专利名称：恒差式磁控太阳能增温器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能应用领域中的一种恒差式磁控太阳能增温器。
背景技术：
近20年来，太阳能应用在世界各国发展很快，开发使用太阳能已成为节能 降排的主要途径。在此领域中，尤以太阳能热水器发展特别迅猛，特别是我国， 已成为世界上太阳能热水器产能第一大国，仅品牌就有5000多个，年产能在5万台以上的企业就有30多家，但真正达到国家环保要求的"环保型家用热水器" 到目前为止仅有21家。国家规定的环保型家用热水器最关键的一条标准就是不论冬天夏天，在不阴天，不下雨并有一定日照强度的"标准状态"下，太阳能热水器热水箱里水温不得低于45t:。这就明确指出，冬天也必须达到45"C。实际情况并非如此， 在我国北方地区的冬季，即使有了一定日照强度的非常好的天气，能当天上水， 当天升温到45"C的，也只有很少品牌的热水器能达到，其主要原因是综合热效 率低。要提高综合热效率，必须要解决两方面问题， 一是提高集热器的吸收太阳 能的吸热效率，二是降低太阳能热水器的热损失，目前，人们对提高集热器的 吸热效率比较重视，但对热水器的热损失这一要害却几乎无人问津，太阳能热 水器的热损失主要集中在水箱上，由于传统的工艺结构及人们思维的惯性造成 的思维僵化，设i十僵化，使所有品牌的热水器的水箱几乎是一模一样；水箱上 面都有一个O20ram左右的孔与外界大气贯通，还有一个传感器孔也与大气贯通， 恰恰是这两个孔将相当一部分热能随着水蒸汽跑掉了，造成了热水器白天升温 慢，夜间降温快的状况。这个缺欠在我国北方地区的冬季就显得更为突出，本发明人居住地为辽宁 鞍山(方位为东经123° ，北纬41° )，即使是阳光特别充足的标准状态下，太阳能热水器每天升温在1o度。c左右，而在外界温度为ox:以下的夜间，热水器 就快速降温，经过一夜降温幅度均超过icrc，现举某一品牌的一台300升热水
器为例来说明此问题，2007年10月17日，鞍山地区，天气晴，阳光特别充足， 气温25'C左右，太阳能热水器的水温由早晨59'C上升到晚上79"C，到了晚上， 天气骤然降温至Or以下，18日早晨，热水器的温度已经降至57。C，降温幅度 达22""C，这一天并不是冬季。那么为什么太阳能热水器的水箱都留下一个与大气贯通的一个孔呢？这是 由两个原因决定的， 一是由于集热器将热能传导给水箱中水之后，使水的内能 增加，体积膨胀，并有一部分水蒸气溢出，使热水箱内压力增加，如果没有这 个与大气贯通的孔，随着水温的升高，压力的增加就会使水箱爆裂；二是如果 没有这个孔，当水箱内水温降低或在水箱排水时造成箱内水体积的减少，使热 水箱内产生了负压，当这个负压达到一定值时，大气压就会将水箱压瘪，正是 由于这两个原因使人们对这个孔造成的热损失的认可，认为这种热损失是无法 避免的，是一种必然。通过理论计算和实验测定，这个孔造成的对流热损失占 太阳能热水器热损失的40—50%。因此，研制一种恒差式磁控太阳能增温器一直 是国内国外急待解决的新课题。
发明内容
