CN101893328A - 软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品 - Google Patents

Abstract

一类软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，为回收热利用损失的热量并降低成本，提出多种“双层膜板和软管绕组热交换结构”：用各种塑料、硅胶软质薄膜和软管，在大量烟筒、散热管道上缠绕成各种螺线软管和包裹各种膜板，形成各种新型热交换结构，取代昂贵、难加工的金属硬管热交换结构，最后设计出动态使用全自动系列新产品，用损失的热量产生开热水和采暖。适当增加软管长度和软膜面积，总传热量与金属管相同、但总成本比金属管低很多；并发明预热腔、动态水蜂窝、软管编织物等多种新结构，同时大幅度提高了热效率；还能将太阳能平板和真空管集热器一并取代、大面积产生大量廉价太阳能开热水；故属于原始创新。

Description

软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品

所属技术领域

本发明提供了一类软管软膜热交换结构，并提供了相应的热利用和节能减排系列新产品。

背景技术

在现有热利用技术中，煤炭、石油、天然气等燃料燃烧产生的大量废热烟气，还有众多工厂的大量热源、输热管道等，其热量基本上完全损失在空气中，未作回收利用，而且造成严重的环境污染。而煤炭、石油、天然气是当代主要能源，占人类能源消费的90％以上，因此损失的热量是非常巨大的。

而现有太阳能热利用技术主要有两大类：平板和真空管太阳能热水器。后者由于真空技术极复杂、难度极大，使成本急剧提高：现市场销售价已达5000---6000元/台，大多数人完全无法承受。

现有平板太阳热水器主要由如下几部分构成：外表面涂有黑色光谱选择性涂层的集热器(1)、透明面盖(2)、有保温层的背面(3)、顶面(4)、底面(5)和两个侧面(6)，如图1(侧视图)、图2(正视图)所示。由于透明面盖(2)散热损失严重而导致热效率很低，仅35～50％左右。而且成本仍然很高，还有北方冬季因结冰不能使用等缺陷。

发明内容

为了克服现有热利用技术的上述不足之处，本发明提出多种新的“双层膜板和软管绕组热交换结构”，将各种热源产生的热量、特别将太阳能和各种燃烧产生的废热烟气，用于产生热水、开水和采暖。并作了多项重要技术改进，最后设计出全自动化动态使用系列实用新产品。不使用或尽量少使用昂贵的金属材料，并使生产、使用非常方便，从而同时大幅度降低了成本和提高了热效率。能将太阳能平板和真空管集热器一并取代，故属于原始创新。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，有如下8个新结构特征，现分别说明如下。特征1：双层膜板热交换结构

将性能合适的软质薄膜或硬质板材折叠成双层，四个周边密封，双层之间可以充水或其他液体、固体，就构成“双层膜板”(7)，见图3、图4------“膜板”的含义主要是软质材料的薄膜，也可以是硬质材料的板材。在双层膜板(7)上，开出进水口(8)和出水口(9)，就构成双层膜板热交换结构。例如：从它背面加热(例如流过热烟气，放置于热板或其他热源上)，见图21、图22，则冷水从进水口(8)流入双层膜板(7)内部，与膜板均匀接触并从膜板吸热，就可从出水口(9)流出热水，祥见下文。

该热交换结构的主要有益效果是：双层膜板(7)可以用软质材料的薄膜制造，例如各种透明塑料薄膜、硅胶薄膜等，因而它的成本极低，加工制造容易。虽然导热率不如金属，但因其很薄，对这种应用，导热率也足够。适当增加软质双层膜板的面积，总传热量也与金属相同，但总成本仍然比金属硬管热交换结构低很多。

特征2：透明双层膜板太阳能热利用结构

用透明薄膜或透明硬板等透明材料制造双层膜板(7)，仍有进水口(8)和出水口(9)，并在其底面涂上黑色光谱选择性涂层，再将底面连接在保温材料制成的背面(3)上，就构成一种新型太阳能集热器：太阳光照射在透明双层膜板(7)底面的黑色光谱选择性涂层上，就会转化成热能，将双层膜板(7)内的水加热。

其主要有益效果除了成本极低，加工制造容易外，还同时能提高热效率，因太阳光从底面将双层膜板(7)内的水加热，散热损失很小，祥见下文。

特征3：扁平双层膜板热交换结构

在软质的双层膜板(7)上，用竖直短线或长线将双层膜板连接，即只在图5、图6(a)的竖直短线或长线处使两层膜板接触并紧密连结-----各种焊接、粘结或用线缝纫后粘结密封。而其余面积两层膜板之间、特别是四个周边附近，不紧密连结，但四个周边处要密封连结。这样，水、气可以在双层膜板(7)内自由流通，又不会使它过于鼓涨，使双层膜板(7)在充满一定压力的水、气时，也总是呈扁平形状。

另一技术方案是用硬质压条---硬杆或硬窄扁条---将软质的双层膜板(7)压住，见图6

(b)：透明或不透明的软质的双层膜板(7)的四个周边处密封连结，其余面积两层膜板之间不紧密连结，使水、气可以在双层膜板(7)内自由流通；将其底面涂黑色光谱选择性涂层后，或其底面连接上表面涂黑色光谱选择性涂层的金属箔后，连接在硬板(30)的上表面；多个压钉(42)连接在硬板(30)的两端、双层膜板(7)之外(不要钉在双层膜板(7)上)，多根透明或不透明的硬质压条(41)两端连接在压钉(42)上，将软质的双层膜板(7)压住，每两根压条(41)之间有适当的距离，则在充满一定压力的水、气时软质的双层膜板(7)也不会过于鼓涨、也总是呈扁平形状。

用作太阳能集热器时，可采用透明的压条和透明的软质的双层膜板(7)，不影响太阳光照射在双层模板(7)及其涂黑的底面上。

该热交换结构的主要有益效果是：将双层膜板(7)与热源接触，则可以从双层膜板(7)一端进水口(8)流入冷水、从另一端出水口(9)流出热水，这对倾斜连接结构太阳能集热器(集热器与水平面有一夹角)特别有利，因双层膜板(7)内被太阳光晒热的水，会自然从下往上流动。

特征4：升华物双层膜板热交换结构

见图7，在扁平双层膜板(7)内适当装上升华物质，则当双层膜板(7)受热时，固态的升华物质就会直接升华变成气态，自然流到双层膜板(7)内上端。若在上端再与通常的热交换器(50)连接，则上端的气态升华物质将热量传递给热交换器(50)后，又流回下端变成固态，再受热升华变成气态，如此不断循环。于是这种升华物双层膜板热交换结构就成为一种“面状热管”，它比现有的管状热管有更多的有益效果：它受热面积更大、成本极低，加工制造容易。特别是用透明薄膜制造升华物双层膜板(7)，可用作太阳能集热器，这些有益效果比现有太阳能热管更明显，祥见下文。

特征5：软管编织物热交换结构

用适当粗细的软管(10)(一般直径几毫米)，例如硅胶管、各种塑料管、橡胶管，编织成象粗麻布一样的矩形状编织物。但必须是一整根长软管编织而成，编织物中间的软管(10)不能折断，使水能在整片编织物内依次沿紧挨着的相邻软管流通：如图8，水从上端进水口(8)(或下端出水口(9))流入，依次沿紧挨着的相邻软管流动、流过整片编织物内所有软管后，再从下端出水口(9)(或上端进水口(8))流出。

