CN106288330A - 半导体或光能加热的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

半导体或光能加热的太阳能热水器，水箱8由非金属材料吹塑或注塑或滚塑制成或用金属材料制成，并在水箱的进水管路上装有带减压功能的水流开关或水流传感器4；同时，在水箱中装有密闭式或半敞开式水流过时即加热水装置16，可实现快速加热；此外，加热元件采用半导体电热管或金属电热管或非金属卤素管或碳纤维管，实现隔水加热。

Description

半导体或光能加热的太阳能热水器

技术领域

本发明涉及半导体或光能加热的太阳能热水器。

背景技术

现有太阳能热水器是集中对整个家庭或单位供热水的设备在水箱的进水管路，直接与水源连接，并将水送入水箱，称为进水管路，此管路上不设置其他部件，水箱是以金属为基材，内衬搪瓷水箱，还有不锈钢水箱，额定压力为0.6mpa，试验压入为1.2mpa，这种水箱会出现裂纹，漏水和爆炸，寿命短。

发明内容

太阳能热水器，由太阳能集热器(含平板式集热器及玻璃真空管式和热管真空管式)21、冷凝器或热交换气23，水箱8及电热管6等构成，本发明仅对水箱进行改进，改进后为半导体或光能加热的太阳能热水器，水箱8由外壳1、进水管2、出水管3、带减压功能的水流开关或水流传感器4、电热管6、水嘴9、法兰11、泄压阀14构成，在水箱的进水管路2上安装带减压功能的开关或水流传感器4，在水箱8中装有密闭式或半敞开式水流过时即加热水装置，所述电热管6，一是半导体电热管，是将半导体发热材料，涂在石英玻璃管内壁表面，形成一层导电膜，并有接线端子，通电后会产生红外辐射和热能；这种电热管，也称为半导体发热管，其导电膜是一种多晶硅半导体硅酸盐材料，所制成的石英玻璃半导体电热管，是装在水箱8之内，电热膜与水完全隔离；二是光能电热管，是在石英玻璃管内装碳纤维或金属发热丝，通电后产生红外辐射和热能；同时预热(即水箱下部)还可用半导体或光能电热管6-1或金属电热管6-2。

水箱8的主要结构有：

一、水箱采用金属材料制作，包括金属基材内涂搪瓷水箱或不锈钢水箱，并在水箱进水管路上安装带减压功能的水流传感器或带有减压功能的水流开关4；同时在水箱8中装有密闭式或半敞开式水流过时即加热水装置。

二、水箱采用非金属材料吹塑制作，即采用多层吹塑工艺制造内胆，所述多层吹塑是指内胆壁吹塑时由一层或以上不同材料制成，是用多个料斗同时送入几种性能不同的原料，一次性成型；并在水箱进水管路上安装带减压功能的水流传感器或带有减压功能的水流开关4；同时在水箱8中装有密闭式或半敞开式水流过时即加热水装置。

三、水箱采用非金属材料注塑制作，将水箱本体与外壳分离，水箱注塑成单层结构；水箱由第一制件8-1和第二制件8-2两个非对称部件构成；第一制件和第二制件一端敞开，另一端封闭，在敞开一端的端面上，有若干连接螺钉安装孔，在二者之间，两端面结合部位，安装密封件8-3，为双重密封结构。

四、水箱采用滚塑制造，即将粉状或糊状塑料原料注入横具内，通过对横具加热和纵向及横向的滚动旋转，使物料借自身重力作用和离心力作用，均匀布满内腔并且熔融，冷却后脱模得到中空制品。

五、水箱采用挤塑后塑料焊接或胶接的方法制造，即先挤出圆筒，然后在两端加底和盖，并进行胶接和焊接。

上述三至五水箱中，在进水管路中，安装带减压功能的水流传感器或水流开关4；同时在水箱8中装有密闭式或半敞开式水流过时即加热水装置16。

所述具有减压功能的部件有二种：

一是带有减压功能的水流开关4，由A、B二个部件组成：

A部分，主体4-1内，进水和出水的通道是被盖板4-2隔开，当有水流动时，水会强制推动盖板4-2、同时推动密封件4-3和推动件4-4、并使动触点4-9和静触点4-8接触或使微动开关4-7接通，电路导通：水流关闭时，进水口关闭，电路也断开。

B部分，活塞4-12小端有一个横向通孔，中间也有孔，进水时，水通过横向孔，从活塞4-12中间孔进入水箱内，进水时，不阻挡水的进入，当水箱内装满水或进水量大于出水量，水箱内压力增大时，活塞4-12，大端产生背压，使活塞4-12发生位移，关小甚至关闭进水口4-14；放水时，进水口重复打开；从而能自动调节水箱内的压力，此功能确保水箱内的压力在0.15mpa之内。

二是带有减压功能的水流传感器4，由A和B二个部分组成：

A部分，有水流动时，水流推动叶轮或转子或霍尔元件转动，通过对水流量的感应而输出脉冲信号或电流、电压等信号，使中间继电器吸合，电路导通，一组或多组电热管通电工作；关水时，水停止流动，电路断开，电热管停止加热；

B部分活塞4-12小端有一横向通孔，中间也有一个通孔，进水时，水通过横向孔，从活塞4-12中间孔进入水箱内，进水时，不阻挡水的进入，当水箱内装满水或进水量大于出水量，水箱内压力增大时，活塞4-12的大端产生背压，使活塞位移，关小甚至关闭进水口4-14；放水时，进水口重复打开；从而能自动调节水箱内的压力；水流传感器，A和B可分立为二个独立组件，A部分应装在进水管路，B部分安装在进出水管路均可。

