位上升，牵引线在水面浮子的浮力作用下，作用于连接的复合阀芯定位吊耳紧固件，将复合阀芯牵引。当复合阀芯上升到一定程度时，位于复合阀芯下部的橡胶弹缩盖阀芯的密封盖和上阀体下密封面接触吻合密封，给水压力作用于橡胶密封盖和定位托坠上，密封盖变形使复合阀芯继续上移，直至阀芯上密封面和上阀体上密封面吻合密封。这样由橡胶密封盖和下密封面及阀芯上密封面和阀体上密封面组成两道密封面，确保了其密封状态。在使用过程中，当有水垢搁垫于上密封面时，上密封面不能及时密封，由于下密封面已密封无水进入，在水压的作用下，橡胶弹缩盖阀芯与密封面吻合，实现了给水的密封。当密封盖被搁垫密封不严时，水通过阀体将水继续给入水箱中，水浮子继续上升，水浮子拉力和给水压力将阀门关闭。当取水时，从漂浮式取水器汇集的热水在水压的作用下，浮子引控给取水阀门打开，同时，给取水选择阀组上安装的取水阀门被打开，而给水阀门被关闭，实现了冷热水自动分别给取。从而克服了太阳能热水器给水后，热水漂浮于热水器上部，使用时放出的却是冷水，有热水却不方便即刻使用的问题。同时，也解决了给水冲到热水器表层，出现混水的现象。由于取水口在漂浮式取水器上，因此，不存在取热水时有水垢流出的现象。解决了太阳能热水器给水后不方便即刻使用的技术难题。同时，还可通过漂浮式取水器利用虹吸原理定期排污。
当热水器给取水管停水时，无水压作用到橡胶密封盖和定位托坠上，在橡胶密封盖自身弹力和定位托坠的重力作用下下移，上密封面和橡胶弹缩盖阀芯对应密封面脱离吻合状态，水可进入阀腔内。此时，橡胶密封盖处于临界密封状态。当自来水停水，给水管底部止回阀或取水阀门不严时，在高水位自身压力下，将有水不断的渗出，同时空气自动补入，水面下降，定位托坠失去了水的浮力作用，复合阀芯进一步下落，橡胶密封盖脱离吻合状态，水箱内的水通过打开的阀门补入进出水管，这样就防止了停水时复合阀芯的卡死现象。当水流出，水位下降到一定高度时，漂浮式取水器取水口发生偏转，由口朝上变为口朝下，并将沉积于贮水器底部的水垢排出。
热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器，以罐体、热虹吸管助循环器、淋水盘、膨胀水箱、风冷管、风冷器、冷凝水管、气压平衡管、浮控给取阀门、罐体与集热器连接管，热虹吸管助循环器与集热器连接管等依次连接固定组成此装置。
热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器，通过补取水管进入浮控给取阀门，补到罐体底部。同时，补水通过罐体下侧的出水口、逆止阀、管道与集热器底部进水口水连接给水，下集热管固定管腔满水后，水进入双通波纹真空集热管内，水位慢慢升高，充满集热器。管道内的气体通过安置于热虹吸管助循环器顶部膨胀水箱内的排气导管，沿排气导管下行进入与之连接的风冷器，从其顶部的气压平衡管排出。水充满热虹吸管助循环器后，浮控给取水阀关闭停止补水。罐体内的浮子取水器浮于罐体顶部，装置为充满水后的正常状态。如果连接空调热水器，罐体侧底部的上、下水管分别与空调热水器水冷换热器下部进水口和上部出水口连接，换热器上部出水口通过上水管及弹缩水管与水浮子给取水器连接，构成对流自循环系统。
阳光照射到集热器真空集热管上变成热能，传给了管中的水，水受热变轻上行。由于防冻导流器的作用，及防结垢双通波纹太阳能真空集热管的共同作用，使集热管内水的流速快，热效率高，并沿管腔汇流后进入有一定斜度的出水管，连接进入热虹吸管助循环器提升管内上升，水流到达顶部的淋水盘流下，通过下降管流到罐体内，实现热水系统的高速循环。随着时间的延长水温逐步升高，到达提升管顶部的淋水盘流下时，有汽化的汽体排出。排出的气体通过排汽管进入风冷器。如果通过空调热水器加热罐体内的水，水蒸发量更大。水蒸气的增多使的水面上水蒸汽的分压增大，混合气体沿罐体顶部的排气口排出，进入风冷器。风冷器冷凝的蒸馏水沿水管下流，不冷凝气体通过风冷器顶部的气压平衡管排出。进入风冷管的空气，吸收了风冷器内的水蒸汽，冷凝排放的热量变轻上升，冷空气不断补入，构成对流循环的自然风冷装置。