于是这种软管编织物就成为一种热交换结构：将它整体连接在热板上或热源上部，则冷水流过整片编织物内所有软管后，流出的就是热水。

如果在这种软管编织物上均匀喷涂满金属屑(11)(软管上有粘结剂将金属屑粘牢)，见图9(a)，再在金属屑上喷涂黑色光谱选择性涂层；或在这种编织物软管上紧密包裹金属皮(12)(例如铝箔胶带)，见图9(b)，再在金属皮上喷涂黑色光谱选择性涂层；或在透明软管编织物背面，喷涂黑色光谱选择性涂层；或其底面连接上表面涂黑色光谱选择性涂层的金属箔后，连接在硬板(30)的上表面；则这种软管编织物就构成一种新型太阳能集热器：太阳光照射在软管编织物上表面或底面的黑色光谱选择性涂层上，就会转化成热能，将软管编织物内的水加热。

其主要有益效果除了成本低，同时能提高热效率外(因太阳光从底面将编织物内的水加热，散热损失很小)，水质还容易达饮用水卫生标准。因硅胶管等软管广泛用于食品，医疗用具，祥见下文。

特征6：软管卷盘热交换结构

将各种粗细的较长的软管(10)，绕成多个互相重叠的不规则的圆圈。相邻圆圈之间适当错开或隔开、留有一定空隙，这就卷成一个软管卷盘，见图10。卷盘的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)，于是软管卷盘就成为一种热交结构：让热液体或热气体从其中流过，它就会向空气或其他介质中散热，成为采暖器或加热器。将它与热源接触，让冷液体或气体从其中流过，就会吸热而流出热液体或气体，成为热水器等。相邻园圈之间的空隙更有利于软管表面与介质充分接触、更有利于散热或吸热，祥见下文。

这种软管卷盘热交换结构的主要有益效果是：软管比金属硬管热交换结构更容易加工，特别是可以几乎零成本自然弯曲。而金属硬管很难弯曲，弯曲加工成本很高。虽然软管导热率不如金属，但软管成本比金属低很多，适当增加软管长度，总传热量也与金属相同，但总成本仍然比金属硬管热交换结构低很多。

特征7：扁平软管绕组热交换结构

将各种粗细的较长的软管(10)，依次缠绕在一块硬板或硬框上：每匝软管互相紧挨着或间隔有缝隙、但互相不重叠，多匝软管将硬板或硬框复盖住，外形呈扁平状螺线管。它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)，这就构成扁平软管绕组热交换结构，见图11。其工作原理与特征6的软管卷盘热交换结构一样：让热液体或热气体从其中流过，或将它与热源接触，让冷液体或气体从其中流过，它就会散热成为采暖器，或吸热而流出热液体或气体，成为热水器等，祥见下文。

该结构除了特征6已有的主要有益效果外，其新增加的有益效果主要是便于按不同规格型号加工成固定形状和批量生产，还便于将此产品安装固定在各种适合应用的结构上。

特征8：螺线软管绕组热交换结构

将各种粗细的较长的软管(10)，依次缠绕在一圆管上：仍是每匝软管互相紧挨着、但互相不重叠，多匝软管将圆管复盖住，外形呈长直状螺线管，见图12。还可制作成矩形、三角形或圆形螺线管，见图13(a)、图13(b)和图13(c)。它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)，这就构成螺线软管绕组热交换结构，其工作原理与特征7的扁平软管绕组热交换结构一样。

其新增加的有益效果主要是便于利用大量工厂的大量散热管道的余热，例如发电厂的冷凝器、石油化工企业的大量热管道等，都可缠绕这种螺线软管而成为热交换结构。将矩形、三角形或圆形螺线管置于废热液体中，就可产生干净热水，祥见下文。

以上特征5～8所用软管，以硅胶或硅橡胶软管性能最好：它耐300摄氏度高温，广泛用于食品行业，符合食品和饮用水卫生标准，而且成本低廉。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是现有平板太阳能集热器的基本结构侧视图。

图2是现有平板太阳能集热器的基本结构正视图。

图3、图4是双层膜板热交换结构的基本结构图。

图5、图6是扁平双层膜板热交换结构的基本结构图。

图7是升华物双层膜板热交换结构器的基本结构图。

图8是扁平软管绕组热交换结构的基本结构图。

图9是软管上喷涂金属屑或包裹金属皮的基本结构图。

图10是软管卷盘热交换结构的基本原理图。

图11是扁平软管绕组热交换结构的基本结构图。

图12是螺线软管绕组热交换结构的基本结构图。

图13是矩形、三角形或圆形螺线管热交换结构的基本结构图。

图14是全自动直角三角形太阳能开热水器和透明面盖(2)的动态水蜂窝的基本结构图。

图15是全自动直角预热腔太阳能开热水器的基本结构图。

图16是全自动等边三角形太阳能开热水器的基本结构图。

图17是全自动软管绕组液态热源热利用系统的基本结构图。

图18是全自动软管绕组气态热源热利用系统的基本结构图。

图19是全自动软管绕组烟囱热源热利用系统的基本结构图。

图20是全自动螺线软管热利用系统的基本结构图。

图21是全自动双层膜板热利用系统的基本结构图。

图22是、图23是全自动平面双层膜板热利用系统的基本结构图。

具体实施方式

将以上8个新结构特征进行不同的有机组合，还会产生更多的新结构特征和更多的有益效果。经过仔细研究和实验，本发明共精选出9个具体实施例，现分别说明如下。

实施例1：全自动直角三角形太阳能开热水器

见图14(a)，用双层膜板(7)取代集热器(1)，即在双层膜板(7)的表面涂黑色光谱选择性涂层，将其底面连接在底面(5)上。

或将特征2所述的透明材料制成的透明双层膜板(7)的底面涂上黑色光谱选择性涂层，再将其底面连接在保温材料制成的底面(5)上，或者在透明双层膜板(7)的底面和底面(5)之间，连接一层金属箔(例如铝箔)，并在其上表面涂黑色光谱选择性涂层，即用透明双层膜板(7)取代集热器(1)，就成为一种新型太阳能集热器。

也可用上文特征5所述的软管编织物太阳能集热器连接在底面(5)上取代集热器(1)。再在该太阳能集热器的底面(5)的一端垂直连接保温材料制成的背面(3)，将透明面盖(2)的一端与背面(3)的上端或顶面(4)的前端连接，另一端与底面(5)的另一端连接。形成的两个三角形侧面(6)也用保温材料制成，并与底面(5)、背面(3)、透明面盖(2)均密封连接，就成为一种新型太阳能热水器，仍见图14(a)。

将透明面盖(2)改进如下：见图14(b)，由双层透明薄膜或硬板包裹连接在硬框(40)上，构成双层的透明面盖(2)。由透明软管(10)依次不重叠缠绕连接在硬框(40)上、形成透明扁平状螺线管，即把扁平状螺线管连接在透明面盖(2)的双层透明薄膜或硬板之间，或将透明扁平状螺线管连接在单层的透明面盖(2)的上表面或下表面；仍见图14(b)。透明面盖(2)就成为“动态水蜂窝”------因为此处的螺线管状透明软管(10)相当于原平板太阳集热器的用于抑制顶面散热的透明蜂窝结构。不过此处的透明长细软管(10)内不断的流动着冷水，因此可称为“动态水蜂窝”。它不但能抑制顶面散热，还能吸收顶面散发的热量、回收变成有用的热量，因此它比原来的透明蜂窝作用大得多。

