專利名稱：高效節(jié)能多用太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及人類日常生活中廣泛使用的熱水器，具體涉及一種高效 節(jié)能多用太陽能熱水器。
技術(shù)背景
太陽能作為一種潔凈的可再生能源己被世界各國廣泛利用。我國的太陽 能應(yīng)用技術(shù)雖起步晚，但發(fā)展快，勢頭大，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、電力、化工、 取暖、生活熱水及海水淡化等領(lǐng)域。而真正能走入千家萬戶的只有太陽能熱 水器，太陽灶由于受到環(huán)境局限很難進(jìn)入家庭。太陽能熱水器以節(jié)能、環(huán)保、 方便實用及運行成本低而受到人們的親睞。但目前的太陽能熱水器還存在著 以下幾個方面的不足 一是熱水出口壓力低，對安裝高差有較高的要求；二
是冬夏兩季熱水溫差過大，夏天水溫過高使用不方便，冬天水溫過低甚至不
能供水；三是功能單一，僅能提供生活熱水。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，而 提供一種熱水出口水壓能保持自來水壓力、安裝不受高差局限、冬夏水溫均 衡、熱效率高、并能同時提供洗浴熱水和飲用蒸餾水的高效節(jié)能多用太陽能 熱水器。
本實用新型采用的技術(shù)方案是這種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括 儲熱水箱、蒸發(fā)水箱、預(yù)熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個 部分；其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有 輔助電熱管；預(yù)熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進(jìn)水換熱器；自來水進(jìn)水換熱器出水端連接連通預(yù)熱水箱進(jìn)水端，預(yù)熱水箱出水端 連接連通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進(jìn)水端，生活熱水換熱器出水端為用 戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱上 部的蒸汽輸出管連接連通儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器輸入端，蒸汽換熱器的末 端連接連通預(yù)熱水箱內(nèi)的蒸餾水換熱器輸入端，而蒸餾水換熱器末端連接連 通蒸餾水箱，蒸餾水箱為用戶提供飲用蒸餾水。
上述技術(shù)方案中，蒸發(fā)水箱內(nèi)水平安裝有導(dǎo)流板。 上述技術(shù)方案中，預(yù)熱水箱為無壓力損失的密閉水箱。 上述技術(shù)方案中，儲熱水箱和蒸發(fā)水箱上均安裝有補水閥，儲熱水箱和 蒸餾水箱上還安裝有排氣口，蒸發(fā)水箱底安裝有排水閥，自來水入口管上安 裝有安全閥。
上述技術(shù)方案中，儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進(jìn)水端連接有分水器， 出水端連接有集水器，分水器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅 片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁管彎曲成S形。
上述技術(shù)方案中，儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器結(jié)構(gòu)為具有一封閉式殼體， 封閉式殼體內(nèi)安裝有多根穿透的帶翅片的銅管或鋁管，帶翅片的銅管或鋁管 兩端固定在封閉式殼體上、下蓋上，水蒸汽入管和蒸餾水出管分別連接在封 閉式殼體兩側(cè)，并與封閉式殼體內(nèi)腔連通。
上述技術(shù)方案中，預(yù)熱水箱內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結(jié)構(gòu)為輸入端連 接有一分水器，分水器連接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁 管的另 一端連接連通蒸餾水箱。
上述技術(shù)方案中，蒸餾水箱內(nèi)的自來水進(jìn)水換熱器為螺旋銅管或鋁管結(jié)構(gòu)。本實用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)新穎，有效的解決了現(xiàn)有太陽能熱水器下述 問題
