專利名稱：分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水器，尤其涉及一種單一集熱器式分級(jí)加熱的太陽(yáng)能熱水器。
由于太陽(yáng)能是一種低密度能源，通過(guò)太陽(yáng)能熱水器集熱升溫的過(guò)程緩慢，所以存在加熱過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的熱損，使熱效率降低，其中，太陽(yáng)能集熱器是太陽(yáng)能熱水器的關(guān)鍵部件，且保溫條件比儲(chǔ)水器差，其集熱升溫過(guò)程緩慢，因此除了儲(chǔ)水箱的保溫外，在利用太陽(yáng)能進(jìn)行升溫加熱水的過(guò)程中，熱水器集熱器的保溫也非常重要，通常由于集熱器結(jié)構(gòu)與環(huán)境條件的限制，箱體邊緣的保溫條件會(huì)比中間處差，散熱快，故其邊緣的溫度會(huì)比中間處低。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的分級(jí)加熱方法如中國(guó)專利CN.2262694公布的一種分級(jí)加熱熱水器，是采用真空管式熱水器與平板式熱水器并接分級(jí)加熱的方法，其利用保溫能力差的集熱器加熱初級(jí)低溫水；利用保溫能力高的集熱器加熱次級(jí)中高溫水，即對(duì)初級(jí)水采用平板式集熱器加熱，升溫后的水在儲(chǔ)水箱中升入上層，再經(jīng)由真空管集熱器次級(jí)加熱，使水溫加熱到終溫55℃。這樣便充分發(fā)揮了真空管集熱器在55℃以上熱效率較單層玻璃蓋板的自然循環(huán)式平板集熱器為高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使次級(jí)熱水加熱中的熱損在利用儲(chǔ)水箱及真空集熱器保溫較好、加熱源與次級(jí)熱水的溫差較小的條件下減少到最小。
用這種組合集熱器的結(jié)構(gòu)，在加熱初始，其初級(jí)加溫的集熱器能利用加熱源與儲(chǔ)水箱水之間的較大溫差進(jìn)行快速加熱不失為較好的處理，但由于平板式集熱器恒定的自然循環(huán)加熱方式和其儲(chǔ)水箱分層結(jié)構(gòu)上的限制，當(dāng)中下層溫差逐步縮小時(shí)，對(duì)大量的已接近最終溫度的熱水進(jìn)行尤其是自然循環(huán)式的較長(zhǎng)時(shí)間的加溫時(shí)，通過(guò)集熱器與管路產(chǎn)生散熱與流體阻力的效率損失也較大，加之其儲(chǔ)水箱中下層達(dá)到較高溫度的熱水與集熱器內(nèi)積溫相近后，使集熱器效率降低，且與環(huán)境溫度的溫差變大，保溫效率降低，因此造成了自然循環(huán)加熱的平板式太陽(yáng)能熱水器部分上午熱效率高，中午以后熱效率低的狀態(tài)，不利于提高熱水器的整體熱效率，且采用兩種集熱器制造熱水器使生產(chǎn)變得成本增高，集熱器最小單元占地變大，不適于家庭單元使用與推廣。
與此同時(shí)，在使用太陽(yáng)能熱水器中存在的另一個(gè)問(wèn)題是在需要使用部分熱水的時(shí)候，往往存在儲(chǔ)水箱中的水還不到熱水溫度的情況，為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們采用了分級(jí)式水箱的方法來(lái)分級(jí)儲(chǔ)存熱水，如中國(guó)專利CN.2295167，其方法是采用多個(gè)串接的直流循環(huán)式儲(chǔ)水箱以實(shí)現(xiàn)最熱與先熱的水先用的目標(biāo)，這種直流循環(huán)串接加熱的方式有一個(gè)不足；其曬熱水的過(guò)程是在平板式集熱器內(nèi)進(jìn)行的，由于平板式集熱器通常保溫性比不上有真空隔層的真空管集熱器，在曬熱水的過(guò)程中已有許多熱能在集熱器及循環(huán)管道中損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種使熱水器能通過(guò)單一式或組合式集熱器與儲(chǔ)水箱分級(jí)組合實(shí)現(xiàn)分級(jí)保溫與分級(jí)加熱，以達(dá)到相變集熱器及儲(chǔ)水箱在集熱、傳熱和儲(chǔ)存熱水的過(guò)程中保溫相對(duì)溫差減小，因保溫而產(chǎn)生的熱損減少，并在同樣的日照條件下能滿足經(jīng)次級(jí)加熱后部分用水先達(dá)到50℃～60℃的終溫，供先熱先用，其余的用水除了稍后達(dá)到50℃以上的部分外，不能達(dá)到終溫的部分留在中間加熱溫度上，作為洗滌用水分級(jí)供水，這樣能減少加熱過(guò)程中的熱損，提高熱水器的整體熱效率，并適于家庭單元使用。