在该太阳能热水器的顶角处空间内，连接由长细软管(10)制成的软管绕组热交换结构

----图10、图11、图12、图13所示的几种软管绕组热交换结构中的任意一种均可。软管(10)上端依次与进水管(13)、电动开关(14)、水源开关(15)连通(一般是自来水开关)。软管(10)下端与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，螺线管下端与透明双层膜板(7)或软管编织物的进水口(8)连通，透明双层膜板(7)的出水口(9)，与出水管道(19)连通并通到用水处。

探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

再在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)，将整个太阳能开热水器包裹住，以减少散热损失。最简单的透明温室，可用硬杆将透明塑料薄膜支撑起来即可；也可用硬质透明板制造。

以上结构就成为一种新型全自动控制太阳能热水器，仍见图14。它的工作原理如下：太阳光透过透明面盖(2)的仍充满水的透明扁平状螺线管，再穿过该透明双层膜板(7)内的水层，照射在其底面的黑色光谱选择性涂层上，转化为热能，从水底将水加热到温控仪(16)的设定温度。则测温探头(18)通过导线(17)将此信息传递给温控仪(16)，温控仪(16)又通过导线(17)使电动开关(14)自动打开，于是自来水冷水流经进水管(13)，并依次连续流经顶角处软管(10)的绕组和透明面盖(2)的透明扁平状螺线管(也是长细软管(10)的绕组)，两次预热后再从下端的进水口(8)流进透明双层膜板(7)内。由于冷水比重大，自然会沉入水底，将比重小的水面热水从位于水面的出水口(9)顶入出水管道(19)并通到用水处，同时双层膜板(7)内的水温逐渐降低。当水温低于温控仪(16)的设定温度时，探头(18)通过导线(17)将此信息传递给温控仪(16)，并使电动开关(14)自动关闭、不再流进冷水。于是双层膜板(7)内水温又因太阳光加热而逐渐上升，又自动重复以上过程、又不断自动产生热水或开水。

如果透明双层膜板(7)内的水层很薄，就很容易将水烧开。该太阳能热水器侧面外形又呈直角三角形，因此可将它称为新型全自动直角三角形太阳能开热水器。它的主要有益效果是：

--------成本极低：它的所有原材料如透明膜板、软管、保温材料、温控仪、电动开关等，都很廉价。据核算，对较大面积的产品，每平方米集热面积的成本仅为几十元。而现有平板太阳能热水器为每平方米400～500元，现有真空管太阳能热水器为每平方米800～1000元。

--------同时大幅度提高了热效率：原因有四，第一、太阳光从透明双层膜板(7)底面的黑色光谱选择性涂层处转化为热能，保温材料制成的底面(5)与地面或房顶连接，可以不散热。热量只能从底面传进双层膜板(7)、将其内的水加热，散热损失很小；

第二、双层膜板(7)顶面散发的热量，会沿着倾斜的透明面盖(2)(即直角三角形的斜面)自动向上流到顶角内、被位于该处的软管绕组热交换结构的长细软管(10)内的冷水吸收，即冷水在此处预热后再流进透明双层膜板(7)，从而将双层膜板(7)顶面散发的热量回收变成了有用的热量；

第三、双层膜板(7)顶面散发的热量，还会被透明面盖(2)的扁平状螺线管的透明长细软管(10)吸收，最后也流入双层膜板(7)。使双层膜板(7)顶面散发的热量，又一次、即绝大部分被回收变成了有用的热量；

第四、在整个太阳能开热水器外面连接的透明温室(46)，提高了环境温度、使太阳集热器与环境的温差更小、集热器更不容易散热，因而太阳能开热水器最后散热损失的热量更小。

以上四方面原因，使最后从太阳能开热水器、特别是从透明面盖(2)损失的热量，已经非常小了----这就解决了平板太阳集热器顶面散热损失大这一难题，因而使总热效率得以大幅度提高；

-------此外它还有如下众多优越性：结构简单、同样经久耐用、安装维修容易、不会“炸管”(流出热水或开水后可立即灌入冷水)、使用方便、适合大面积推广，等等。

实施例2：全自动等边三角形太阳能开热水器

将实施例1所述太阳能集热器的底面(5)与水平地面或房顶连接。将透明面盖(2)的一端与底面(5)的一端连接，再将透明面盖(2)从中间弯折后另一端与底面(5)的另一端连接，从而使太阳能开热水器的正面呈等边三角形状-----基本等边，不是绝对等边，见图16。

透明面盖(2)仍使用改进后的“动态水蜂窝”。

由长细软管(10)制成的软管绕组热交换结构连接在等边三角形的顶角处空间内，软管(10)上端依次与进水管(13)、电动开关(14)、水源开关(15)连通(一般是自来水开关)。软管(10)下端与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，螺线管下端与透明双层膜板(7)或软管编织物的进水口(8)连通，透明双层膜板(7)的出水口(9)，与出水管道(19)连通并通到用水处。

探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接，仍见图16。

再在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)，将整个太阳能开热水器包裹住，以减少散热损失，其余结构均与实施例1相同。

这种全自动等边三角形太阳能开热水器的工作原理与实施例1基本相同，新增主要有益效果是：将其水平放置、正面朝向正南方，则太阳光可以全天都照射在透明双层膜板(7)上。特别是夏天，早晨太阳光一出来，就会从右后方透过右面的透明面盖(2)照射在透明双层膜板(7)上，傍晚太阳光还会从左后方透过左面的透明面盖(2)照射在透明双层膜板(7)上，直到太阳落山，全天有效照射时间长达10～12小时。

此外，集热器水平放置，减少了支架等结构，成本更低；集热器水平放置，使高度更低---半米以下即可，从而大大增强了抗风雨的能力。这二者都更有利于建造大面积太阳能热水开水和采暖系统。

实施例3：全自动直角预热腔太阳能开热水器

实施例1、2那种太阳能开热水器主要适用于水平放置使用：可将其底面(5)与水平地面或房顶连接。现将其作如下两点改进，以利于倾斜放置使用，见图15：

1)在底面(5)上连接支架(57)，使太阳能开热水器及其双层膜板(7)与水平面有一倾角，也就是使开热水器及其集热器倾斜放置；

2)在开热水器后端，连接一个与底面(5)垂直的预热腔(20)，它由保温材料制成的背面(3)与底面(5)垂直连接、另一保温面(21)与透明面盖(2)垂直连接构成，故称为直角预热腔。它与开热水器内部空间、即与透明面盖(2)和双层膜板(7)之间的空间连通。顶面(4)与预热腔(20)的顶部密封连接，使预热腔(20)内的热量散发不出去。

透明面盖(2)仍使用改进后的“动态水蜂窝”。

由软管(10)制成的软管绕组热交换结构连接在预热腔(20)内，软管(10)上端仍依次与进水管(13)、电动开关(14)、自来水水源开关(15)连通。软管(10)下端与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，扁平状螺线管的下端与透明双层膜板(7)或软管编织物集热器的进水口(8)连通，双层膜板(7)的出水口(9)与出水管道(19)连通并通到用水处；