当用热水时，开启浮控给取水阀，罐体的水通过浮子取水器取水，沿弹缩取水管流出，热虹吸管内的水位下降，安装于热虹吸提升管上的活门在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，继续进行热循环。当水位降低到热虹吸提升管进水口以下时，集热器与热虹吸提升管之间的水静压力大于罐体及热虹吸管助循环器下水管侧的静压力，使的安装于罐体与集热器之间的底部管道逆止阀关闭。集热器集热将水变成水蒸汽进入到热虹吸管助循环器系统中，罐体水位继续下降到接近罐体底部，浮子取水器将水垢虹吸排出，实现系统的定期排污。给水过程同上。
双罐体双效热虹吸管助循环系统的贮水器内胆为上、下开口，上、侧开口，或上、侧、下开口的罐体，开口处设有用于连接安装其它装置的法兰盘或螺纹接口。罐体可用陶瓷、玻璃钢、搪瓷、塑料、不锈钢等材料制造。为提高陶瓷罐体的承压能力，可在陶瓷罐体外表层涂附玻璃钢强化外层。
在上贮水器内有一水浮子给取水器，自由或以进排气压力平衡管为定位导杆，随水位升降，或延导杆做上下运动，水浮子连接有可伸缩管或弹缩软管，并确保取水管进水口位于水面以下，可伸缩管和弹缩软管的下端与贮水器内胆罐体的下开口或侧开口的法兰盘连接，可密封固定有电加热器和取水连接管，可伸缩管的下端为笼架结构，安装有电加热器，方便进水排垢。
下贮水器为顶部和侧部开口的罐体，其内安置有水冷冷凝器，液位控制阀，排气管阀，它们密封紧固连接于下罐体顶部的法兰盘上，法兰盘密封紧固连接于下罐体顶部开口之上，下罐体内安装有水浮子给取水装置和出水装置，它们的一端与水冷冷凝器凝水管共同密封安装于法兰盘之上引出下罐体，并密封紧固连接于下罐体侧下开口之上。上、下罐体与其表皮之间，充填有保温材料。
沿下罐体，上贮水器罐体、热虹吸助循环装置安置有一条及一条以上的冷却风管、风管的下部安装有风冷器，风冷器有四个管口，从中部接入的两个管口为进气口，下部一个为冷凝水出水口，顶部一个为气压平衡管口。风冷管的底部安装有隔栅板一对，重合敞开时风从栅网孔进入，错开关闭时栅网孔将风阻挡，风冷管顶部置于热虹吸管助循环器膨胀水箱之下，可防雨排风。风冷管也可用通风管、雨水落水管、烟囱等代替。
水冷冷凝器冷凝水管，连接有沿下罐体、上贮水器罐体、热虹吸管助循环器安置的倒U型管，管与管之间以一定间距通过安装的温控阀门或手动阀门相互连通。温控阀门可为双金属片制作的温控阀门。
倒U型管的顶部连接有一高出倒U形管顶部的排气管与风冷器一进气管口连接，倒U形管冷凝水出口与风冷器冷凝水出口汇合连接成一管引出。
上贮水器罐体侧底部连接有一出水口，此出水口通过逆止阀、管道和集热器底部进水口连接，也可直接将上贮水器罐体侧底部出水口与集热器底部进水口直接连接。集热器顶部出水口，通过以一定斜度布置的管道连接到不冷凝性气体排出阀，与热虹吸管助循环器进水管连接。也可将集热器顶部出水口直接通过以一定斜度布置的管道与热虹吸管助循环器进水管连接。系统装置给水管沿装置保温布置，膨胀水箱的给水阀连接，通过给水管道沿热虹吸下水管将冷水补入上贮水器罐体底部。
热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器以下罐体，上贮水器罐体、热虹吸管助循环器、淋水补水膨胀水箱、倒U型管、风冷管冷凝器、水冷冷凝水管、风冷冷凝水管、倒U型管排气导管、上贮水器罐体与集热器连接管，热虹吸管助循环器与集热器连接管等依次连接固定就组成了此装置。