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明采用一種分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器、太陽(yáng)能熱水器控制器、連接及控制件、管路、支架以及分級(jí)加熱式熱水箱，集熱器中設(shè)有分級(jí)保溫裝置，分級(jí)保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級(jí)保溫區(qū)與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器經(jīng)管路連接。
所述的分級(jí)保溫裝置是在集熱器內(nèi)集熱元件所構(gòu)成的受光面上部分地設(shè)置一縱向條塊形的透光保溫罩，保溫罩用塑料或玻璃或它們的組合材料制成，保溫罩內(nèi)可設(shè)置鋁箔蜂窩器或隔離器；所述的分級(jí)保溫裝置還包括其上所述的透光保溫罩之側(cè)設(shè)置若干個(gè)與透光蓋板相接的透光保溫分隔層，透光保溫分隔層是由薄板或薄膜、或它們的組合材料制成，分隔層是單層、或是多層、或是帶中空型腔的殼體所組成；所述的集熱元件為集熱管板、真空管或集熱管；
所述的分級(jí)保溫區(qū)的組成特征是沿集熱管板的橫向中部處設(shè)置終級(jí)保溫區(qū)，其兩邊可設(shè)置次級(jí)的保溫區(qū)，最邊緣兩側(cè)設(shè)置初級(jí)保溫區(qū)；所述的2個(gè)或以上的分級(jí)保溫區(qū)是指集熱器管板面上，經(jīng)如上所述的分級(jí)保溫裝置分隔后形成的具有不同保溫能力的特定集熱管板面與空間，及相對(duì)應(yīng)的部分集熱管板的傳熱管路；所述的分級(jí)保溫區(qū)與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水箱經(jīng)管路可直接連接、或通過(guò)中間換熱或傳熱件間接連接是直接連接、或是通過(guò)中間換熱或傳熱件間接連接；所述的分級(jí)加熱式熱水箱包括2個(gè)或以上的分級(jí)加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱，其相互間按分級(jí)加熱溫度順序串接，并且可設(shè)置隔離保溫層。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于集熱器上設(shè)置了分級(jí)保溫裝置，使集熱器內(nèi)的空氣對(duì)流散熱空間被分隔，減小了各分級(jí)保溫區(qū)的相對(duì)散熱溫差，采用分級(jí)保溫式集熱器與分級(jí)式熱水器對(duì)應(yīng)配接，實(shí)現(xiàn)了分級(jí)加熱，使集熱器上的各分級(jí)保溫區(qū)能在不同的積溫等級(jí)上吸熱傳熱，避免了集熱器積熱上升而造成保溫?zé)釗p增大，使相對(duì)溫差減小，保溫效率提高，并使集熱器的熱量輸出處于較高的效率狀態(tài)。減小了集熱傳熱過(guò)程中集熱器的熱損，使集熱器保溫效率提高，整體熱效率提高。


圖1是本實(shí)用新型集熱器中用真空管和集熱管板組合構(gòu)成3個(gè)分級(jí)保溫區(qū)的平面視圖。
圖2是附圖1的A-A向視圖。
圖3是附圖1的立體視圖。
圖4是分級(jí)加熱式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型集熱器中全部用真空集熱管構(gòu)成2個(gè)分級(jí)保溫區(qū)的平面視圖。
圖6是圖5的A-A視圖。
圖7是圖5的立體圖。
圖8是圖5的分級(jí)加熱式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9是本實(shí)用新型集熱器中全部用集熱管板組合構(gòu)成2個(gè)分級(jí)保溫區(qū)的平面視圖。
圖10是附圖9的A-A向視圖。
圖11是附圖10的立體圖。
圖12是圖9的分級(jí)加熱式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13是本實(shí)用新型集熱器中另一種用真空集熱管和集熱管組合構(gòu)成2個(gè)分級(jí)保溫區(qū)平面圖。
圖14是圖13的A-A向視圖。