1、現(xiàn)有太陽能熱水器熱水出口壓力低，這是由于自來水進(jìn)入加熱水箱后， 壓力釋放完，因而生活熱水的水壓完全由落差決定，所以出水壓力低。而本 實用新型自來水進(jìn)入的預(yù)熱進(jìn)水換熱器為螺旋管，無壓力損失，而后進(jìn)入的 預(yù)熱水箱為密閉式水箱，自來水壓無損失，再后來進(jìn)入的生活熱水換熱器也 為銅管或鋁管，同樣無壓力損失，因而本實用新型的熱水出口能保持自來水 原有壓力，壓力大，滿足各種洗、浴要求。
2、 現(xiàn)有太陽能熱水器的熱水出口水壓取決于安裝高度差，因而對安裝高 度有較高的要求，這給用戶的安裝使用帶來了困難。而本實用新型的熱水出 口水壓能始終保持自來水的壓力，因而安裝高度無關(guān)緊要，這給用戶的安裝 使用帶來了方便。
3、 現(xiàn)有太陽能熱水器冬夏兩季熱水溫差過大，夏天燙人，冬天水溫低， 使用不便，本實用新型由于摒棄了現(xiàn)有技術(shù)"玻璃真空集熱管直接加熱水使
用"的方式，而釆用了儲熱水箱儲熱，并且儲熱水箱內(nèi)的水溫始終保持在90 'C左右，因而夏天生活熱水不致過高，而冬天太陽能儲于水箱內(nèi)，集中使用， 水溫不會過低，再加上冬天電熱管的輔助作用，所以各季節(jié)都能以適宜的水 溫供人們使用。
4、現(xiàn)有太陽能熱水器功能單一，僅提供生活熱水，而本實用新型不僅提 供生活熱水，還充分利用太陽能熱能產(chǎn)生蒸餾水，供人們飲用。
因此，本實用新型構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)新穎， 一機多用，功能多，運行穩(wěn)定， 適應(yīng)各種季節(jié)及氣候條件，使用舒適方便，而且節(jié)能環(huán)保，技術(shù)性能優(yōu)良。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖
圖2為蒸餾水儲備、礦化、活化成飲用水結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為本實用新型安裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖 圖4為蒸汽換熱器結(jié)構(gòu)剖面示意圖具體實施方式
參見圖l，本實用新型的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括儲熱水箱3、 蒸發(fā)水箱6、預(yù)熱水箱IO、蒸餾水箱12、全玻璃雙真空太陽集熱管18五個部 分；其中儲熱水箱3內(nèi)裝有蒸汽換熱器5和生活熱水換熱器2;蒸發(fā)水箱6內(nèi) 裝有輔助電熱管7;預(yù)熱水箱10內(nèi)裝有蒸餾水換熱器9;蒸餾水箱12內(nèi)裝有 自來水進(jìn)水換熱器11;自來水進(jìn)水換熱器11出水管連接連通預(yù)熱水箱10進(jìn) 水端，預(yù)熱水箱10出水端通過管道連接連通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器2 進(jìn)水端，生活熱水換熱器2出水端為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽 集熱管18連接連通蒸發(fā)水箱6，蒸發(fā)水箱6上部的蒸汽輸出管連接連通儲熱 水箱3內(nèi)的蒸汽換熱器5輸入端，蒸汽換熱器5的末端通過管道連接連通預(yù) 熱水箱10內(nèi)的蒸餾水換熱器9輸入端，而蒸餾水換熱器9末端連接連通蒸餾 水箱12，蒸餾水箱12為用戶提供飲用蒸餾水。
蒸發(fā)水箱6內(nèi)水平安裝有導(dǎo)流板8。
預(yù)熱水箱10為無壓力損失的密閉水箱。
儲熱水箱3和蒸發(fā)水箱6上均安裝有補水閥4，儲熱水箱3和蒸餾水箱 12上還安裝有排氣口1，蒸發(fā)水箱6底安裝有排水閥15，在停水時，可利用 儲熱水箱內(nèi)的水供應(yīng)生活用水，自來水入口管上安裝有安全閥17。
儲熱水箱3內(nèi)的生活熱水換熱器2進(jìn)水端連接有分水器，出水端連接集 水器，分水器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁管彎曲成s形。
儲熱水箱3內(nèi)的蒸汽換熱器5結(jié)構(gòu)為具有一封閉式殼體13，置于儲熱 水箱3內(nèi)，封閉式殼體內(nèi)13安裝有多根穿透的帶翅片的銅管或鋁管14,帶翅 片的銅管或鋁管14兩端固定在封閉式殼體上、下蓋上，水蒸氣入管16和蒸 餾水出管20分別連接在封閉式殼體13兩側(cè)，并與封閉式殼體內(nèi)腔連通。
預(yù)熱水箱10內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結(jié)構(gòu)為輸入端連接有一分水器， 分水器連接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，銅管或鋁管的另一端連接連通蒸 餾水箱。