热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器补水，通过补水管进入设于热虹吸管助循环器顶部膨胀水箱中的开启的浮控阀门，并通过连接于阀门之上的给水管通过热虹吸管助循环器，补到上贮水器罐体底部，上贮水器罐体内部安装的浮子取水器取水口将水给入下罐体，水充满后，下罐体浮控阀关闭。同时补水通过上贮水器罐体下侧的出水口通过逆止阀管道与集热器底部进水管水连接，集热管下固定管腔满水后水进入双通波纹真空集热管内，水位慢慢升高，充满上贮水器罐体及集热器。管道内的气体通过安置于热虹吸管助循环器顶部的排气导管，沿排气导管下行进入与之连接的下罐体水冷冷凝器内，并通过设置于水冷冷凝器上部的排气管引到水冷冷凝器出水管口U型水封。进入到U型管顶部的排气管，沿排气管进入风冷器，从其顶部的气压平衡管排出。下罐体内气体通过下罐体顶部的排气管进入风冷器，从其顶部的气压平衡管排出。水充满热虹吸管助循环器后，安置于其顶部的浮控给水阀关闭停止补水。上贮水器罐体内的浮子取水器，下罐体内的浮子给取水器都浮于罐体顶部，装置为充满水后的正常状态。如果连接空调热水器，下罐体侧底部的进出水口，通过上、下水管分别与空调热水器水冷换热器下部进水口和上部出水口连接，换热器上部出水口通过上水管及弹缩水管与水浮子给取水器连接，构成对流自循环系统。
阳光照射到集热器真空集热管上变成热能，传给了管中的水，水受热变轻上行。由于防冻导流器的作用，及防结垢双通波纹太阳能真空集热管的共同作用，使的集热管内的水流速快，热效率高，并沿管腔汇流后进入有一定斜度的出水管，进入到浮控不冷凝气体排放器，将不冷凝气体积垒通过浮控排气阀排出。水进入热虹吸管助循环器提升管内上升，水流到达顶部的淋水盘流下，通过下降管流到上贮水器罐体内，实现热水系统的高速循环。随着时间的延长水温逐步升高，到达提升管顶部的淋水盘流下时，有汽化的汽体排出。排出的汽体通过排汽管进入下罐体内的水冷冷凝器，将热量排放到下罐体的水中，水通过对流循环不断提高温度。水冷冷凝器内的冷凝蒸馏水沿蒸馏水排放管排出，U型水封管防止了水蒸汽的排出。随着下罐体水温的提高，也将有水蒸汽产生，特别是空调热水器通过加热下罐体内的水，使的水蒸发量较大。水蒸气的增多使水面上水蒸汽的分压增大，混合气体沿下罐体顶部的排气口排出，进入风冷器。沿风冷器冷凝水管下流的蒸馏水和水冷冷凝器冷凝的蒸馏水汇合下流，不冷凝气体通过风冷器顶部的气压平衡管排出。随着下罐体水温的升高，水冷冷凝器蒸汽冷凝温度提高，汽压升高，U型管固有高度将不足以水封蒸汽。此时由于冷凝蒸馏水温度高，它流经安装有温控阀门的连通管时，温控阀门受热关闭，提高了出水连通管高度，同时也提高了蒸汽温度和压力使其可以有足够温差通过水冷冷凝器放热。并以此实现系统的制热水和双效制蒸馏水功能。水冷冷凝器析出的不冷凝气体通过水冷冷凝器内的排气导流管，在气压的作用下，通过水封进入倒U型管顶部的排气管排出，以混合气体的方式，沿排气管进入风冷器。水蒸汽冷凝为水，不冷凝气体通过气压平衡管排出。进入风冷管的空气，吸收了风冷器内的水蒸汽冷凝排放的热量变轻上升，冷空气不断补入，构成对流循环的自然风冷装置。
当用热水时，下罐体的水通过浮子取水器取水沿弹缩取水管流出，下罐体水位下降，浮控阀打开，上贮水器罐体内的热水通过上贮水器罐体内的浮子取水器取水，通过与之连接的弹缩取水管、两罐之间连接管补到下罐体中。上贮水器罐体热虹吸管内的水位下降，开启浮控给水阀，冷水补入上贮水器罐体底部，当上贮水器罐体的热水都补入下罐体后，再补到下罐体的水为冷水，下罐体内的热水将上浮，优先排出，直到排出冷水。长期使用水垢将沉积到上、下罐体底部，可以停止补水进行排垢。停止补水后用水，上贮水器罐体水位下降，随着水位下降，安装于热虹吸提升管上的活门在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，继续进行热循环。当给水流量小于取水流量时罐体水位下降，随着水位下降，安装于热虹吸提升管上的活门在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，仍继续进行热循环。当水位降低到热虹吸提升管进水口以下时，集热器与热虹吸提升管之间的水静压力大于上、下罐体及热虹吸管助循环器下水管侧的静压力，使的安装于上贮水器罐体与集热器之间的底部管道逆止阀关闭。集热器集热将水变成水蒸汽进入到热虹吸管助循环器系统中，上贮水器罐体水位继续下降到接近上贮水器罐体底部，浮子取水器将水垢虹吸排到下罐体内，下罐体水位下降到接近罐体底部，下罐体内的浮子取水器也将水垢虹吸排出，实现系统的定期排污。