圖15是圖13的立體圖。
圖16是圖13的分級(jí)加熱式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例之一的一個(gè)分級(jí)加熱集熱管板與真空集熱管組合成的自然循環(huán)的太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器1、分級(jí)加熱式熱水箱2、管路3、連接及控制件4、太陽(yáng)能熱水器控制器5、支架6、換熱器7、導(dǎo)熱液8，所述的集熱器包括真空集熱管11、底管座12、反射板13、聯(lián)匯管14，箱體15、箱體保溫層16、透光蓋板17、分級(jí)保溫裝置18、集熱管板19，其中分級(jí)保溫裝置包括透光保溫罩181、透光保溫分隔層182，所述的連接及控制件包括溫度傳感器41、液位傳感器42、浮式取水裝置43、電磁開(kāi)關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級(jí)加熱式熱水器包括3個(gè)分級(jí)加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級(jí)保溫裝置18設(shè)置在透光蓋板17下、真空集熱管11、集熱管板19上，由一塑料透光保溫罩181與兩側(cè)的塑料透光保溫分隔層182組成，透光保溫罩內(nèi)置有橫向隔離器183，透光保溫分隔層182為集熱管板所在面上或板面上兩個(gè)保溫區(qū)交界處設(shè)置的與透光蓋板相接的4個(gè)單層塑料薄板保溫分隔層，集熱管板19中分隔成保溫區(qū)C與保溫區(qū)B兩個(gè)保溫區(qū)，整個(gè)集熱器真空集熱管11與集熱管19所在的面上被分級(jí)保溫裝置18分隔成五個(gè)封閉的區(qū)間，形成三個(gè)分級(jí)保溫區(qū)，真空集熱管11與集熱管板19分別經(jīng)聯(lián)匯后分別形成三個(gè)循環(huán)回路端口AO、AI，BO、BI，CO、CI，經(jīng)管路3與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器2的進(jìn)水口和出水口連接，并與分級(jí)加熱式熱水器2中的三個(gè)換熱器7相連接形成三個(gè)分級(jí)加熱循環(huán)回路，三個(gè)循環(huán)回路中充有導(dǎo)熱液8。
真空集熱管11與集熱管板19及分級(jí)保溫裝置18均置于箱體保溫層16中，如圖7所示上述集熱器組成件均置于箱體15內(nèi)，整個(gè)集熱器置于支架6之上。
三個(gè)分級(jí)式儲(chǔ)水箱內(nèi)分別置有中位與下位的二個(gè)溫度傳感器41、上位、與下位的二個(gè)水位傳感器42及浮式取水裝置43，浮式取水裝置43與電磁開(kāi)關(guān)閥44相連；各分級(jí)式儲(chǔ)水箱間用連通管45按初級(jí)——次級(jí)——終級(jí)——終溫儲(chǔ)水箱順序相連，其中浮式取水裝置的出水口如圖2所示分別設(shè)在下一個(gè)儲(chǔ)水箱的底部，分級(jí)加熱式熱水箱的進(jìn)水口BO、CO分別與其儲(chǔ)水箱中的浮式取水裝置43軟管相接。所有控制件溫度傳感器41、水位傳感器42、電磁開(kāi)關(guān)閥44均與微電腦太陽(yáng)能熱水器控制器5電連接，微電腦太陽(yáng)能熱水器控制器5中包括有溫度檢測(cè)與控制電路及液位檢測(cè)與控制電路控制電磁開(kāi)關(guān)閥44的開(kāi)閉。初級(jí)儲(chǔ)水箱與終溫儲(chǔ)水箱中還置有通氣管46，初級(jí)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管道上置有電磁開(kāi)關(guān)閥44。
工作過(guò)程分級(jí)加熱的設(shè)定值為初級(jí)儲(chǔ)水箱20℃；次級(jí)儲(chǔ)水箱35℃；終級(jí)儲(chǔ)水箱50℃預(yù)先設(shè)定在帶微電腦的太陽(yáng)能熱水器控制器5的設(shè)定控制開(kāi)關(guān)中，根據(jù)溫度傳感器及水位傳感器輸入電訊號(hào)經(jīng)比較電路比較后通過(guò)控制與浮式取水裝置串接的電磁開(kāi)關(guān)閥的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)。