探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

再在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)，将整个太阳能开热水器包裹住，以减少散热损失。

其余结构均与实施例1相同。

这种倾斜放置的太阳能开热水器可实现如下3种全自动化动态使用：

1)集热器可以采用特征5所述的软管编织物热交换结构，见图8，也可以采用特征3所述的扁平双层膜板热交换结构，见图5、图6。二者均可承受有一定压力的水、气，又不会过于鼓涨，总呈扁平形状。

这样，有一定压力的自来水可以从下端进水口(即图15中出水口(9)处)压入、被太阳光加热或烧开后从上端出水口(即图15中上端进水管(13)处)流出，流往用水处。将测温探头(18)插入上端出水口内，则此处水温加热到温控仪(16)的设定温度时，就可自动流入冷水、压出开热水。低于设定温度时，冷、热水均自动停止流入、流出。直到太阳光又将水加热到设定温度，又自动重复以上过程，不断这样循环往复、不断产生开热水。

2)集热器也可以采用图4所示的自然流水双层膜板热交换结构：集热器或透明的双层膜板(7)倾斜放置、与水平面有一倾角，在透明的双层膜板(7)内部上端，横向连接一根硬管(22)，其上有多个出水小孔(23)。与电动开关(14)、自来水水源开关(15)连通的进水管(13)与硬管(22)中部的进水口(8)连通。

这样，自来水从进水口(8)流进硬管(22)后，会从其上多个出水小孔(23)自然流出，在透明双层膜板(7)内由于重力作用而自然均匀的分布为薄水层并自然流下，同时在自然流下过程中被太阳光从底部(因有黑色光谱选择性涂层)将水加热或烧开后，从下端出水口(9)流出，流入出水管道(19)并流往用水处。

由于自然流下的薄水层无向上压力，因此透明双层膜板(7)的两层之间不必粘连，上部端口不必密封连接，仅两侧边处和下边缘处密封连结，也会自然形成扁平状。

连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接，探头(18)密封穿进出水口(9)内，则此处水温加热到温控仪(16)的设定温度时，就可自动流入冷水、流出开热水。低于设定温度时，冷、热水均自动停止流入、流出。直到太阳光又将出水口(9)处的水加热到设定温度，又自动重复以上过程，不断这样循环往复、不断产生开热水。

3)集热器也可以采用图7所示的升华物双层膜板热交换结构：透明的扁平双层膜板(7)内适当装上升华物质，其上端再与通常的热交换器(50)连接，例如将其上端在预热腔内密封伸进粗水管或长条形水箱，就成为一种“面状热管”。

则当太阳光使双层膜板受热时，固态的升华物质就会直接升华变成气态，自然流到双层膜板(7)内上端、将热量传递给热交换器(50)后，又流回下端变成固态，再受热升华变成气态，如此不断循环，不断将热交换器内的水加热。

这种全自动直角预热腔太阳能开热水器新增的主要有益效果是：

------有效减小顶面散热损失：双层膜板(7)顶面散发的热量上升到倾斜的透明面盖(2)，会沿斜面自动向上流入直角预热腔。直角预热腔内的软管绕组热交换结构能很有效的吸收此顶面散发的热量-----用于将水预热、然后流入双层膜板(7)，成为有用的热量；再加上顶面散热还会被透明面盖(2)的透明扁平状螺线管内的水吸收，最后也流入双层膜板，(7)。使最后从透明面盖(2)损失的热量更小；

----全自动化动态使用使总热效率最高、倒流热量很大：开热水能随时自动流走、又能立即自动流入冷水。刚流入的冷水远比环境的温度低，因此冷水不但不向环境散发或损失热量-----即此时的瞬时热效率最高、达100％，而且反而还要从环境吸收热量-----即环境热量向集热器倒流。全天多次具有最高的瞬时热效率还要加倒流热量，就使全天总热效率最高、倒流热量很大；

-------扁平双层膜板或软管编织物集热器能承受一定水压，因此有一定压力的自来水可以从下端进水口(8)压入、被太阳光加热或烧开后从上端出水口(9)流出，正符合热水自然向上流动的特性。

------自然流水方案中，双层膜板(7)的上部端口不必密封，两层之间不必紧密粘连。仅两侧边处和下边缘处密封连结，这就大大降低了透明双层膜板(7)的加工难度和成本。

而且还可以将集热器制造得很高、形成很长的斜面，在技术上也很容易实现。这样，就可使大量的水从斜面上流下、从而产生大量的热水，成本也很低；

----“面状热管”受热面积更大、成本极低，加工制造容易，这些有益效果比现有太阳能热管更明显，等等。

实施例4：大面积太阳能热水开水和采暖系统

1、棚架式太阳能热利用装置

在花园里经常有棚架式简易建筑或休闲长廊，两侧一些支柱，构成支架，其上端连接长条形的遮阳光的顶棚。类似的简易建筑还有道路上的葡萄架、街道市场上统一修建的有顶棚的摊位等等。可以在这些简易建筑的平顶上，安装双层膜板和软管绕组太阳能集热器，就成为相应的棚架式太阳能热利用装置，其具体安装结构如下：

双层膜板和软管绕组太阳能集热器底面(5)连接在棚架的顶棚上面，或直接将上述各种双层膜板和软管绕组连接在棚架的顶棚上面，其进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端与棚架下面或附近室内的水箱连通或连通室内用水处；探头(18)密封穿进集热器出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)也与棚架下面或附近室内的温控仪(16)和电动开关(14)连接。

于是太阳能集热器或双层膜板和软管绕组产生的热水开水，由管道(19)输送到棚架下面的水箱，供摊位使用---特别是卖茶水、面条等需要开热水较多的摊位。或输送到附近室内的水箱，以供应热水开水，或供室内采暧。

以上结构的工作原理也与实施例1～3所述相同，而且仍可实现全自动化使用。

2、大面积太阳能热水开水和采暖系统

除了住宅楼、棚架外，需要大量开水热水的建筑还有：各单位(特别是学校、工厂)的集体食堂、集体宿舍、饭馆、茶馆、宾馆、办公楼、车间、军队营房，等等。这些建筑的房顶总面积非常巨大，都安装上双层膜板和软管绕组太阳能集热器。并在建筑物附近的空地上，包括道路上，有计划的大量修建简易棚架，用于安装双层膜板和软管绕组太阳能集热器，实现其集体化使用，有人统一管理。

其具体结构如下：在一个集体单位的各个棚架和各栋楼房的整个顶面都分别安装连接大量太阳能集热器(其底面(5)连接在棚架的顶棚上面)，或分别直接安装连接大量各种双层膜板和软管绕组，形成大面积太阳能集热器阵或双层膜板和软管绕组阵。

每个集热器或双层膜板和软管绕组的进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端与集体单位的现有锅炉连通，或连通各个室内水容器，以供应热水开水，或与热交换结构连通，以供室内采暧。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与室内的温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与实施例1～3的描述相同，对这种大面积系统仍可实现全自动化使用。