本发明的目的是提供一种构思新颖科学、为降低太阳能热水器的与大气对 流造成的热损失、必须在保证水箱升温时不爆裂、降温和排水时不被压瘪的前 提下、尽量达到升温快、不降温的效果的恒差式磁控太阳能增温器。本发明的目的是这样实现的恒差式磁控太阳能增温器的工作原理是，当两个永久性磁铁的磁场在空间发生交联时，不论其磁极方向，位置如何，都必 然发生磁力的相互作用，同样的， 一个磁铁和另一磁性材料也发生同样力的作 用，且不受任何非磁性介质的分隔和包裹的影响，两个磁铁的作用力相等，本 发明就是将两个磁铁的磁极平面，极性相异地平行地置放在同一轴心的空间中， 使它们的磁极间距离为一定值，两个磁铁在这一空间中形成了一个共同的磁场， 由于距离为定值时，也就确定使它们之间的引力为一定值，要改变它们的距离， 就要对它们的磁极面施加一个力，当外界施加的力大于两磁极间的引力时，其
中的一个磁铁开始向后移动，使它们的距离变长，在本装置中，其中一个磁铁 向后移动，就意味着它开启了被它关闭的气体通道，从而达到了卸压平衡的目 的，这里需要强调的是，两个活塞动作时所需的力是相等的，但所受的压强是 可以不相等的，在本装置中由于两个活塞面积是不相等，因此压强就不相等， 从而保证了当水箱内出现一个很小的负压时，外面气压就可顺利打开空气进入 通道；恒差式磁控太阳能增温器的工作原理所制造的装置由透明塑料罩、换气管、增温器阀体、磁性活塞A、磁性活塞B、活塞端盖A、活塞端盖B、换气管、保温罩、泡沫保温材料组成，所说的结构是，泡沫保温材料装入保温罩内及增 温器阀体的外部，在增温器阀体上部装有换气管及透明塑料罩，在增温器阀体内左部装有磁性活塞A及活塞端盖A，在增温器阀体内右部装有磁性活塞B及 活塞端盖B，在增温器阀体下部装有换气管。本发明的要点在于它的工作原理及结构。其设计原理是欲提高热水器升温效果，就要在热水器吸热升温过程中使水箱内保持一定的正压，而在热水器 排水和降温过程中，又不可避免的有一个微小的负压，为了保证水箱不被压瘪， 必须保证在极微小的负压条件下准确开启气体交换通道，使外面的空气顺利进 入水箱内。所谓恒差就是指水箱内最高气体压力与最低气体压力之差为一恒定值，即Fs—F低二F'錢。本装置采用钕铁硼永磁体做压差的计量元件和开关的执行元件，避免了热水箱温度变化和时效对其内部晶相的改变而改变其性能。 从而保证了本装置的动作准确性和可靠性，同时也保证了产品性能的统一性、 互换性、避免了产品性能的分散性。本装置所用器件保证在冷热温差变化大且 潮湿的环境中其器件不氧化，不变形、不变性。恒差式磁控太阳能增温器的使 用彻底改变了传统的热水器的工作方式。即由传统的与大气贯通无压差的工作 方式变为保持一定恒压差的工作方式。本装置采用了磁控技术，达到了恒差开
启开关的目的。恒差式磁控太阳能增温器与现有技术相比，具有构思新颖科学，为降低太 阳能热水器的与大气对流造成的热损失、必须在保证水箱升温时不爆裂、降温 和排水时不被压瘪的前提下、尽量达到升温快、不降温的效果等优点，将广泛 地应用于太阳能应用领域中。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。 图l是本发明的结构示意图。
具体实施例方式参照附图， 一种恒差式磁控太阳能增温器的工作原理是，当两个永久性磁 铁的磁场在空间发生交联时，不论其磁极方向，位置如何，都必然发生磁力的 相互作用，同样的， 一个磁铁和另一磁性材料也发生同样力的作用，且不受任 何非磁性介质的分隔和包裹的影响，两个磁铁的作用力相等，本发明就是将两 个磁铁的磁极平面，极性相异地平行地置放在同一轴心的空间中，使它们的磁 极间距离一定值，两个磁铁在这一空间中形成了一个共同的磁场，由于距离为 定值时，也就确定使它们之间的引力为一定值，要改变它们的距离，就要对它 们的磁极面施加一个力，当外界施加的力大于两磁极间的引力时，其中的一个 磁铁开始向后移动，使它们的距离变长，在本装置中，其中一个磁铁向后移动， 就意味着它开启了被它关闭的气体通道，从而达到了卸压平衡的目的，这里需 要强调的是，两个活塞动作时所需的力是相等的，但所受的压强是可以不相等 的，在本装置中由于两个活塞面积是不相等，因此压强就不相等，从而保证了 当水箱内出现一个很小的负压时，外面气压就可顺利打开空气进入通道。