初始狀態(tài)時(shí)，各分級(jí)儲(chǔ)水箱內(nèi)均留有下位的最低保護(hù)水量。日光輻射經(jīng)透光蓋板14、分級(jí)保溫裝置18后被真空集熱管11與集熱管板19吸收，使各分級(jí)保溫區(qū)內(nèi)升溫，保溫區(qū)C內(nèi)循環(huán)回路對(duì)應(yīng)的初級(jí)加熱儲(chǔ)水箱中的導(dǎo)熱液8通過(guò)換熱器7使初級(jí)加熱儲(chǔ)水箱中的水被加熱到設(shè)定的初級(jí)溫度20℃時(shí)，由下位溫度傳感器測(cè)得的電訊號(hào)傳入太陽(yáng)能熱水器控制器5，經(jīng)比較電路與設(shè)定值比較后開(kāi)通初級(jí)加熱儲(chǔ)水箱的自來(lái)水進(jìn)口電磁開(kāi)關(guān)閥44，在設(shè)定的對(duì)應(yīng)開(kāi)通時(shí)間內(nèi)，初級(jí)儲(chǔ)水箱在自來(lái)水壓力下增補(bǔ)進(jìn)一常量的水量，使溫度下降，補(bǔ)水的常量可按需設(shè)定，初級(jí)加熱儲(chǔ)水箱與對(duì)應(yīng)的集熱管路重復(fù)前述的自然循環(huán)加熱與直流常量補(bǔ)水的高效加熱過(guò)程，直至水量升達(dá)中位并全部達(dá)到20℃時(shí)，由太陽(yáng)能熱水器控制器根據(jù)中位水位傳感器與中、低位溫度傳感器輸入的電訊號(hào)開(kāi)啟電磁開(kāi)關(guān)閥44，向次級(jí)儲(chǔ)水箱供入一常量的初級(jí)熱水供升溫加熱，與此同時(shí)初級(jí)儲(chǔ)水箱重復(fù)增補(bǔ)常量進(jìn)水，重復(fù)上述加熱過(guò)程；進(jìn)入次級(jí)儲(chǔ)水箱的水按保溫區(qū)B35℃的設(shè)定值進(jìn)行如同前述相同的加熱循環(huán)，當(dāng)水量升達(dá)中位并全部達(dá)到35℃時(shí)，由太陽(yáng)能熱水器控制器5按相同的方式開(kāi)啟其電磁開(kāi)關(guān)閥44向終級(jí)儲(chǔ)水箱供水，向次級(jí)儲(chǔ)水箱供入一常量的初級(jí)熱水供升溫加熱；同樣，按保溫區(qū)B中的循環(huán)導(dǎo)熱液8經(jīng)換熱器7將進(jìn)入次級(jí)儲(chǔ)水箱的水加熱到35℃向終級(jí)儲(chǔ)水箱供入一常量的次級(jí)熱水供升溫加熱，并按前述相同的過(guò)程循環(huán)；按保溫區(qū)A中的循環(huán)導(dǎo)熱液8經(jīng)換熱器7將終級(jí)儲(chǔ)水箱的水加熱到50℃向終溫儲(chǔ)水箱供一常量的終溫?zé)崴?，并按前述相同的加熱循環(huán)，直至終溫儲(chǔ)水箱水滿時(shí)上位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)，則終級(jí)儲(chǔ)水箱停止向其供水；同時(shí)終級(jí)儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)時(shí)，次級(jí)儲(chǔ)水箱停止向其供水；次級(jí)儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)時(shí)，初級(jí)儲(chǔ)水箱停止向其供水，如此分級(jí)加熱與保障先熱先用。
同時(shí)，次級(jí)與終級(jí)儲(chǔ)水箱向后一級(jí)儲(chǔ)水箱供水后，若水位低于其下位水位傳感器時(shí)，將由太陽(yáng)能熱水器控制器5開(kāi)啟其前一級(jí)儲(chǔ)水箱的電磁開(kāi)關(guān)閥44實(shí)行強(qiáng)迫供水，以保障加熱循環(huán)回路中有足夠的水頭高度進(jìn)行熱虹吸循環(huán)及分級(jí)定溫加熱溫度不上升。
需連續(xù)大量使用終溫水時(shí)，各儲(chǔ)水箱的電磁開(kāi)關(guān)閥44會(huì)因其前級(jí)儲(chǔ)水箱水位落入低位水位而經(jīng)太陽(yáng)能熱水器控制器5控制訊號(hào)下處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)所有分級(jí)儲(chǔ)水箱的水均被用至低位水位時(shí)，初級(jí)儲(chǔ)水箱的下位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)，使太陽(yáng)能熱水器控制器5開(kāi)啟進(jìn)水電磁開(kāi)關(guān)閥44，冷水進(jìn)入初級(jí)儲(chǔ)水箱并將C保溫區(qū)內(nèi)集熱管板19中的熱水頂出供入次級(jí)儲(chǔ)水箱，最后初級(jí)儲(chǔ)水箱的中位溫度傳感器因冷水上升，水溫低于20℃時(shí)則停止向次級(jí)儲(chǔ)水箱供水，進(jìn)水電磁開(kāi)關(guān)閥44也因此在太陽(yáng)能熱水器控制器5的控制訊號(hào)下切斷。除終溫儲(chǔ)水箱的水會(huì)用空外，次級(jí)與終級(jí)儲(chǔ)水箱中最低水位均留在下位水位傳感器位置上，則一個(gè)加熱——使用周期結(jié)束。