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本发明太阳能热能制热水及蒸馏水器的单罐体单效结构示意图。
图2是本发明太阳能热能制热水及蒸馏水器的浮子引控太阳能热水器自动给取水装置构造示意图。
图3是本发明太阳能热能制热水及蒸馏水器的双罐体双效结构示意图。
图1中1太阳能真空集热管、2密封胶圈垫3、胶圈定位固定密封骨架、4连接紧固组件、5集热管上固定连接腔体、6集热管下固定连接腔体、7太阳能真空集热管吸热膜、8太阳能真空集热管吸热膜导出电极、9直流高压电源、10水体导出电连接点、11电接地点、12真空集热管应力吸收波纹、13非吸水闭泡弹性缓冲防冻裂导流器、14弹性固定支架、15管道防冻裂应力吸收器、16下连接腔体管道接口、17上连接腔体管道接口、18下连接管道、19上连接管道、20单向阀、21贮水罐、22浮控给取水阀、23水浮子取水器、24取水弹缩水管、25水浮子、26电加热器用伸缩管、27水循环用伸缩管、28膨胀水箱、29水浮子牵引杆、30淋水盘、31进排气管、32热虹吸提升管、33微压力开启活门、34下降水管、35多孔密封支架、36电加热器、37风冷器、38风冷管、39气压平衡管、40进风隔栅、41冷凝水管、42给取水管、43水冷换热器、44热循环回水管、45热循环取水管、46制冷剂进口、47制冷剂出口。
如图1所示热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器，通过补取水管进入开启的浮控给取水阀门22，将水补到贮水器罐体21底部，同时补水通过贮水器罐体21下侧的出水口通过逆止阀20、下连接管道18与集热器底部下连接腔体管道接口16水连接，集热管下固定连接腔体6满水后，水进入双通波纹太阳能真空集热管1内，水位慢慢升高，充满集热管上固定连接腔体5及集热器。管道内的气体通过安置于热虹吸管助循环器顶部的进排气导管31，沿进排气导管下行进入与之连接的风冷器37，从其顶部的气压平衡管39排出。水充满后，浮控给取水阀门22关闭。装置为充满水后的正常状态。如果连接空调热水器43，贮水器罐体21侧底部的进出水口44、45通过上、下水管分别与空调热水器水冷换热器43下部进水口和上部出水口连接，空调热水器水冷换热器上部出水口通过上水管及伸缩管27与水浮子给取水器25连接，构成对流自循环系统。
阳光照射到集热器真空集热管上变成热能，传给了管中的水，水受热变轻上行。由于非吸水闭泡弹性体制造的缓冲防冻裂真空管导流器13的作用，及防结垢双通波纹太阳能真空集热管1的共同作用，使的集热管内的水流速快，热效率高，并沿管腔汇流后进入有一定斜度的出水管19，进入热虹吸管助循环器提升管32内上升，水流到达顶部的淋水盘30流下，通过下降管34流到贮水器罐体21内，实现热水系统的高速循环。随着时间的延长水温逐步升高，水到达提升管顶部的淋水盘30流下时，有汽化的汽体排出。排出的汽体通过进排汽管31进入风冷器37，水蒸汽冷凝为水，不冷凝气体通过气压平衡管39排出。进入风冷管38的空气，吸收了风冷器37内的水蒸汽冷凝排放的热量变轻上升，冷空气不断从进风隔栅40补入，构成对流循环的自然风冷装置。
当用热水时，开启浮控给取水阀22，罐体21的水通过浮子取水器23取水，沿弹缩取水管24流出，热虹吸管内的水位下降，安装于热虹吸提升管上的活门33在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，继续进行热循环。当水位降低到热虹吸提升管进水口以下时，集热器与热虹吸提升管之间的水静压力大于罐体及热虹吸管助循环器下水管侧的静压力，使的安装于罐体与集热器之间的底部管道逆止阀20关闭。集热器集热将水变成水蒸汽进入到热虹吸管助循环器系统中，罐体21水位继续下降到接近罐体底部，浮子取水器23将水垢虹吸排出，实现系统的定期排污。电加热器36和伸缩水管26及水浮子25结合使用可以快速得到热水。给水过程同上。