3、特大面积和超大面积太阳能热水开水或采暖系统-----绿色能源基地

在城市环形状的一环路，二环路，三环路等内的多栋楼房的整个顶面，和在城市附近大量的荒地、戈壁上，统一连接多行排列的太阳能集热器(其底面(5)连接在房顶或地面)，或连接大量双层膜板和软管绕组，形成特大面积和超大面积太阳能集热器阵或双层膜板和软管绕组阵，每个集热器或双层膜板和软管绕组阵的进水口(8)依次与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端分别连通城市内各个中心供热系统的现有锅炉的底部、或分别连通城市内各栋楼房的各个室内的水容器，以供应热水开水。或连接在各个室内空气中，与热交换结构连通，以供室内采暧。

多个探头(18)分别密封穿进各个出水口(9)内，连接探头(18)的多根控制导线(17)分别与多个温控仪(16)和电动开关(14)连接，仍能保证这特大和超大面积太阳能系统或双层膜板和软管绕组系统实现全自动化使用。

其工作原理与实施例1～3的描述相同，区别只是太阳能集热器或双层膜板和软管绕组面积特大和超大、热水开水产量更大、供应城市的范围更广。

本实施例新增加的有益效果主要是：

1)可以充分利用城市内空地、花园、道路等修建棚架式简易建筑或休闲长廊、摊位等，供给大量太阳能热水开水。

2)可以建立城市太阳能中心供热系统：太阳能开热水自来水厂、冬季统一取暖工程等，为其供给大量太阳能热水开水，复盖城市很大区域，规模和经济效益特大和超大！

2)如果城市附近有足够大面积(超大面积)的荒山荒地可供利用，则成为各区的绿色能源基地，因此整个城市的气温会大幅度下降，从而成为城市的大面积夏季降温防暑工程。

甘肃省的敦煌，嘉峪关和酒泉，周围全是戈壁荒滩和草原，这里阴天极少，阳光特别丰富。因此应作为首选试点城市。还可首选北京及周围城市、云南、西藏、新疆、内蒙等。

以上实施例1～4中用作集热器的双层膜板(7)，可以是特征1～5中各种双层膜板(7)的任何一种，包括各种软管编织物热交换结构。实施例1～4中用于预热的软管绕组，可以是特征5～8中各种软管绕组的任何一种。

实施例5：全自动软管绕组液态热源热利用系统

1、热废液体利用：如图17(a)，在容器(24)内，盛有液态热源，例如染织厂、造纸厂的大量热废液体等。将各种类型由软管(10)构成的软管绕组连接在容器内、淹没在热液体中。软管绕组一端的软管(10)从容器(24)上端穿出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通。软管绕组另一端的软管(10)从容器(24)上端穿出，与出水管(19)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

这就构成全自动软管绕组液态热源热利用系统，它的工作原理如下：让连接在容器内、淹没在热液体中的软管绕组内充满冷水，当冷水被热液体加热到温控仪(16)的设定温度时，测温探头(18)通过导线(17)将此信息传递给温控仪(16)，温控仪(16)又通过导线(17)使电动开关(14)自动打开，于是自来水冷水流进软管绕组，将热水从出水口(9)顶入出水管(19)并通到用水处、同时冷水逐渐充满软管绕组，接近出水口(9)。当出水口(9)处水温低于温控仪(16)的设定温度时，探头(18)通过导线(17)将此信息传递给温控仪(16)，并使电动开关(14)自动关闭、不再进冷水。于是软管绕组内水温又逐渐上升，又自动重复以上过程、不断自动产生热水或开水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定温度连续流出热水。

该系统的有益效果主要是：能将大量工厂产生的大量热废液体的热量利用来产生热水或开水；而且成本非常低廉：染织厂、造纸厂、大量化工厂等产生的大量热废液体是很脏的，但该系统利用脏热水产生的热水或开水，却是非常干净的。

2、地热能利用：只须将上文“1、”所述的软管绕组连接到地热源中，其余结构和工作原理不变，则该系统也可将地热能利用来产生热水或开水。

3、软管绕组自烧暖气或烘烤器：如图17(b)，将容器(24)改成与热源接触的热源，可以是自烧的电热水器、燃气热水器、甚至是烧煤炭的热水器。将软管绕组连接到与热源接触的容器(24)内，软管绕组一端的软管(10)从容器(24)上端伸出，与出水管(19)连通，出水管(19)又与另一些连接在室内空气中的软管绕组(26)连通。软管绕组(26)的出水管(19)又依次与水源开关(15)、电动开关(14)、流量计(25)、水泵(67)和热源热水容器(24)内的软管绕组另一端的软管(10)连通，形成一个封闭循环结构。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本相同，区别只是：1)出水管(19)又与用于进水的水源开关(15)连通，使其成为封闭连续循环的热交换系统，由水泵(67)提供循环动力；

2)有至少两个以上的软管绕组：一个连接到热水器内，用于吸热-----吸收热水器的热量。另外一个(或一个以上)软管绕组(26)用于散热而成为暖气片-----使室内空气升温，或用于烘烤某些物品而成为烘烤器。

注意：本实施例所说的软管绕组，是指特征5～8所述的所有类型的软管绕组，包括特征5所述的软管编织物热交换结构。

本实施例新增加的有益效果主要是：软管绕组热交换结构比金属暖气片单价低十几倍，虽然软管的导热率比金属低，但适当增加长度、同样散热量的成本，比金属暖气片仍低好几倍；而且非常容易安装----而现有金属暖气片的安装难度是很大的。

实施例6：全自动软管绕组气态热源热利用系统

此系统有如下两种基本结构：

1)将各种类型的软管绕组连接在气态热源(43)顶部，见图18。软管绕组一端的软管(10)从气态热源(43)顶部容器伸出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通。软管绕组另一端的软管(10)从气态热源(43)顶部伸出，与出水口(9)、软管绕组(26)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本相同，新增加的有益效果主要是：大量锅炉的烟筒、炼钢厂高炉的顶部、大型冶炼有色金属的电炉顶部等，都是数量极大的气态热源。但其大量热量都散发到空气中损失掉了，利用此结构可将这些损失的热量加以回收利用。而且数量巨大，因而经济意义极为巨大！

2)将图17(a)描述的容器(24)，用支杆(27)连接在烟筒(29)顶端，容器(24)底部与烟筒顶端之间有一定空隙，使从烟筒顶端喷出的明火能在空气中继续燃烧。在容器(24)内盛有液态热源(此处一般是水)，将各种类型的软管绕组连接在容器(24)内。软管绕组一端的软管(10)从容器(24)顶部伸出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通。软管绕组另一端的软管(10)从容器(24)顶部伸出，与出水口(9)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接，见图19。

其工作原理也与对图17(a)的描述基本相同，新增加的有益效果主要是：很多烟筒顶端常年喷出巨大的明火，将大量能源白白燃烧掉了！此结构可将这些大量白白燃烧损失掉的热量加以回收利用。由于烟筒数量巨大，因而此结构经济意义也极为巨大！

以上两种基本结构所说的软管绕组，仍是指特征5～8所述的所有类型的软管绕组。

实施例7：全自动螺线软管热利用系统

此系统有如下4种基本结构：

1)全自动单管烟筒螺线软管热水器：很多烟筒是竖直的单管道，很多还是金属单管道。于是可将各种粗细的较长的软管(10)，依次缠绕在单管烟筒(29)上：见图20(a)，仍是每匝软管互相紧挨着、但互相不重叠，多匝软管将圆管复盖住，外形呈长直状螺线管，它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)。