恒差式磁控太阳能增温器的工作原理所制造的装置由透明塑料罩1、换气管2、增温器阀体3、磁性活塞A4、磁性活塞B5、活塞端盖A6、活塞端盖B7、 换气管8、保温罩9、泡沫保温材料10组成，所说的结构是，泡沫保温材料IO 装入保温罩9内及增温器阀体3的外部，在增温器阀体3上部装有换气管2及 透明塑料罩l，在增温器阔体3内左部装有磁性活塞A4及活塞端盖A6，在增 温器阀体3内右部装有磁性活塞B5及活塞端盖B7，在增温器阀体3下部装有 换气管8。
权利要求
1、一种恒差式磁控太阳能增温器，其特征在于工作原理是，当两个永久性磁铁的磁场在空间发生交联时，不论其磁极方向，位置如何，都必然发生磁力的相互作用，同样的，一个磁铁和另一磁性材料也发生同样力的作用，且不受任何非磁性介质的分隔和包裹的影响，两个磁铁的作用力相等，本发明就是将两个磁铁的磁极平面，极性相异地平行地置放在同一轴心的空间中，使它们的磁极间距离为一定值，两个磁铁在这一空间中形成了一个共同的磁场，由于距离为定值时，也就确定使它们之间的引力为一定值，要改变它们的距离，就要对它们的磁极面施加一个力，当外界施加的力大于两磁极间的引力时，其中的一个磁铁开始向后移动，使它们的距离变长，在本装置中，其中一个磁铁向后移动，就意味着它开启了被它关闭的气体通道，从而达到了卸压平衡的目的这里需要强调的是，两个活塞动作时所需的力是相等的，但所受的压强是可以不相等的，在本装置中由于两个活塞面积是不相等，因此压强就不相等，从而保证了当水箱内出现一个很小的负压时，外面气压就可顺利打开空气进入通道。
2、 如权利要求1所述的恒差式磁控太阳能增温器的工作原理所制造的装置由透明塑料罩、换气管、增温器阀体、磁性活塞A、磁性活塞B、活塞端盖A、活塞端盖B、换气管、保温罩、泡沫保温材料组成，其特征在于所说的结构是，泡沫保温材料装入保温罩内及增温器阀体的外部，在增温器阀体上部装有换气管及透明塑料罩，在增温器阀体内左部装有磁性活塞A及活塞端盖A，在增温 器阀体内右部装有磁性活塞B及活塞端盖B，在增温器阀体下部装有换气管。
全文摘要
一种应用于太阳能应用领域中的恒差式磁控太阳能增温器，工作原理是，当两个永久性磁铁的磁场在空间发生交联时，不论其磁极方向，位置如何，都必然发生磁力的相互作用，且不受任何非磁性介质的分隔和包裹的影响，两个磁铁的作用力相等，本发明就是将两个磁铁的磁极平面，极性相异地平行地置放在同一轴心的空间中，使它们的磁极间距离为一定值，两个磁铁在这一空间中形成了一个共同的磁场，由于距离为定值时，也就确定使它们之间的引力为一定值，要改变它们的距离，就要对它们的磁极面施加一个力，当外界施加的力大于两磁极间的引力时，其中的一个磁铁开始向后移动，使它们的距离变长。该装置构思新颖科学、为降低太阳能热水器的与大气对流造成的热损失、尽量达到升温快、不降温的效果。
文档编号F16K17/00GK101162062SQ20071015835
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者高昌德 申请人:高昌德