請(qǐng)參閱圖5、圖6、圖7、圖8所示，是本實(shí)用新型實(shí)施例之二的一個(gè)分級(jí)加熱真空集熱管式集熱器的太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器1、分級(jí)加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽(yáng)能熱水器控制器5、支架6，所述的集熱器包括真空集熱管11、底管座12、反射板13、聯(lián)匯管14，箱體15、箱體保溫層16、分級(jí)保溫裝置17，其中分級(jí)保溫裝置包括透光保溫罩171、透光保溫分隔層172，橫向隔離器173，所述的連接及控制件包括溫度傳感器41、水位傳感器42、浮式取水裝置43、電磁開(kāi)關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級(jí)加熱式熱水器包括2個(gè)分級(jí)加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級(jí)保溫裝置17設(shè)置在真空集熱管11之上，由一塑料透光保溫罩171與兩側(cè)的塑料透光保溫分隔層172組成，透光保溫罩內(nèi)置有橫向隔離器173，由透光橫隔板加縱向連接肋板組成，用于阻擋熱氣流沿縱向循環(huán)散熱，保溫罩兩側(cè)A保溫區(qū)與B保溫區(qū)交界處設(shè)置狹長(zhǎng)矩形的帶中空型腔的透光薄殼罩172，整個(gè)集熱器真空集熱管所在的面上被分級(jí)保溫裝置17分隔成三個(gè)封閉的區(qū)間，形成二個(gè)分級(jí)保溫區(qū)，真空集熱管11經(jīng)聯(lián)匯管14后形成二個(gè)換熱端口AIO、BIO，經(jīng)管路3與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器2的換熱端口相連接，形成二個(gè)分級(jí)加熱回路。
真空集熱管11與分級(jí)保溫裝置17均置于箱體保溫層16中，如圖3所示上述集熱器組成件均置于箱體15內(nèi)，整個(gè)集熱器置于支架6之上。
二個(gè)分級(jí)式儲(chǔ)水箱內(nèi)，初級(jí)加熱式儲(chǔ)水器置有中位與下位二個(gè)溫度傳感器41、上位與下位的二個(gè)水位傳感器42及浮式取水裝置43，終級(jí)加熱式儲(chǔ)水器置有中位、下位的二個(gè)溫度傳感器41，和上位與下位二個(gè)水位傳感器42及浮式取水裝置43，終溫儲(chǔ)水箱的上位置有一個(gè)水位傳感器42，浮式取水裝置43與電磁開(kāi)關(guān)閥44相連；各分級(jí)式儲(chǔ)水箱間用連通管45按初級(jí)-—終級(jí)——終溫儲(chǔ)水箱順序相連，其中浮式取水裝置的出水口如圖4所示分別設(shè)在下一個(gè)儲(chǔ)水箱的底部，分級(jí)加熱式熱水箱的進(jìn)水口AO、BO分別與其儲(chǔ)水箱中的浮式取水裝置43軟管相接。所有控制件溫度傳感器41、水位傳感器42、電磁開(kāi)關(guān)閥44均與微電腦太陽(yáng)能熱水器控制器5電連接，微電腦太陽(yáng)能熱水器控制器5中包括有溫度檢測(cè)與控制電路及液位檢測(cè)與控制電路控制電磁開(kāi)關(guān)閥44的開(kāi)閉。初級(jí)儲(chǔ)水箱與終溫儲(chǔ)水箱中還置有通氣管46，初級(jí)儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管道上置有電磁開(kāi)關(guān)閥44。分級(jí)加熱式熱水器包括2個(gè)分級(jí)加熱式熱水箱、保溫隔離層與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱。
