專利名稱：分級加熱太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器，尤其涉及一種單一集熱器式分級加熱的太陽能熱水器。
由于太陽能是一種低密度能源，通過太陽能熱水器集熱升溫的過程緩慢，所以存在加熱過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的熱損，使熱效率降低，其中，太陽能集熱器是太陽能熱水器的關(guān)鍵部件，且保溫條件比儲(chǔ)水器差，其集熱升溫過程緩慢，因此除了儲(chǔ)水箱的保溫外，在利用太陽能進(jìn)行升溫加熱水的過程中，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)有的分級加熱方法如中國專利CN.2262694公布的一種分級加熱熱水器，是采用真空管式熱水器與平板式熱水器并接分級加熱的方法，其利用保溫能力差的集熱器加熱初級低溫水；利用保溫能力高的集熱器加熱次級中高溫水，即對初級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)式的較長時(shí)間的加溫時(shí)，通過集熱器與管路產(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)，在使用太陽能熱水器中存在的另一個(gè)問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)問題，人們采用了分級式水箱的方法來分級儲(chǔ)存熱水，如中國專利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單一式或組合式集熱器與儲(chǔ)水箱分級組合實(shí)現(xiàn)分級保溫與分級加熱，以達(dá)到相變集熱器及儲(chǔ)水箱在集熱、傳熱和儲(chǔ)存熱水的過程中保溫相對溫差減小，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，作為洗滌用水分級供水，這樣能減少加熱過程中的熱損，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)明采用一種分級加熱太陽能熱水器，包括集熱器、太陽能熱水器控制器、連接及控制件、管路、支架以及分級加熱式熱水箱，集熱器中設(shè)有分級保溫裝置，分級保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級保溫區(qū)與對應(yīng)的分級加熱式熱水器經(jīng)管路連接。
所述的分級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)置終級保溫區(qū)，其兩邊可設(shè)置次級的保溫區(qū)，最邊緣兩側(cè)設(shè)置初級保溫區(qū)；所述的2個(gè)或以上的分級保溫區(qū)是指集熱器管板面上，經(jīng)如上所述的分級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，及相對應(yīng)的部分集熱管板的傳熱管路；所述的分級保溫區(qū)與對應(yīng)的分級加熱式熱水箱經(jīng)管路可直接連接、或通過中間換熱或傳熱件間接連接是直接連接、或是通過中間換熱或傳熱件間接連接；所述的分級加熱式熱水箱包括2個(gè)或以上的分級加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱，其相互間按分級加熱溫度順序串接，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)置了分級保溫裝置，使集熱器內(nèi)的空氣對流散熱空間被分隔，減小了各分級保溫區(qū)的相對散熱溫差，采用分級保溫式集熱器與分級式熱水器對應(yīng)配接，實(shí)現(xiàn)了分級加熱，使集熱器上的各分級保溫區(qū)能在不同的積溫等級上吸熱傳熱，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的分級加熱式水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請參閱圖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)分級加熱集熱管板與真空集熱管組合成的自然循環(huán)的太陽能熱水器，包括集熱器1、分級加熱式熱水箱2、管路3、連接及控制件4、太陽能熱水器控制器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、分級保溫裝置18、集熱管板19，其中分級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、電磁開關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級加熱式熱水器包括3個(gè)分級加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級保溫裝置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所在的面上被分級保溫裝置18分隔成五個(gè)封閉的區(qū)間，形成三個(gè)分級保溫區(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與對應(yīng)的分級加熱式熱水器2的進(jìn)水口和出水口連接，并與分級加熱式熱水器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與電磁開關(guān)閥44相連；各分級式儲(chǔ)水箱間用連通管45按初級——次級——終級——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、電磁開關(guān)閥44均與微電腦太陽能熱水器控制器5電連接，微電腦太陽能熱水器控制器5中包括有溫度檢測與控制電路及液位檢測與控制電路控制電磁開關(guān)閥44的開閉。初級儲(chǔ)水箱與終溫儲(chǔ)水箱中還置有通氣管46，初級儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管道上置有電磁開關(guān)閥44。
工作過程分級加熱的設(shè)定值為初級儲(chǔ)水箱20℃；次級儲(chǔ)水箱35℃；終級儲(chǔ)水箱50℃預(yù)先設(shè)定在帶微電腦的太陽能熱水器控制器5的設(shè)定控制開關(guān)中，根據(jù)溫度傳感器及水位傳感器輸入電訊號經(jīng)比較電路比較后通過控制與浮式取水裝置串接的電磁開關(guān)閥的開閉實(shí)現(xiàn)。