蒸餾水箱12內(nèi)的自來水進(jìn)水換熱器為螺旋銅管或鋁管結(jié)構(gòu)。 參見圖2，本實用新型還為用戶提供飲用的蒸餾水，根據(jù)國家衛(wèi)生部飲用 水標(biāo)準(zhǔn)，蒸餾水進(jìn)行儲備、礦化、活化，首先，由蒸餾水箱輸出的蒸餾水經(jīng) 微型增壓泵21、單向閥22進(jìn)入膨脹罐23和礦化罐24，然后再經(jīng)活化罐25 活化，成為合格純凈水，供人們飲用，上述這些對水儲備、礦化、活化的設(shè) 備和工藝均為已有技術(shù)，對于制飲用水的技術(shù)人員來說是通用的熟知技術(shù)。 參見圖3，本實用新型的安裝結(jié)構(gòu)為熱水器殼體26內(nèi)具有保溫層27， 熱水器殼體和保溫層內(nèi)腔由絕熱板28分隔成三部分，上層部分為儲熱水箱3， 中層部分為蒸發(fā)水箱6，下層部分為蒸餾水箱12和預(yù)熱水箱10，而全玻璃雙 真空太陽集熱管18安裝在殼體26 —側(cè)，并與內(nèi)腔連通，全玻璃雙真空太陽 集熱管18內(nèi)為導(dǎo)熱工質(zhì)受熱蒸發(fā)、釋熱冷凝的熱的小循環(huán)過程，具有熱量單 向傳遞功能。集熱管內(nèi)無水，不存在結(jié)垢和結(jié)冰凍裂的問題，也不會因個別 集熱管意外破管而影響熱水器的使用，同時實現(xiàn)了熱的單向、快速傳遞。在 蒸發(fā)水箱6內(nèi)水平安裝有導(dǎo)流板，能促進(jìn)水的流動，循環(huán)，提高熱效率。 工作原理如圖1所示，系統(tǒng)分為制蒸餾水和生活熱水兩個部分制蒸餾水自來水注入進(jìn)水換熱器ll，吸收蒸餾水余熱后進(jìn)入預(yù)熱水箱
10吸收蒸餾水換熱器9內(nèi)的熱能進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)管道送至補水閥4進(jìn)入儲熱水 箱3與儲熱水混合，再經(jīng)管道、補水閥4進(jìn)入蒸發(fā)水箱6，隨水的熱運動和順 著導(dǎo)流板8經(jīng)蒸發(fā)水箱6的底部流向全玻璃雙真空太陽集熱管18，并在全玻 璃雙真空太陽集熱管18冷凝端19吸熱沸騰蒸發(fā)成水蒸汽，由于水在變相過 程中體積增大，蒸發(fā)水箱氣壓上升，水蒸汽在壓差的作用下經(jīng)管道到達(dá)蒸汽 換熱器5，將絕大部分液化潛熱傳送給儲熱水箱3內(nèi)的儲熱水，同時變相形成 液態(tài)的蒸餾水在重力的作用下到達(dá)蒸餾水換熱器9，將蒸餾水的余熱和少量水 蒸汽的潛熱傳遞給預(yù)熱水箱10內(nèi)的預(yù)熱水。蒸餾水進(jìn)入蒸餾水箱儲備，同時 將余熱通過進(jìn)水換熱器11傳遞給進(jìn)入系統(tǒng)的自來水。蒸餾水經(jīng)出口進(jìn)入后級， 如圖2，經(jīng)加壓、儲備、礦化、活化處理形成飲用水。
這個過程中，全玻璃雙真空太陽集熱管18吸收太陽能加熱蒸發(fā)端 內(nèi) 的導(dǎo)熱工質(zhì)使其汽化至冷凝端19向蒸發(fā)水箱6內(nèi)的水單向傳遞熱能后液化回 流，形成管內(nèi)熱循環(huán)，成為熱動力源。沸水在蒸發(fā)水箱6內(nèi)蒸發(fā)形成水蒸汽 經(jīng)蒸汽換熱器5向儲熱水傳遞熱能，完成蒸餾水形成和單向熱傳遞的過程， 既提高了能量的利用率，又為保溫儲熱提供了有利條件。
生活熱水自來水注入進(jìn)水換熱器ll吸收蒸餾水余熱后，進(jìn)入預(yù)熱水箱 10，吸收蒸餾水換熱器9內(nèi)的熱能進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)管道送到生活熱水換熱器2 吸收儲熱水箱3內(nèi)儲熱水的大量熱能，水溫迅速上升，通過熱水出口提供生 活熱水。
這個過程中，自來水經(jīng)過兩個換熱器11、 9兩次預(yù)熱，再通過生活熱水 換熱器2吸收了大量的熱能，形成了生活熱水，由于整個流經(jīng)部分采用了封 閉式承壓設(shè)計，故自來水的壓力在本熱水器中沒有損失，確保了生活熱水出口的壓力。
本實用新型采取的全玻璃雙真空太陽集熱管18能將蒸發(fā)水箱6內(nèi)靠近其 冷凝端19的水快速加熱到沸騰，且蒸發(fā)水箱采取的平、淺(如圖3)設(shè)計， 容量小，很容易讓蒸發(fā)水箱內(nèi)的水全部沸騰，并通過水蒸汽向儲熱水箱3內(nèi) 的儲熱水單向傳遞熱能，使儲熱水水溫快速上升，達(dá)到需要的溫度。當(dāng)夏天 儲罐水的溫度過高(95攝氏度以上)時，水蒸汽在換熱器5中的液化比例下 降，相當(dāng)一部分蒸汽被送至換熱器9，將預(yù)熱水水溫提升，當(dāng)預(yù)熱水箱10內(nèi) 預(yù)熱水受熱膨脹時可通過安全閥17泄壓，確保安全。當(dāng)預(yù)熱水溫達(dá)到一定的 溫度時，水蒸汽直接通過換熱器9經(jīng)蒸餾水箱12的排氣口 1排出釋放部分熱 能，使儲熱水的溫度不再升高，達(dá)到穩(wěn)定熱水溫度的目的。