图2中1给取水阀体、2给取水口、3弹性阀盖、4阀体下密封面、5复合阀芯、6阀芯密封面、7上阀体上密封面、8给水出口、9给水出口阀片、10取水阀片、11取水阀密封面、12取水口、13阀体连杆、14水浮子如图2浮子引控太阳能热水器自动给取水装置当向太阳能热水器给水时装置为开启状态，自来水通过给取水口2到达浮子引控给取水阀体1中下部，通过阀体下导流定位隔板间隔成的流腔到达上给取水导流定位隔板，通过给取水阀门上阀体密封面7进入给取水选择阀组阀腔内。此阀组由一对启闭相反的阀门组成自动选择式三通阀，此阀组顶部的取水阀片10在给水压力的作用下关闭，堵塞取水口12。同时，给水阀片9在水的压力作用下，打开将水排出，实现冷水在水箱底部的导流给水，从而避免了冷水冲到热水表层，出现冷、热水混水的现象。随着水位上升，浮子14渐渐浮起，由自由漂浮状态向垂直状态过渡，浮子14、牵引连杆13在浮子浮力的作用下，作用于连接的复合阀芯5上，将复合阀芯牵引，当复合阀芯上升到一定程度时，位于复合阀芯下部的橡胶弹缩密封盖3和阀体下密封面4接触吻合密封，给水水压作用于复合阀芯5下部，橡胶密封盖3变形使复合阀芯5继续上移，直至阀芯上密封面6和上阀体上密封面7吻合密封。这样由橡胶密封盖3和下密封面4及复合阀芯上密封面6和阀体上密封面7组成两道密封面，确保其密封状态。在使用过程中，当有水垢搁垫于上密封面6、7之间时，上密封面6、7不能及时密封，在水压的作用下，由于下密封面3、4已密封无水进入，实现了给水的密封。当下密封面3、4被搁垫密封不严时，水压和浮子14牵引的作用可使上密封面6、7密封。
当取水时，从漂浮式取水器汇集的热水在水压的作用下，浮子引控给取水阀门打开，同时进取水选择阀组上安装的取水阀片10被打开，而给水阀片9被关闭，实现了冷热水自动分别给取。
当热水器给取水管停水时，无水压作用到复合阀芯5上，在橡胶密封盖3自身弹力和复合阀芯5的重力作用下下移，上密封面6、7脱离吻合状态，水可进入阀腔内，此时，橡胶密封盖处于临界密封状态。当自来水停水，给水管底部止回阀或取水阀门不严时，在高水位自身压力下，将有水不断的渗出，同时空气自动补入，水面下降，复合阀芯5进一步下落，橡胶密封盖3脱离吻合状态，水箱内的水通过打开的阀门补入给取水管，这样就防止了停水时复合阀芯的卡死现象。
图3中1太阳能真空集热管、2密封胶圈垫、3胶圈垫定位固定密封骨架、4连接紧固组件、5集热管上固定连接腔体、6集热管下固定连接腔体、7太阳能真空集热管吸热膜、8太阳能真空集热管吸热膜导出电极、9直流高压电源、10水体导出电连接点、11电接地点、12真空集热管应力吸收波纹、13非吸水闭泡弹性缓冲防冻裂导流器、14弹性固定支架、15管道防冻裂应力吸收器、16下连接腔体管道接口、17上连接腔体管道接口、18下连接管道、19上连接管道、20单向阀、21不凝性汽体排放器、22、上贮水器罐体、23上贮水器罐体水浮子取水器、24上贮水器罐体取水弹缩水管、25水浮子、26伸缩水管、27电加热器、28电加热器接线端子、29进排气导管、30间隔板、31微压力开启活门、32多孔封闭支架、33热虹吸提升管、34淋水盘、35膨胀水箱、36浮控给水阀门、37落水管口、38落水管、39风冷管排气口、40底部给水管、41下罐体贮水器、42下罐体浮控给水阀、43下罐体水浮子给取水器、44下罐体弹缩取水管、45下罐体弹缩给水管、46水冷冷凝器、47水冷冷凝器U型水封、48温控阀门、49倒U型管、50倒U型管排气管、51进排气口、52进排气管上下罐体连接管、53下罐体排气管口、54风冷器、55气压平衡管、56冷凝水管、57风冷管、58进风隔栅、59下罐体热循环出水管、60下罐体热循环回水管、61取水管、62空调水冷换热器。