初始狀態(tài)時(shí)，各分級儲(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，使各分級保溫區(qū)內(nèi)升溫，保溫區(qū)C內(nèi)循環(huán)回路對應(yīng)的初級加熱儲(chǔ)水箱中的導(dǎo)熱液8通過換熱器7使初級加熱儲(chǔ)水箱中的水被加熱到設(shè)定的初級溫度20℃時(shí)，由下位溫度傳感器測得的電訊號傳入太陽能熱水器控制器5，經(jīng)比較電路與設(shè)定值比較后開通初級加熱儲(chǔ)水箱的自來水進(jìn)口電磁開關(guān)閥44，在設(shè)定的對應(yīng)開通時(shí)間內(nèi)，初級儲(chǔ)水箱在自來水壓力下增補(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，初級加熱儲(chǔ)水箱與對應(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)水的高效加熱過程，直至水量升達(dá)中位并全部達(dá)到20℃時(shí)，由太陽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開啟電磁開關(guān)閥44，向次級儲(chǔ)水箱供入一常量的初級熱水供升溫加熱，與此同時(shí)初級儲(chǔ)水箱重復(fù)增補(bǔ)常量進(jìn)水，重復(fù)上述加熱過程；進(jìn)入次級儲(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)，由太陽能熱水器控制器5按相同的方式開啟其電磁開關(guān)閥44向終級儲(chǔ)水箱供水，向次級儲(chǔ)水箱供入一常量的初級熱水供升溫加熱；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)入次級儲(chǔ)水箱的水加熱到35℃向終級儲(chǔ)水箱供入一常量的次級熱水供升溫加熱，并按前述相同的過程循環(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，則終級儲(chǔ)水箱停止向其供水；同時(shí)終級儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器發(fā)出訊號時(shí)，次級儲(chǔ)水箱停止向其供水；次級儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器發(fā)出訊號時(shí)，初級儲(chǔ)水箱停止向其供水，如此分級加熱與保障先熱先用。
同時(shí)，次級與終級儲(chǔ)水箱向后一級儲(chǔ)水箱供水后，若水位低于其下位水位傳感器時(shí)，將由太陽能熱水器控制器5開啟其前一級儲(chǔ)水箱的電磁開關(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)水箱的電磁開關(guān)閥44會(huì)因其前級儲(chǔ)水箱水位落入低位水位而經(jīng)太陽能熱水器控制器5控制訊號下處于開啟狀態(tài)，當(dāng)所有分級儲(chǔ)水箱的水均被用至低位水位時(shí)，初級儲(chǔ)水箱的下位水位傳感器發(fā)出訊號，使太陽能熱水器控制器5開啟進(jìn)水電磁開關(guān)閥44，冷水進(jìn)入初級儲(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儲(chǔ)水箱，最后初級儲(chǔ)水箱的中位溫度傳感器因冷水上升，水溫低于20℃時(shí)則停止向次級儲(chǔ)水箱供水，進(jìn)水電磁開關(guān)閥44也因此在太陽能熱水器控制器5的控制訊號下切斷。除終溫儲(chǔ)水箱的水會(huì)用空外，次級與終級儲(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)分級加熱真空集熱管式集熱器的太陽能熱水器，包括集熱器1、分級加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽能熱水器控制器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、分級保溫裝置17，其中分級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、電磁開關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級加熱式熱水器包括2個(gè)分級加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級保溫裝置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保溫裝置17分隔成三個(gè)封閉的區(qū)間，形成二個(gè)分級保溫區(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與對應(yīng)的分級加熱式熱水器2的換熱端口相連接，形成二個(gè)分級加熱回路。
真空集熱管11與分級保溫裝置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)分級式儲(chǔ)水箱內(nèi)，初級加熱式儲(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與電磁開關(guān)閥44相連；各分級式儲(chǔ)水箱間用連通管45按初級-—終級——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、電磁開關(guān)閥44均與微電腦太陽能熱水器控制器5電連接，微電腦太陽能熱水器控制器5中包括有溫度檢測與控制電路及液位檢測與控制電路控制電磁開關(guān)閥44的開閉。初級儲(chǔ)水箱與終溫儲(chǔ)水箱中還置有通氣管46，初級儲(chǔ)水箱的進(jìn)水管道上置有電磁開關(guān)閥44。分級加熱式熱水器包括2個(gè)分級加熱式熱水箱、保溫隔離層與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱。
工作過程分級加熱的設(shè)定值為初級儲(chǔ)水箱35℃；終級儲(chǔ)水箱50℃預(yù)先設(shè)定在帶微電腦的太陽能熱水器控制器5的設(shè)定控制開關(guān)中，根據(jù)溫度傳感器及水位傳感器輸入電訊號經(jīng)比較電路比較后通過控制與浮式取水裝置43串接的電磁開關(guān)閥44的開閉實(shí)現(xiàn)。
初始狀態(tài)時(shí)，各分級儲(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、分級保溫裝置16后被真空集熱管11吸收，使各分級保溫區(qū)內(nèi)升溫，保溫區(qū)B內(nèi)集熱管管路對應(yīng)的初級儲(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)定的換級溫度35℃時(shí)，由下位溫度傳感器測得的電訊號傳入太陽能熱水器控制器5，經(jīng)比較電路與設(shè)定值比較后開通初級儲(chǔ)水箱的自來水進(jìn)口電磁開關(guān)閥44，在設(shè)定的對應(yīng)開通時(shí)間內(nèi)，初級儲(chǔ)水箱在自來水壓力下增補(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，初級加熱儲(chǔ)水箱與對應(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)水的高效加熱過程，直至水量升達(dá)中位并全部達(dá)到35℃時(shí)，由太陽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開啟其電磁開關(guān)閥44，經(jīng)浮式取水裝置43向終級儲(chǔ)水箱供入一常量的初級熱水供升溫加熱；進(jìn)入終級儲(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)，由太陽能熱水器控制器5按相同的方式開啟其電磁開關(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，則終級儲(chǔ)水箱停止供水；當(dāng)終級儲(chǔ)水箱水滿，其上位水位傳感器LBH發(fā)出訊號時(shí)；初級儲(chǔ)水箱水滿其上位水位傳感器LAH發(fā)出訊號時(shí)，自來水進(jìn)口電磁開關(guān)閥44停止向其供水，如此分級加熱與保障先熱先用。