烟筒螺线管一端的软管(10)依次与进水管(13)、电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)、连通。烟筒螺线管另一端的软管(10)与出水管(19)、储水箱或用水处连通。

探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

这就构成全自动单管烟筒螺线软管热水器，其工作原理与对图17(a)的描述基本相同，能不断自动流入冷水、流出热水或开水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定温度连续流出热水。

此结构新增加的有益效果主要是：能将大量烟囱的余热充分利用以产生热水或开水，而且成本非常低廉。

2)全自动多管烟筒螺线软管热水器：但有些烟筒很粗，有些直径粗达几米，例如某些火电厂的烟筒。为了便于缠绕螺线管，可在一个粗大烟筒底坐(28)上，密封连通多根细烟筒(29)，再在多根细烟筒(29)上，用软管(10)缠绕螺线管，见图20(b)：

可以用单根软管(10)在单根细烟筒(29)上，缠绕一个螺线管。多根软管(10)分别在多根细烟筒(29)上，缠绕出多个螺线管。每个螺线管的一端显露出进水管(13)，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，每个螺线管的另一端显露出出水管(19)，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接，均与图17(a)相同。其工作原理也与对图17(a)的描述基本相同，能不断自动流入冷水、流出热水或开水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定温度连续流出热水。

也可以在多根细烟筒(29)上，用一根很长的软管(10)依次缠绕多个螺线管-----即用一根很长的软管(10)在一根细烟筒(29)上，缠绕一个螺线管，再在其他细烟筒(29)上，依次缠绕多个螺线管，中间软管(10)不中断。也只连接一套其他部件-----多个螺线管一端的进水管(13)，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，多个螺线管另一端的出水管(19)，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接，见图20(b)。

其工作原理与对图17(a)的描述基本相同，区别只是流入的冷水，要分别流经多个细烟筒螺线管，最后才流出热水或开水。

此结构新增的有益效果主要是：能将粗大烟囱中心的热量也充分利用以产生热开水。

3)全自动暖气管螺线软管热水器：在室内暖气管上，用单根软管(10)缠绕成螺线管，其进水端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)。出水端与出水管(19)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本相同，不断从进水端流入冷水、流经软管(10)缠绕的螺线管，就会不断从出水管(19)流出热水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按暖气管的温度连续流出热水。

此结构新增加的有益效果主要是：完全不需改动原有暖气管的金属结构-----任何这种改动都是很难、很费功夫的-----就可以很容易的安装此螺线软管热水器；完全不影响室内采暖温度就增加了产热水的功能，这一点已在本人家庭的实际使用中得到了证实，因大量的暖气热量总会散发到室外损失掉，此螺线软管热水器是利用了一部分这些损失掉的热量；而且成本非常低廉，一个家庭所需软管才二、三十元，所产热水就已足够使用，包括洗澡洗衣。

4)全自动热管螺线软管热水系统：很多工厂有大量圆形散热管道，例如发电厂的冷凝器、石油化工企业的大量圆形热管道等等。在这些热管上，都可用软管(10)缠绕螺线管，其进水端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)。其出水端与出水管(19)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本相同。

此结构新增加的有益效果主要是：由于有大量圆形散热管道的工厂很多、热管的数量特别巨大，因而这种全自动热管螺线软管热水系统利用散热管道的余热所产热水量和节能减排的效果也特别巨大。由于成本非常低廉，因此经济价值也特别巨大。

本实施例的以上4种螺线软管热水器基本结构，也均可只要一个流量计、不要其他仪表，手动控制，成本更低，也很方便。因一个家庭或单位，每天所需热水很有限，将每天所需热水量产够，就用手关上冷水开关即可。

实施例8：全自动双层膜板热利用系统

此系统有如下3种基本结构：

1)如图21，在热源(31)上部交叉连接两块双层膜板(7)的上端，其下端分开、外形呈三角形棚架。双层膜板(7)如果是双层硬板，则可依靠自身强度交叉连接形成三角形棚架。

双层膜板(7)如果是双层软质薄膜，则应另加两块硬板(30)(最好是导热率高的金属板)，其上端交叉连接，其下端分开、形成三角形棚架，再将两块软质薄膜双层膜板(7)的整个底面分别与两块硬板(30)的整个表面平行密切接触连接。

两块双层膜板(7)的进水管上端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)，其进水管下端分别(分成两根管)与两块双层膜板(7)上端的进水口(8)连通，两块双层膜板(7)下端的出水口(9)与出水管(19)、储水箱或用水处连通。

探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

两块双层膜板(7)下端的热源(31)，可以是气态或液态，如火源热气、热烟气、熔化的钢水的热气等。也可以是固态热源，如热板、热砖石等。

其工作原理与对图17(a)的描述基本类似，不断自动从进水口(8)流入冷水、流经两块双层膜板(7)、被下端的热源加热-----直接加热双层膜板(7)或直接加热硬板(30)、再由硬板(30)传导加热双层膜板(7)，就会不断自动从出水管(19)流出热水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定的温度连续流出热水。

2)如图22，将烟筒(29)上端用两块硬板(30)做成双层扁平状，两侧边缘密封，只从顶端开口流出热烟气。再将软质薄膜双层膜板(7)的整个底面与双层扁平状硬板(30)的整个表面平行密切接触连接。

软质薄膜双层膜板(7)的进水管上端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)，其进水管下端与双层膜板(7)上端的进水口(8)连通，双层膜板(7)下端的出水口(9)与出水管(19)、储水箱或用水处连通。

探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本类似，不断自动从进水口(8)流入冷水、流经双层膜板(7)、被下面连接的双层扁平状硬板(30)中流过的热烟气加热，就会不断自动从出水管(19)流出热水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定的温度连续流出热水。

以上两种结构新增加的有益效果主要是：能将分散的热量回收利用；双层膜板(7)可以用软质材料的薄膜制造，因而它的成本极低，加工制造容易。

3)如图23，有些暖气片由几块扁管拼凑而成，其外形呈平板状。于是可将软质薄膜双层膜板(7)的整个底面与扁平状暖气片(44)的整个表面平行密切接触连接，再将双层膜板(7)的进水管下端与进水口(8)连通，其进水管上端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)。双层膜板(7)下端的出水口(9)与出水管(19)、储水箱或用水处连通。探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

其工作原理与对图17(a)的描述基本类似，不断自动从进水口(8)流入冷水、流经双层膜板(7)、被下面连接的扁平状暖气片(44)加热，就会不断自动从出水管(19)流出热水。流量计(25)可以控制单位时间冷水流入量，以保证按设定的温度连续流出热水。

此结构新增加的有益效果主要是：能用非常简单的方式将暖气的热量用于产生热水，同样成本极低，加工制造容易；它同时具有采暖和产热水两种功能。

实施例9：大面积利用-----整个城市的防暑降温工程

由于扁平双层软膜和软管编织物能够在弯曲状态下使用，因此很容易将它架在空中、铺在房顶、墙壁和各种物体上。若将扁平双层软膜和软管编织物这样大面积广泛使用------例如在整个城市的大部分上空和房顶、墙壁、各个角落、各种热源(如火炉等)周围，都连接布满大量扁平双层软膜和软管编织物并不断自动流入冷水、流出热水。其具体结构与以上各实施例相同，即每个双层膜板和软管绕组的进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其每个出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端分别连通城市内各个中心供热系统的现有锅炉、或分别连通城市内各栋楼房的各个室内的水容器，或连接在各个室内空气中，与热交换结构连通；多个探头(18)分别密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的多根控制导线(17)分别与多个温控仪(16)和电动开关(14)连接。