如图所示热虹吸助循环太阳能热能制热水及蒸馏水器，通过补水管进入设于热虹吸管助循环器顶部膨胀水箱35中的开启的浮控给水阀门36，并通过连接于阀门之上的底部给水管40穿过热虹吸管助循环器下降水管38补到上贮水器罐体22底部，上贮水器罐体22内部安装的水浮子取水器23通过上贮水器罐体取水弹缩水管24将水给入下贮水器罐体41，水充满后，下贮水器罐体水位控制补水阀42关闭。同时补水通过上贮水器罐体22下侧的出水口通过逆止阀20、下连接管道18与集热器底部下连接腔体管道接口16水连接，集热管下固定连接腔体6满水后，水进入双通波纹太阳能真空集热管1内，水位慢慢升高，充满集热管上固定连接腔体5及集热器。管道内的气体通过安置于热虹吸管助循环器顶部的进排气导管29，沿进排气导管下行进入与之连接的下贮水器罐体41内的水冷冷凝器46内，并通过水冷冷凝器46引到水冷冷凝器出水管口U型水封47。进入到倒U型管49顶部的排气管50，沿排气管50进入风冷器54，从其顶部的气压平衡管55排出。下贮水器罐体41内的气体通过其顶部的排气管口53进入风冷器54，从其顶部的气压平衡管55排出。水充满热虹吸管助循环器后安置于其顶部的浮控给水阀36关闭停止补水。上贮水器罐体内的浮子取水器23，水浮子25，下贮水器罐体内的浮子给取水器43都浮于罐体顶部，装置为充满水后的正常状态。如果连接空调换热器62，下贮水器罐体41侧底部的进出水口60、59，通过上、下水管分别与空调换热器62下部进水口和上部出水口连接，空调换热器上部出水口通过上水管及弹缩软管45与水浮子给取水器43连接，构成对流自循环系统。
阳光照射到集热器真空集热管上变成热能，传给了管中的水，水受热变轻上行。由于非吸水闭泡弹性体制造的缓冲防冻裂真空管导流器13的作用，及防结垢双通波纹太阳能真空集热管1的共同作用，使的集热管内的水流速快，热效率高，并沿管腔汇流后进入有一定斜度的出水管19，进入到浮控不冷凝气体排放器21将不冷凝气体排出。水进入热虹吸管助循环器提升管33内上升，水流到达顶部的淋水盘34流下，通过下降管38流到上贮水器罐体22内，实现热水系统的高速循环。随着时间的延长水温逐步升高，水到达提升管顶部的淋水盘34流下时，有汽化的汽体排出。排出的汽体通过进排汽管29进入下贮水器罐体41内的水冷冷凝器46，将热量排放到下贮水器罐体内的水中，水通过对流循环不断提高温度。水冷冷凝器46内的冷凝蒸馏水沿蒸馏水排放管排出，U型水封管47防止了水蒸汽的排出。随着下贮水器罐体41水温的提高，也将有水蒸汽产生，特别是空调热水器62通过加热下贮水器罐体内的水，使的水蒸发量较大。水蒸气的增多使的水面上水蒸汽的分压增大，混合气体沿下贮水器罐体顶部的排气口53排出，进入风冷器54。沿风冷器54冷凝水管56下流的蒸馏水和水冷冷凝器46冷凝的蒸馏水汇合下流。不冷凝气体通过风冷器顶部的气压平衡管55排出。随着下贮水器罐体水温的升高，水冷冷凝器蒸汽冷凝温度提高，汽压升高，U型水封管47固有高度将不足以水封蒸汽。此时由于冷凝蒸馏水温度高，它流经安装有温控阀门48的连通管时，温控阀门48受热关闭，提高了出水连通管高度，同时也提高了蒸汽温度和压力使其可以有足够温差通过水冷冷凝器46放热。并以此实现系统的制热水和双效制蒸馏水功能。水冷冷凝器46析出的不冷凝气体通过水冷冷凝器46U型水封管47进入倒U型管49顶部的排气管50排出，以混合气体的方式，沿排气管50进入风冷器54，水蒸汽冷凝为水，不冷凝气体通过气压平衡管55排出。进入风冷管57的空气，吸收了风冷器54内的水蒸汽冷凝排放的热量变轻上升，冷空气不断从进风隔栅58补入，构成对流循环的自然风冷装置。