工作過(guò)程分級(jí)加熱的設(shè)定值為初級(jí)儲(chǔ)水箱35℃；終級(jí)儲(chǔ)水箱50℃預(yù)先設(shè)定在帶微電腦的太陽(yáng)能熱水器控制器5的設(shè)定控制開(kāi)關(guān)中，根據(jù)溫度傳感器及水位傳感器輸入電訊號(hào)經(jīng)比較電路比較后通過(guò)控制與浮式取水裝置43串接的電磁開(kāi)關(guān)閥44的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)。
初始狀態(tài)時(shí)，各分級(jí)儲(chǔ)水箱內(nèi)均留有下位的最低保護(hù)水量。日光輻射經(jīng)透光蓋板14、分級(jí)保溫裝置16后被真空集熱管11吸收，使各分級(jí)保溫區(qū)內(nèi)升溫，保溫區(qū)B內(nèi)集熱管管路對(duì)應(yīng)的初級(jí)儲(chǔ)水箱中的冷水經(jīng)集熱管自然循環(huán)傳熱被加熱到設(shè)定的換級(jí)溫度35℃時(shí)，由下位溫度傳感器測(cè)得的電訊號(hào)傳入太陽(yáng)能熱水器控制器5，經(jīng)比較電路與設(shè)定值比較后開(kāi)通初級(jí)儲(chǔ)水箱的自來(lái)水進(jìn)口電磁開(kāi)關(guān)閥44，在設(shè)定的對(duì)應(yīng)開(kāi)通時(shí)間內(nèi)，初級(jí)儲(chǔ)水箱在自來(lái)水壓力下增補(bǔ)進(jìn)一常量的水量，使溫度下降，補(bǔ)水的常量可按需設(shè)定，初級(jí)加熱儲(chǔ)水箱與對(duì)應(yīng)的集熱管路重復(fù)前述的自然循環(huán)加熱與直流常量補(bǔ)水的高效加熱過(guò)程，直至水量升達(dá)中位并全部達(dá)到35℃時(shí)，由太陽(yáng)能熱水器控制器根據(jù)中位與低位溫度傳感器輸入的電訊號(hào)開(kāi)啟其電磁開(kāi)關(guān)閥44，經(jīng)浮式取水裝置43向終級(jí)儲(chǔ)水箱供入一常量的初級(jí)熱水供升溫加熱；進(jìn)入終級(jí)儲(chǔ)水箱的水按50℃的設(shè)定值進(jìn)行如同前述相同的加熱的循環(huán)，當(dāng)水量升達(dá)中位并全部達(dá)到50℃時(shí)，由太陽(yáng)能熱水器控制器5按相同的方式開(kāi)啟其電磁開(kāi)關(guān)閥44控制向終溫儲(chǔ)水箱供水，直至終溫儲(chǔ)水箱水滿時(shí)上位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)，則終級(jí)儲(chǔ)水箱停止供水；當(dāng)終級(jí)儲(chǔ)水箱水滿，其上位水位傳感器LBH發(fā)出訊號(hào)時(shí)；初級(jí)儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器LAH發(fā)出訊號(hào)時(shí)，自來(lái)水進(jìn)口電磁開(kāi)關(guān)閥44停止向其供水，如此分級(jí)加熱與保障先熱先用。
此外，終級(jí)儲(chǔ)水箱向后一級(jí)儲(chǔ)水箱供水后，若水位低于其下位水位傳感器時(shí)，將由太陽(yáng)能熱水器控制器5開(kāi)啟其前一級(jí)儲(chǔ)水箱的電磁開(kāi)關(guān)閥44實(shí)行強(qiáng)迫供水，以保障分級(jí)定溫加熱溫度不上升，加熱的效率不降低。
需連續(xù)大量使用終溫水時(shí)，各儲(chǔ)水箱的電磁開(kāi)關(guān)閥44會(huì)因其前級(jí)儲(chǔ)水箱水位落入低位水位而經(jīng)太陽(yáng)能熱水器控制器5控制訊號(hào)下處于開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)所有分級(jí)儲(chǔ)水箱的水均被用至低位水位時(shí)，初級(jí)儲(chǔ)水箱的下位水位傳感器發(fā)出訊號(hào)，使太陽(yáng)能熱水器控制器5開(kāi)啟進(jìn)水電磁開(kāi)關(guān)閥44，最后初級(jí)儲(chǔ)水箱的中位溫度傳感器因冷水上升，水溫低于35℃時(shí)則停止向終級(jí)儲(chǔ)水箱供水，進(jìn)水電磁開(kāi)關(guān)閥44也因此在太陽(yáng)能熱水器控制器5的控制訊號(hào)下切斷。除終溫儲(chǔ)水箱的水會(huì)用空外，終級(jí)儲(chǔ)水箱中最低水位留在下位水位傳感器位置上，則一個(gè)加熱——使用周期結(jié)束。