此外，終級儲(chǔ)水箱向后一級儲(chǔ)水箱供水后，若水位低于其下位水位傳感器時(shí)，將由太陽能熱水器控制器5開啟其前一級儲(chǔ)水箱的電磁開關(guān)閥44實(shí)行強(qiáng)迫供水，以保障分級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)水箱的電磁開關(guān)閥44會(huì)因其前級儲(chǔ)水箱水位落入低位水位而經(jīng)太陽能熱水器控制器5控制訊號下處于開啟狀態(tài)，當(dāng)所有分級儲(chǔ)水箱的水均被用至低位水位時(shí)，初級儲(chǔ)水箱的下位水位傳感器發(fā)出訊號，使太陽能熱水器控制器5開啟進(jìn)水電磁開關(guān)閥44，最后初級儲(chǔ)水箱的中位溫度傳感器因冷水上升，水溫低于35℃時(shí)則停止向終級儲(chǔ)水箱供水，進(jìn)水電磁開關(guān)閥44也因此在太陽能熱水器控制器5的控制訊號下切斷。除終溫儲(chǔ)水箱的水會(huì)用空外，終級儲(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)分級加熱集熱管板式集熱器的自然循環(huán)的太陽能熱水器，包括集熱器1、分級加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽能熱水器控制器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、分級保溫裝置15，其中分級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、電磁開關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級加熱式熱水器包括2個(gè)分級加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級保溫裝置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與對應(yīng)的分級加熱式熱水器2的進(jìn)水口和出水口相連接，形成二個(gè)分級加熱循環(huán)回路。
集熱管板11與分級保溫裝置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)的太陽能熱水器，包括集熱器1、分級加熱式熱水器2、管路3、連接及控制件4、太陽能熱水器控制器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、分級保溫裝置18、金屬集熱管19，其中分級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、電磁開關(guān)閥44、儲(chǔ)水器連通管45、儲(chǔ)水器通氣管46，分級加熱式熱水器包括2個(gè)分級加熱式熱水箱、保溫隔離層與終溫儲(chǔ)水箱。
如圖所示分級保溫裝置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所在的面上被分級保溫裝置18分隔成三個(gè)封閉的區(qū)間，形成二個(gè)分級保溫區(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與對應(yīng)的分級加熱式熱水器2的進(jìn)出水口和端口相連接，形成二個(gè)分級加熱回路。
真空集熱管11與集熱管19及分級保溫裝置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)一種分級加熱太陽能熱水器，包括集熱器、太陽能熱水器控制器、連接及控制件、管路、支架以及分級加熱式熱水箱，其特征在于集熱器中設(shè)有分級保溫裝置，分級保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級保溫區(qū)與對應(yīng)的分級加熱式熱水箱經(jīng)管路連接。
(2)如權(quán)利要求(1)所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的分級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)所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的分級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)所述的分級加熱太陽能熱水器，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)和所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的分級保溫區(qū)的組成特征是沿集熱管板的橫向中部處設(shè)置終級保溫區(qū)；其兩邊可設(shè)置次級的保溫區(qū)；最邊緣兩側(cè)設(shè)置初級保溫區(qū)。
(6)如權(quán)利要求(1)所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的2個(gè)或以上的分級保溫區(qū)是指集熱器管板面上，經(jīng)如上所述的分級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)所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的分級保溫區(qū)與對應(yīng)的分級加熱式熱水箱經(jīng)管路可直接連接、或是通過中間換熱或傳熱件間接連接。
(8)如權(quán)利要求(1)所述的分級加熱太陽能熱水器，其特征在于，所述的分級加熱式熱水器包括2個(gè)或以上的分級加熱式熱水箱與一個(gè)終溫儲(chǔ)水箱，其相互間按分級加熱溫度順序串接，并且可設(shè)置隔離保溫層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分級加熱太陽能熱水器。包括集熱器、太陽能熱水器控制器、管路、連接及控制件、管路、支架等，本發(fā)明的特征在于，還包括分級加熱式熱水器，且集熱器中設(shè)有分級保溫裝置，分級保溫裝置所構(gòu)成的2個(gè)或以上的分級保溫區(qū)與對應(yīng)的分級加熱式熱水器經(jīng)管路連接。它使集熱器內(nèi)對流散熱減少，集熱傳熱中的熱損減少，集熱相對溫差減小，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F24J2/04GK1435606SQ0211069
公開日2003年8月13日 申請日期2002年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月30日
發(fā)明者潘戈 申請人:潘戈