则这样不但可以产生大量有用的热水，还可降低整个城市的环境温度，在夏天起到防暑的作用-----使整个城市变得凉爽！特别是在我国的广州、武汉、南京、重庆等火炉城市，可以优先进行试点。

从总体上看，本发明的双层膜板和软管绕组全自动热利用产品，有如下新的有益效果：

1、现有太阳能集热器内胆和各种热利用产品的热交换器、包括其连接管道和开关，通常都要用大量昂贵而又难加工的金属------铁、铝、不锈钢、铜，等等。金属材料本身很昂贵、比各种塑料或橡胶软管贵几十倍。而且金属强度很高，加工和焊接都很难，需要昂贵的加工设备并付出昂贵的加工费。

而本发明这种独特的双层膜板和软管绕组热交换结构，使集热器内胆和热交换器、包括其连接管道和开关，都不使用昂贵而又难加工的金属，还使加工和生产设备非常简单、生产投资极少……，最终使开热水和采暖装置的总成本大幅度下降，实际生产的成本核算证明：集热器每平米成本从500～1000元降到几十元甚至十几元。因此，本发明在经济上可能将有突破性的进展。

2、这种独特的双层膜板和软管绕组热交换结构，最终使太阳能开热水系统和各种热利用产品实现了全自动化使用和动态使用---使水在双层膜板和软管绕组内自动的不断流动，非常有效的吸热、散热和传递热量，从而大幅度提高了热效率。而且使产品变得非常简单和轻便，安装、使用、维护非常方便和不影响环境美观。因此其总体技术性能明显比现有技术好得多，能将真空管、平板太阳能热水器和聚光太阳灶一齐淘汰。因此，在技术上有根本性的进展。

3、本发明中双层膜板和软管绕组太阳能开热水器的技术经济性能，全部苻合以下关于太阳能热利用的应用原则，因此比较容易大面积推广使用：成本低到能与石油煤炭所烧开热水竞争；使用面积必须足够大；由于阴雨天不可避免，因此不能独立使用，只能节能减排，与现有能源相结合使用；应以集体化使用为主，一家一户使用为辅，与现有锅炉和管道系统连接；必须很方便的使用；尽量全自动化使用；水质(特别是开水)必须苻合卫生标准。

4、这种独特的双层膜板和软管绕组热交换结构，其应用范围已超出了太阳能热利用领域，可以将煤炭、石油、天然气燃烧产生的废热烟气和所有热源的热能回收利用于采暖和产生开水热水，而且同样成本极低、实现了全自动化使用，加工、安装、使用、维护仍然非常方便，成为广泛意义上的节能减排。由于煤炭、石油、天然气是当代主要能源，占人类能源消费的90％以上，因此本发明这种应用的经济意义是极其巨大的，将远远大于太阳能热利用。

Claims (9)

1.一种软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，它由外表涂有黑色光谱选择性涂层的集热器(1)、透明面盖(2)、有保温层的背面(3)、顶面(4)、底面(5)和两个侧面(6)构成太阳能开热水器，其特征是：

[1]用双层膜板(7)取代集热器(1)，即在双层膜板(7)的表面涂黑色光谱选择性涂层，将其底面连接在底面(5)上；或双层膜板(7)用透明材料制成，将双层膜板(7)的底面涂黑色光谱选择性涂层，再将其底面连接在底面(5)上；或在透明的双层膜板(7)的底面和底面(5)之间，连接金属箔，并在金属箔上表面涂黑色光谱选择性涂层；

[2]在底面(5)的一端垂直连接背面(3)，将透明面盖(2)的一端与背面(3)的上端或顶面(4)的前端连接，另一端与底面(5)的另一端连接，两个三角形侧面(6)与底面(5)、背面(3)、透明面盖(2)均密封连接；在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)；

[3]透明面盖(2)使用如下结构的动态水蜂窝：由双层透明薄膜或硬板包裹连接在硬框(40)上，构成双层的透明面盖(2)，由透明软管(10)依次不重叠缠绕连接在硬框(40)上、形成透明扁平状螺线管并连接在透明面盖(2)的双层透明薄膜或硬板之间；或将透明扁平状螺线管连接在单层的透明面盖(2)的上表面或下表面；

[4]在三角形侧面的顶角处空间内连接由软管(10)制成的软管绕组热交换结构，软管(10)上端依次与进水管(13)、电动开关(14)、水源开关(15)连通，软管(10)下端与与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，螺线管下端与双层膜板(7)的进水口(8)连通；双层膜板(7)的出水口(9)，与出水管道(19)连通并通到用水处；

[5]探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

2.根据权利要求1所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是双层膜板(7)同时存在如下不同的结构，具体实施例中可任选其中一种结构：

[1]在双层膜板(7)上，用竖直短线或长线使两层膜板之间接触并紧密连结、四个周边处密封连结，其余面积两层膜板之间不紧密连结，双层膜板(7)总呈扁平形状；

[2]透明或不透明的软质的双层膜板(7)的四个周边处密封连结，其余面积两层膜板之间不紧密连结；将其底面涂黑色光谱选择性涂层后，或其底面连接上表面涂黑色光谱选择性涂层的金属箔后，连接在硬板(30)的上表面；多个压钉(42)连接在硬板(30)的两端，多根透明或不透明的硬质压条(41)的两端连接在压钉(42)上，将软质的双层膜板(7)压住、使其呈扁平形状，每两根压条(41)之间有适当的距离；

[3]在扁平状双层膜板(7)内装升华物质，双层膜板(7)上端与热交换器(50)连接；

[4]透明的双层膜板(7)与水平面有一倾角，在透明的双层膜板(7)内部上端，横向连接硬管(22)，其上有多个出水小孔(23)，与电动开关(14)、水源开关(15)连通的进水管(13)与硬管(22)中部的进水口(8)连通；透明双层膜板(7)的两层之间不粘连，上部端口不密封连接，仅两侧边处和下边缘处密封连结。

3.根据权利要求2所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是软管绕组同时存在如下不同的结构，具体实施例中可任选其中一种结构：

[1]将软管(10)，绕成多个互相重叠的不规则的圆圈，相邻圆圈之间适当错开或隔开、留有一定空隙，它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)；

[2]将软管(10)，依次缠绕在硬板或硬框上，每匝软管互相紧挨着或间隔有缝隙、但互相不重叠，多匝软管将硬板或硬框复盖住，外形呈扁平状螺线管，它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)；

[3]将软管(10)，依次缠绕在圆管上，每匝软管互相紧挨着、但互相不重叠，多匝软管将圆管复盖住，外形呈长直状螺线管，或成矩形、三角形或圆形状螺线管，它的一端显露出进水管(13)，另一端显露出出水管(19)；

[4]用软管(10)编织成编织物取代双层膜板(7)，编织物中间的软管(10)不折断，在软管编织物上均匀喷涂满并粘牢金属屑(11)，再在金属屑上喷涂黑色光谱选择性涂层；或在这种编织物软管上紧密包裹金属皮(12)、再在金属皮上喷涂黑色光谱选择性涂层；或在透明软管编织物背面，喷涂黑色光谱选择性涂层。