当用热水时，下贮水器罐体41的水通过浮子取水器43取水沿弹缩取水管44流出，下贮水器罐体41水位下降，浮控阀42打开，上贮水器罐体22内的热水通过上贮水器罐体内的浮子取水器23取水，通过与之连接的弹缩取水管24、补到下贮水器罐体41中。上贮水器罐体热虹吸管内的水位下降，开启浮控给水阀36，冷水补入上贮水器罐体22底部，当上贮水器罐体22的热水都补入下贮水器罐体41后，再补到下贮水器罐体41的水为冷水，下贮水器罐体41内的热水将上浮，优先排出，直到排出冷水。长期使用水垢将沉积到上、下贮水器罐体底部，我们可以停止补水进行排垢。停止补水后用水，上贮水器罐体22水位下降，随着水位下降，按装于热虹吸提升管上的活门31在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，继续进行热循环。当给水流量小于取水流量时罐体水位下降，随着水位下降，按装于热虹吸提升管上的活门31在失去了水流冲力的情况下被水压力打开，仍继续进行热循环。当水位降低到热虹吸提升管进水口以下时，集热器与热虹吸提升管之间的水静压力大于上、下贮水器罐体及热虹吸管助循环器下水管侧的静压力，使的安装于上贮水器罐体22与集热器之间的底部管道逆止阀20关闭。集热器集热将水变成水蒸汽进入到热虹吸管助循环器系统中，上贮水器罐体22水位继续下降到接近上贮水器罐体22底部，浮子取水器23将水垢虹吸排到下贮水器罐体41内，下贮水器罐体41水位下降到接近罐体底部，下贮水器罐体41内的浮子取水器43也将水垢虹吸排出，实现系统的定期排污。电加热器27和伸缩水管26及水浮子25结合使用可以快速得到热水。
权利要求
1.一种太阳能热能制热水及蒸馏水器，由真空集热管集热器、蓄水装置，连接管道、给取水管、蒸馏水器、蒸馏水管连接组成，其特征是真空集热管为双通波纹太阳能真空集热管，真空集热管两端，通过密封胶圈垫，固定密封骨架，连接紧固组件将有支撑的、相互连通的管腔与真空集热管密封并联连接，上、下管腔上有一个或一个以上的管道连接口对角线安置，组成真空集热管集热器，蓄水装置由贮水器罐体，热虹吸管助循环器连接组成，贮水器罐体上设置有用于安装所需装置的带法兰盘或螺纹的接口，罐体可用陶瓷、玻璃钢、搪瓷、塑料、不锈钢材料制造，陶瓷罐体外表可涂附玻璃钢强化外层，罐体内有水浮子给取水器，与弹缩软管或可伸缩管连接，通过法兰盘密封固定于罐体之上，热虹吸管助循环器，由两根长度不同的细管，套装于一根粗管中，或三根粗细不同的管，互套在一起，或粗管套细管且粗管用隔板间成两管，内部管上或隔板上安装有沿其延伸方向布置的多个重力水冲关毕、微压力开启的活门，粗管的一端，连接有膨胀水箱，细管上口接近其顶部，为进排气管，此管穿过罐体密封接出，另一管或间出管之一为热虹吸提升管，此管上端距膨胀水箱顶部有一定距离，三管顶端通过有孔支架互相支撑，底端相互封闭，固定于外管内壁之上，并通过连接管件，将其密封固定于外管适当位置的开口之上，进排气导管出口连接有冷凝器，冷凝器有出水排气口，冷凝器为水冷，风冷、或水冷和风冷，置于水中或空气中，蓄水装置上安装有给水阀，集热器和蓄水装置通过管道水连接，蓄水装置设有安装其它热源的接口，集热器、连接管道、蓄水装置和其外壳之间充填有保温材料。
2.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是真空集热管真空腔内管的吸热膜与外层玻璃管玻璃金属封结的电极连接，并将电极通过导体连接高压直流电源的负极，直流电源的正极通过导体和水体电连接，并确保负极与正极间的绝缘，并使正极接地，双通波纹太阳能真空集热管内壁上，通过弹性支架固定有非吸水闭泡弹性缓冲防冻裂导流器。
3.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是罐体侧底部连接有一出水口，此出水口通过逆止阀、管道和集热器底部进水口连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是集热器顶部出水口，通过以一定斜度布置的管道与热虹吸管助循环器水连接，热虹吸管助循环器顶部通过法兰盘或螺纹与安装有水位控制补水阀门和淋水盘的膨胀水箱密封连接，蓄水装置给水管沿蓄水装置保温布置，与膨胀水箱内的给水阀连接，通过出水管道沿热虹吸管助循环器将冷水补入罐体底部。