所述水流开关和水流传感器，二者B部分相同，是都能使水箱内的压力自动进行调节；A部分结构不同，启动电热管工作的方式不同，但功能相同，可以随意选用。

所述密闭式水流过时即加热水装置16-1，是在一个小容器内，设置电热管，并有进水口和出水口是从水箱上部进水，打开水嘴9，电热管6通电工作，水流过电热管即被加热，通过出水口放出热水，关闭水嘴，停止加热。

所述半敞开式水流过时即加热水装置16-2，是在电热管上设置一个半圆形隔板16-2/1，打开水嘴9，电热管6通电工作的，水流过电热管时即被加热，通过安装在半圆形隔板上的水管16-2/2，将热水直接送至水箱上部，从热水出水口放出，关闭水嘴，停止加热。

本发明的有益效果及新颖性是：

太阳能热水器的水箱加热是采用半导体或光能电热管，实现隔水加热，绝对安全。

非金属水箱的压力控制在0.03至0.1Mpa之内，从而水箱8能用非金属材料吹塑或注塑或用滚塑工艺制作，彻底改变电热水器水箱的制造工艺，是140年来电热水器的一项重大创新。

太阳能热水器还能实现快热，是前所没有的。

附图说明

图1至图3是带有减压功能的水流传感器的结构图；

图4至图8是带有减压功能的水流开关的结构图(其中图6是图4中一个组件)；

图9至图10是半导体或光能加热的太阳能热水器示意图；

具体实施方式

下面结合附图1至10的实施例进行说明，附图中：外壳1、冷水进水管2、热水出水管3、带减压功能的水流传感器或水流开关4、控制器5、电热管6(半导体或光能电热管6-1、金属电热管6-2)、出水管固定支点7、水箱8、水嘴9、测温或限温开关安装管10、法兰11、泄压阀14、排污口15、水流过时加热水装置16(密闭式16-1；半敞开式16-2)、金属或非金属套管17、水19。

图4至图8是带有减压功能的水流开关的结构图，特点是能使水箱内自动调节压力，并实现快热。结构类似，功能相近，只是连接方式不同；

图1至图3是装有带减压功能的水流传感器4的结构图；图9至图10是半导体或光能加热的太阳能热水器示意图；水箱进水通过带减压功能的水流传感器或水流开关4，无论管路系统压力大小，都能快速使水箱注满水，并使其限定在设定范围内。

同时，在水箱中安装有快速加热装置16，所述快速加热是指不需要24小时通电，夏天在20秒之内能稳定供应热水；春秋只需将水箱内的水提高约10℃；对于太阳能热水器，在阴雨天或冬天需辅助预热和实行快速加热，有二种结构：

①密闭式水流过时即加热水装置16-1，是在一个小容器内，设置电热管，并有进水口和出水口，打开水嘴9，电热管6通电工作，水流过电热管即被加热，通过出水口放出热水，关闭水嘴，停止加热；

②半敞开式水流过时即加热水装置16-2，是在电热管上设置一个半圆形隔板16-2/1，打开水嘴9，电热管6通电工作的，水流过电热管时即被加热，通过安装在半圆形隔板上的水管16-2/2，将热水直接送至水箱上部，从热水出水口放出，关闭水嘴，停止加热；

附图中，水箱采用非金属吹塑或注塑或滚塑或焊接制作，压力限定在0.1Mpa左右，由于非金属水箱在热态具有膨胀性，能吸收热胀压力，并对活塞产生背压，而放水时则会让管路系统的压力通过，其出水量与现有热水器相同；水箱若采用金属为基材内衬搪瓷或用不锈钢制造，压力限定在0.15Mpa内，这就彻底克服了水箱因热胀冷缩使水箱搪瓷裂开，焊缝裂纹的问题。

附图中，无论是单水箱或多水箱都通用，水箱的容量从几十升至几千升。

附图中，水箱内部的进水管和出水管都是采用长度＞500mm的非金属管，并与非金属水箱共同形成物理水电阻，确保安全。

若将带有减压功能的水流开关或水流传感器4的A和B，分拆为二个组件或只采用A和B其中一个组件，也在本专利的保护之内；其中，水流传感器A部分，野可装在出水管路；箭头为水流方向。

Claims (3)

1.半导体或光能加热的太阳能热水器，其特征在于：

水箱加热的电热管(6)，一是半导体电热管，是将半导体发热材料，涂在石英玻璃管内壁表面，形成一层导电膜，并有接线端子，通电后会产生红外辐射和热能；二是光能电热管，是在石英玻璃管内装碳纤维或金属发热丝，通电后产生红外辐射和热能；

水箱(8)采用金属材料制作，包括金属基材内衬搪瓷水箱或不锈钢水箱；或水箱(8)采用非金属材料吹塑制作，即采用多层吹塑工艺制造，所述多层吹塑是指内胆壁吹塑时由一层或以上不同材料制成，或水箱(8)采用非金属材料注塑制作，将水箱本体与外壳连为一体，为双层结构，或将水箱本体与外壳分离，水箱注塑成单层结构；水箱(8)由第一制件(8-1)和第二制件(8-2)两个非对称部件构成；第一制件和第二制件一端敞开，另一端封闭，在敞开一端的端面上，有若干连接螺钉安装孔，在二者之间及两端面结合部位，各安装密封件(8-3)，为双重密封结构；或水箱(8)采用滚塑工艺或挤塑加焊接工艺制造。

2.根据权利要求1所述半导体或光能加热的太阳能热水器，其特征在于：水箱(8)的进水管和出水管都是采用长度＞500m的非金属管。

3.根据权利要求1所述半导体或光能加热的太阳能热水器，其特征在于：水箱中装有密闭式水流过时即加热水装置(16-1)，是在一个小容器内，设置电热管(6)，并有进水口和出水口是从水箱上部进水。