4.根据权利要求3所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]太阳开热水器的底面(5)与地面或房顶连接，透明面盖(2)的一端与底面(5)的一端连接，透明面盖(2)从中间弯折后另一端与底面(5)的另一端连接，正面呈三角形状；在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)；

[2]由软管(10)制成的软管绕组热交换结构连接在三角形的顶角处空间内，软管(10)上端依次与进水管(13)、电动开关(14)、水源开关(15)连通，软管(10)下端与与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，螺线管下端与双层膜板(7)的进水口(8)连通；双层膜板(7)的出水口(9)，与出水管道(19)连通并通到用水处；

[3]探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

5.根据权利要求4所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]在太阳能开热水器的底面(5)上连接支架(57)，太阳能开热水器和双层膜板(7)与水平面有一倾角；

[2]在开热水器后端，连接与底面(5)垂直的预热腔(20)，它由背面(3)与底面(5)垂直连接、另一保温面(21)与透明面盖(2)垂直连接构成，顶面(4)与预热腔(20)的顶部密封连接；预热腔(20)与透明面盖(2)和双层膜板(7)之间的空间连通；在整个太阳能开热水器外面，连接透明温室(46)；

[3]由软管(10)制成的软管绕组热交换结构连接在预热腔(20)内，软管(10)上端依次与进水管(13)、电动开关(14)、水源开关(15)连通，软管(10)下端与与透明面盖(2)的透明扁平状螺线管连通，螺线管下端与双层膜板(7)的进水口(8)连通；双层膜板(7)的出水口(9)，与出水管道(19)连通并通到用水处；

[4]探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

6.根据权利要求5所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]太阳能开热水器的底面(5)或大量双层膜板和软管绕组，连接在棚架的顶棚上面，其进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其出水口(9)与出水管道(19)连通，出水管道(19)的另一端与水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进集热器出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[2]在集体单位的各个棚架和各栋楼房的顶面都分别连接多行排列的大量太阳能集热器或大量双层膜板和软管绕组，每个集热器或双层膜板和软管绕组的进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端与集体单位的现有锅炉连通，或连通各个室内水容器，或与热交换结构连通，探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与室内的温控仪(16)和电动开关(14)连接。

7.根据权利要求6所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]在城市环形状的一环路，二环路，三环路等内的多栋楼房的顶面，和在城市附近大量的荒地、戈壁上，统一连接多行排列的大量太阳能集热器或双层膜板和软管绕组，每个集热器或双层膜板和软管绕组的进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其每个出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端分别连通城市内各个中心供热系统的现有锅炉、或分别连通城市内各栋楼房的各个室内的水容器，或连接在各个室内空气中，与热交换结构连通；多个探头(18)分别密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的多根控制导线(17)分别与多个温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[2]在整个城市的大部分上空和房顶、墙壁、各个角落、各种热源周围，都连接布满大量扁平双层软膜和软管编织物，其每个双层膜板和软管绕组的进水口(8)与电动开关(14)和水源开关(15)连通，其每个出水口(9)与出水管道(19)连通，该管的另一端分别连通城市内各个中心供热系统的现有锅炉、或分别连通城市内各栋楼房的各个室内的水容器，或连接在各个室内空气中；多个探头(18)分别密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的多根控制导线(17)分别与多个温控仪(16)和电动开关(14)连接。

8.根据权利要求3所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：各种软管绕组同时存在如下不同的连接结构，具体实施例中可任选其中一种连接结构：

[1]将软管(10)构成的各种软管绕组连接在容器(24)内，它一端的软管(10)从容器(24)上端穿出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，另一端的软管(10)从容器(24)上端穿出，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[2]将软管(10)构成的各种软管绕组连接到与热源接触的容器(24)内，软管绕组一端的软管(10)从容器(24)上端伸出，又与另一些连接在室内空气中的软管绕组(26)连通，软管绕组(26)的出水管(19)又依次与水源开关(15)、电动开关(14)、流量计(25)和容器(24)内的软管绕组另一端的软管(10)连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[3]将各类软管绕组连接在气态热源(43)顶部，软管绕组一端的软管(10)从气态热源(43)顶部容器伸出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，另一端的软管(10)从气态热源(43)顶部伸出，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[4]在暖气管或热管上，用软管(10)缠绕成螺线管软管绕组，其进水端依次连通流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)，其出水端与出水管(19)、储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

9.根据权利要求3所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]将容器(24)用支杆(27)连接在烟筒顶端，容器(24)底部与烟筒顶端之间有一定空隙，将软管(10)构成的各种软管绕组连接到容器(24)内，软管绕组一端的软管(10)从容器(24)伸出，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，另一端的软管(10)从气态热源顶部伸出，与出水口(9)、储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[2]将软管(10)依次缠绕在单管烟筒上，每匝软管互相紧挨着、但互相不重叠，多匝软管将圆管复盖住，外形呈长直状螺线管；它的一端显露出进水管(13)，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，烟筒螺线管另一端显露出出水管(19)，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[3]在大烟筒底坐(28)上，密封连通多根细烟筒(29)，再在多根细烟筒(29)上，分别用软管(10)缠绕螺线管：用单根软管(10)在单根细烟筒(29)上，缠绕一个螺线管，多根软管(10)分别在多根细烟筒(29)上，缠绕出多个螺线管；每个螺线管的一端显露出进水管(13)，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，每个螺线管的另一端显露出出水管(19)，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[4]或在大烟筒底坐(28)的多根细烟筒(29)上，用一根软管(10)在一根细烟筒(29)上，缠绕一个螺线管，再在其他细烟筒(29)上，依次缠绕多个螺线管，中间软管(10)不中断；多个螺线管一端的进水管(13)，依次与电动开关(14)、流量计(25)和水源开关(15)连通，多个螺线管另一端的出水管(19)，与储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水管(19)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。10、根据权利要求2所述的软管软膜热交换结构及其全自动热利用产品，其特征是：

[1]在热源(31)上部交叉连接两块硬质双层膜板(7)的上端，其下端分开、外形呈三角形棚架；或在热源(31)上端交叉连接两块硬板(30)，其下端分开形成三角形棚架，再将两块软质薄膜双层膜板(7)的整个底面分别与两块硬板(30)的整个表面平行密切接触连接；两块双层膜板(7)的进水管上端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)，进水管下端分别与两块双层膜板(7)上端的进水口(8)连通，两块双层膜板(7)下端的出水口(9)与出水管(19)、储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接；

[2]将烟筒(29)上端用两块硬板(30)做成双层扁平状，两侧边缘密封，顶端开口，再将软质薄膜双层膜板(7)的整个底面与双层扁平状硬板(30)的整个表面平行密切接触连接；或将软质薄膜双层膜板(7)的整个底面与硬质扁平状暖气片(44)的整个表面平行密切接触连接；双层膜板(7)的进水管上端依次连接流量计(25)、电动开关(14)、水源开关(15)、进水管(13)，其进水管下端与双层膜板(7)上端的进水口(8)连通，双层膜板(7)下端的出水口(9)与出水管(19)、储水箱或用水处连通；探头(18)密封穿进出水口(9)内，连接探头(18)的控制导线(17)与温控仪(16)和电动开关(14)连接。

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