5.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是排气导管出口连接一条或一条以上的空腔结构的风冷管、风冷管的下部安装有管管或管片结构风冷器，风冷器有上、中、下三个管口。
6.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是在贮水器内有水浮子给取水器，自由或以进排气压力平衡管为定位导杆，随水位升降，或延导杆做上下运动，水浮子连接有可伸缩管或弹缩软管，给取水于水面以下，可伸缩管或弹缩软管的下端与贮水器内胆罐体的下开口或侧开口的法兰盘连接。
7.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是可伸缩管的下端为笼架结构，安装有电加热器。
8.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是可通过水浮子给取水器，伸缩管或弹缩软管与给取水管之间连接水冷换热器。
9.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是单管自动给取水，蓄水装置开口密封连接的法兰盘上，安装浮子引控给取水阀门，此阀门给取水阀体上设有给取水口、阀体下密封面、阀体上密封面、给水阀密封面、给水出口、取水阀密封面、取水口，复合阀芯上设有弹性阀盖密封面、阀芯密封面，复合阀芯通过阀体连杆与水浮子相连，给水阀密封面、给水出口、给水出口阀片组成给水阀，取水阀密封面、取水口、取水阀片组成取水阀，水浮子取水器与取水阀连接，阀体、复合阀芯、水浮子、取水阀、给水阀、水浮子取水器对应装配组成浮子引控给取水阀门。
10.根据权利要求1所述的太阳能热能制热水及蒸馏水器，其特征是蓄水装置为双罐体，上罐体内水浮子取水器弹缩软管取水管与下罐体液位控制阀连接，下罐体内安装有水浮子给取水和出水装置，它们的一端与水冷冷凝器凝水管共同密封安装于法兰盘之上引出下罐体，并密封连接于下罐体侧下开口之上，上罐体进排气导管与下罐体内安置的水冷冷凝器连接，水冷冷凝器出水管设有U形管水封，与沿蓄水装置安置的倒U型管连接，倒U型管之间以一定间距通过安装的温控阀门或手动阀门相互连通，温控阀门可用双金属片制作，倒U型管的顶部连接有高出倒U形管顶部的排气管与风冷器进气管口连接，倒U形管冷凝水出口与风冷器冷凝水出口汇合连接成一管引出，沿蓄水装置安置有一条及一条以上的冷却风管、冷却风管的下部安装有风冷器，从中部接入的两个管口，一个与下罐体排气管连接，另一个与倒U形管顶部的排气管连接，下部一个为冷凝水出水口，顶部一个为气压平衡管口，风冷管的底部安装有隔栅板一对，重合时开启，错开时关闭，风冷管顶部置于热虹吸管助循环器膨胀水箱之下，风冷管可用通风管、雨水落水管、烟囱等代替，集热器顶部出水口，通过以一定斜度布置的管道，连接到不冷凝性气体浮控排气阀，与热虹吸管助循环器水连接。
全文摘要
太阳能热能制热水及蒸馏水器，是利用双通波纹太阳能真空集热管、非吸水闭泡弹性缓冲防冻裂导流器、集热管上下固定连接腔体、连接紧固组件组成单元集热器，管道、热虹吸管助循环器、贮水器罐体、水浮子给取水器、取水弹缩水管、水浮子、伸缩水管、电加热器、进排气导管、膨胀水箱、浮控给水阀门组成蓄水装置，风冷管、风冷器、气压平衡管、冷凝水管、连接进排气导管组成制蒸馏水器，罐体热循环出回水管、空调水冷换热器组成热能制热水及蒸馏水器。上下双罐体、水冷冷凝器、水冷冷凝器U型水封、温控阀门、倒U型管、倒U型管排气管、可组成双效制热水及蒸馏水器。选配浮控给取水阀可实现单管给取水太阳能热能制热水及蒸馏水器。
文档编号F24J2/05GK1434256SQ0210300
公开日2003年8月6日 申请日期2002年1月25日 优先权日2002年1月25日
发明者徐宝安 申请人:徐宝安