本實用新型還能有效解決陰、雨天等無日照情況下的飲水和生活熱水供 應(yīng)問題 一是利用儲熱水箱3中儲熱水儲熱提供生活熱水和圖2中膨脹罐儲 水供應(yīng)飲用水；二是通過電熱管7加熱蒸發(fā)水箱6中的水，代替全玻璃雙真 空太陽集熱管18實現(xiàn)熱循環(huán)，提供生活熱水和飲用水；三是在生活熱水出口 下端串接燃?xì)鉄崴?、電熱水器等能解決長時間無日照情況下的生活熱水供 應(yīng)問題。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、可靠、實用、周邊設(shè)備材料技術(shù)成熟、自動化程 度高、操作簡單、運行成本低，是一種技術(shù)含量高的多功能太陽能熱水器。
權(quán)利要求1、一種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于包括儲熱水箱、蒸發(fā)水箱、預(yù)熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個部分；其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有輔助電熱管；預(yù)熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進(jìn)水換熱器；自來水進(jìn)水換熱器出水端連接連通預(yù)熱水箱進(jìn)水端，預(yù)熱水箱出水端連接連通儲熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進(jìn)水端，生活熱水換熱器出水端為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱上部的蒸汽輸出管連接連通儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器輸入端，蒸汽換熱器的末端連接連通預(yù)熱水箱內(nèi)的蒸餾水換熱器輸入端，而蒸餾水換熱器末端連接連通蒸餾水箱，蒸餾水箱為用戶提供飲用蒸餾水。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于蒸 發(fā)水箱內(nèi)水平安裝有導(dǎo)流板。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于預(yù) 熱水箱為無壓力損失的密閉水箱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲 熱水箱和蒸發(fā)水箱上均安裝有補水閥，儲熱水箱和蒸餾水箱上還安裝有排氣 口，蒸發(fā)水箱底安裝有排水閥，自來水入口管上安裝有安全閥。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲 熱水箱內(nèi)的生活熱水換熱器進(jìn)水端連接有分水器，出水端連接集水器，分水 器和集水器之間連接安裝有多根順序排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管 或鋁管彎曲成S形。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于儲熱水箱內(nèi)的蒸汽換熱器結(jié)構(gòu)為具有一封閉式殼體，封閉式殼體內(nèi)安裝有多 根穿透的帶翅片的銅管或鋁管，帶翅片的銅管或鋁管兩端固定在封閉式殼體 上、下蓋上，水蒸汽入管和蒸鎦水出管分別連接在封閉式殼體兩側(cè)，并與封 閉式殼體內(nèi)腔連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于預(yù) 熱水箱內(nèi)裝有的蒸餾水換熱器其結(jié)構(gòu)為輸入端連接有一分水器，分水器連 接多個排列的帶翅片銅管或鋁管，帶翅片銅管或鋁管的另一端連接連通蒸餾 水箱。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效節(jié)能多用太陽能熱水器，其特征在于蒸 餾水箱內(nèi)的自來水進(jìn)水換熱器為螺旋銅管或鋁管結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種高效節(jié)能多用太陽能熱水器，包括儲熱水箱、蒸發(fā)水箱、預(yù)熱水箱、蒸餾水箱、全玻璃雙真空太陽集熱管五個部分；其中儲熱水箱內(nèi)裝有蒸汽換熱器和生活熱水換熱器；蒸發(fā)水箱內(nèi)裝有輔助電熱管和導(dǎo)流板；預(yù)熱水箱內(nèi)裝有蒸餾水換熱器；蒸餾水箱內(nèi)裝有自來水進(jìn)水換熱器；自來水進(jìn)水換熱器、預(yù)熱水箱、生活熱水換熱器依次連接連通，為用戶提供生活熱水；全玻璃雙真空太陽集熱管連接連通蒸發(fā)水箱，蒸發(fā)水箱、蒸汽換熱器、蒸餾水換熱器、蒸餾水箱，依次連接連通為用戶提供飲用蒸餾水。本實用新型結(jié)構(gòu)新穎，冬夏水溫均衡、熱效率高、節(jié)能、多用，技術(shù)性能優(yōu)良。
文檔編號F24J2/00GK201259329SQ200820054210
公開日2009年6月17日 申請日期2008年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者甘國華 申請人:甘國華