請(qǐng)參閱圖9、圖10、圖11、圖12所示，是本發(fā)明實(shí)施例之三的一個(gè)分級(jí)加熱集熱管板式集熱器的自然循環(huán)的太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器1、分級(jí)加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽(yáng)能熱水器控制器5、支架6，所述的集熱器包括集熱管板11、箱體12、箱體保溫層13、透光蓋板14、分級(jí)保溫裝置15，其中分級(jí)保溫裝置包括透光保溫罩151、透光保溫分隔層152、鋁箔蜂窩器153上述的連接及控制件包括溫度傳感器41、液位傳感器42、浮式取水裝置43、電磁開(kāi)關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級(jí)加熱式熱水器包括2個(gè)分級(jí)加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級(jí)保溫裝置15設(shè)置在透光蓋板14下、集熱管板11上，由一玻璃透光保溫罩151與兩側(cè)的2個(gè)塑料透光保溫分隔層152組成，透光保溫罩內(nèi)置有鋁箔蜂窩器153，透光保溫分隔層152為集熱管板板面上兩個(gè)保溫區(qū)交界處設(shè)置的與透光蓋板相接的透光薄膜充氣袋分隔層，其充氣后成為矩形條的氣袋頂緊上下面板起分隔作用。
分級(jí)保溫裝置15將集熱管板表面分隔成三個(gè)封閉的區(qū)間，形成二個(gè)分級(jí)保溫區(qū)，集熱管板11經(jīng)聯(lián)匯后分別形成二個(gè)循環(huán)回路端口AO、AI；BO、BI，經(jīng)管路3與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器2的進(jìn)水口和出水口相連接，形成二個(gè)分級(jí)加熱循環(huán)回路。
集熱管板11與分級(jí)保溫裝置15均置于箱體保溫13中，如圖5所示上述集熱器組成件均置于箱體12內(nèi)，整個(gè)集熱器置于支架6之上，其余設(shè)置與連接及工作原理同上例。
請(qǐng)參閱圖10、圖11、圖12所示，是本發(fā)明實(shí)施例之四的一個(gè)分級(jí)加熱集熱管與真空集熱管組合式集熱器的自然循環(huán)的太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器1、分級(jí)加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽(yáng)能熱水器控制器5、支架6，所述的集熱器包括真空集熱管11、底管座12、反射板13、聯(lián)匯管14，箱體15、箱體保溫層16、透光蓋板17、分級(jí)保溫裝置18、金屬集熱管19，其中分級(jí)保溫裝置包括透光保溫罩181、透光保溫分隔層182，橫向隔離器183，所述的連接及控制件包括溫度傳感器41、液位傳感器42、浮式取水裝置43、電磁開(kāi)關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級(jí)加熱式熱水器包括2個(gè)分級(jí)加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級(jí)保溫裝置18設(shè)置在透光蓋板17下、真空集熱管11和集熱管19上，由一面板為玻璃、周邊為塑料板的組合材料透光保溫罩181與兩側(cè)的塑料透光保溫分隔層182組成，透光保溫罩內(nèi)置有橫向隔離器183，透光保溫分隔層182為集熱管所在面上兩個(gè)保溫區(qū)交界處設(shè)置的與透光蓋板相接的單層或雙層的塑料薄板保溫分隔層，塑料薄板保溫分隔層由薄板與其內(nèi)壁面上貼有的鋁箔塑料薄膜復(fù)合組成，分隔層與保溫罩兩側(cè)壁間留有空氣間隙。整個(gè)集熱器真空集熱管11與集熱管19所在的面上被分級(jí)保溫裝置18分隔成三個(gè)封閉的區(qū)間，形成二個(gè)分級(jí)保溫區(qū)，真空集熱管11與集熱管19分別經(jīng)聯(lián)匯后分別形成二個(gè)回路端口AO、AI；BO、BI，經(jīng)管路3與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器2的進(jìn)出水口和端口相連接，形成二個(gè)分級(jí)加熱回路。
真空集熱管11與集熱管19及分級(jí)保溫裝置18均置于箱體保溫層16中，如圖7所示上述集熱器組成件均置于箱體15內(nèi)，整個(gè)集熱器置于支架6之上，其余設(shè)置與連接及工作原理同上例。
權(quán)利要求
(1)一種分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，包括集熱器、太陽(yáng)能熱水器控制器、連接及控制件、管路、支架以及分級(jí)加熱式熱水箱，其特征在于集熱器中設(shè)有分級(jí)保溫裝置，分級(jí)保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級(jí)保溫區(qū)與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水箱經(jīng)管路連接。
(2)如權(quán)利要求(1)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的分級(jí)保溫裝置是在集熱器內(nèi)集熱元件所構(gòu)成的受光面上部分地設(shè)置一縱向條塊形的透光保溫罩，保溫罩用塑料或玻璃或它們的組合材料制成，保溫罩內(nèi)可設(shè)置清刪除鋁箔蜂窩器或隔離器。
(3)如權(quán)利要求(1)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的分級(jí)保溫裝置還包括其上所述的透光保溫罩之側(cè)設(shè)置若干個(gè)與透光蓋板相接的透光保溫分隔層，透光保溫分隔層是由薄板或薄膜、或它們的組合材料制成，分隔層是單層、或是多層、或是帶中空型腔的殼體所組成。
(4)如權(quán)利要求(1)和(2)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的集熱元件為集熱管板、集熱管或真空集熱管。
(5)如權(quán)利要求(1)和所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的分級(jí)保溫區(qū)的組成特征是沿集熱管板的橫向中部處設(shè)置終級(jí)保溫區(qū)；其兩邊可設(shè)置次級(jí)的保溫區(qū)；最邊緣兩側(cè)設(shè)置初級(jí)保溫區(qū)。
(6)如權(quán)利要求(1)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的2個(gè)或以上的分級(jí)保溫區(qū)是指集熱器管板面上，經(jīng)如上所述的分級(jí)保溫裝置分隔后形成的具有不同保溫能力的特定集熱管板面與空間，及相對(duì)應(yīng)的部分集熱管板的傳熱管路。
(7)如權(quán)利要求(1)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的分級(jí)保溫區(qū)與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水箱經(jīng)管路可直接連接、或是通過(guò)中間換熱或傳熱件間接連接。
(8)如權(quán)利要求(1)所述的分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述的分級(jí)加熱式熱水器包括2個(gè)或以上的分級(jí)加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱，其相互間按分級(jí)加熱溫度順序串接，并且可設(shè)置隔離保溫層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分級(jí)加熱太陽(yáng)能熱水器。包括集熱器、太陽(yáng)能熱水器控制器、管路、連接及控制件、管路、支架等，本發(fā)明的特征在于，還包括分級(jí)加熱式熱水器，且集熱器中設(shè)有分級(jí)保溫裝置，分級(jí)保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級(jí)保溫區(qū)與對(duì)應(yīng)的分級(jí)加熱式熱水器經(jīng)管路連接。它使集熱器內(nèi)對(duì)流散熱減少，集熱傳熱中的熱損減少，集熱相對(duì)溫差減小，傳熱處于高效率狀態(tài)，保溫效率提高，整體熱效率提高。
文檔編號(hào)F24J2/04GK1435606SQ0211069
公開(kāi)日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者潘戈 申請(qǐng)人:潘戈