高效太陽能熱水器的設計方法技術

本發明專利技術公開高效太陽能熱水器的設計方法，屬于太陽能應用技術領域，其特征在于，在基本型太陽能熱水器結構基礎之上增設凈化艙、增設多級水箱、增設其他加熱裝置；其中，基本型太陽能熱水器包括支架、儲水箱、真空集熱管、進水口、出水口和排氣口。增設凈化艙安裝位置在儲水箱的一側端面與儲水箱串行連接，或者位于儲水箱的上端以子母艙的形式連接；儲水箱細化分割為多個級艙，形成串行多艙結構；增設其他加熱裝置包括電加熱器裝置和空氣能接口裝置。采用多能源輸入、水質凈化、熱水分級管理的設計方法，增強太陽能熱水器的功能性，提高其普適性，滿足客戶個性化的需求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于太陽能應用
，涉及太陽能熱水器，尤其是高效太陽能熱水器的設計方法。
技術介紹
太陽能熱水器可以利用太陽能轉化為水的內能，一方面減少水加熱過程中使用的煤炭、天然氣或者電能，另一方面太陽能熱水器壽命比較長，一次投入長期受益。因此，太陽能熱水器在我國安裝量逐年攀升。2011年我國太陽能熱水器產量約為5800萬平米，到2015年產量已經達1.2億平方米，約2300億元的市場規模。中國的太陽能熱水器市場經過幾年的培育，已經步入快速發展期，太陽能熱水器市場的火爆，也促進了太陽能熱水器技術的發展和更新換代。目前，市場中銷售使用的太陽能熱水器主要存在以下幾個問題：(1)熱源單一。單純依靠太陽能進行水體加熱，對環境的要求較高，對于陰雨天氣較多的地方必須考慮多種加熱方式共同作用，減少對單一能源的依賴。(2)集熱器內易形成水垢。受進入太陽能熱水器內水質影響，使用過程中太陽能熱水器會有各種物質沉積在換熱器及管道內壁面，形成水垢，一方面在受熱面上形成水垢，因熱阻大使其導熱效率降低，造成熱損失，另一方面太陽能真空管內結垢后，流通截面積減少，增加了水循環的速度和流動阻力致使升溫效果明顯下降；(3)水循環慢，水溫上升慢。加熱管直接與儲水箱連接，儲水箱體積相對較大，真空集熱管很難實現儲水箱中水溫快速升高，此外，真空集熱管對整個儲水箱中的水源進行循環加熱，由于儲水箱的容積相對較大，循環水的速度變慢。由此可見，太陽能熱水器市場為滿足消費者多樣性的使用要求，需要在太陽能熱水器的使用性能和使用功能方面進一步提高。
技術實現思路
針對上述技術問題，本專利技術要解決的技術問題是：提供高效太陽能熱水器的設計方法，采用多能源輸入、水質凈化、熱水分級管理的設計方法，增強太陽能熱水器的功能性，提高其普適性，滿足客戶個性化的需求。本專利技術的技術方案如下：基本型太陽能熱水器包括支架、儲水箱、真空集熱管、進水口、出水口和排氣口。高效太陽能熱水器的設計方法，在基本型太陽能熱水器結構基礎之上增設凈化艙、增設多級水箱、增設其他加熱裝置，采用新的設計方法，在產品設計源頭提高太陽能熱水器的普適性。增設凈化艙安裝位置設計在儲水箱的一側端面與儲水箱串行連接，或者位于儲水箱的上端以子母艙的形式連接。進一步，凈化艙內安裝過濾器和過濾芯，凈化艙壁具有清洗口，可以定期對凈化艙內清潔產品進行清洗或者更換。進一步，凈化艙內過濾芯的數量，根據凈化艙體積不同，可以設計2個。為提高太陽能熱水器對儲水箱內熱水的管理效率，根據實際的安裝地域及客戶使用要求，將儲水箱分割成一級艙和二級艙，形成串行雙艙結構；或者分割成一級艙、二級艙和三級艙，形成串行三艙結構。進一步，為提高太陽能熱水器對熱水的精細化管理程度，可以根據實際的需求將太陽能熱水器儲水箱細化分割為多個級艙，形成串行多艙結構，例如串行四艙、串行五艙結構。進一步，每一個級艙均與真空集熱管連接，相鄰兩個分艙之間分艙壁的頂端位置安裝導熱管，導熱管從相鄰艙體中的上游艙體伸入下游艙體，將上游艙體熱水排入下游艙體，確保相鄰艙體中的下游艙內水溫始終高于上游艙內水溫，實現熱水的精細化管理，提高熱水效率。改變太陽能熱水器熱源單一現象，增設其他加熱裝置，其中包括電加熱器裝置和空氣能接口裝置。進一步，電加熱器裝置安裝在太陽能熱水器的最后級艙內，安裝數量從一個到多個不等，根據客戶需求確定，當太陽能熱水器其他熱源失效時，直接對最后級艙內水源加熱，可以快速為客戶提供熱水。進一步，空氣能接口裝置安裝在太陽能熱水器的一級艙，空氣能接口裝置可以與外部空氣能熱水器連接，增加太陽能熱水器的熱水效率，并且在無陽光或者少陽光的條件下，保障太陽能熱水器的正常提供熱水。作為優選，太陽能熱水器儲水箱內膽可以使用不銹鋼隔離蓋，將內膽分割成串行多個艙體，在不銹鋼隔離蓋處設計導熱管，實現相鄰內膽之間的水源流動。本專利技術的效果和益處是：(1)該高效太陽能熱水器的設計方法，采用多能源輸入、水質凈化、熱水分級管理的設計方法，增強太陽能熱水器的功能性，提高其普適性，滿足客戶個性化的需求；(2)在儲水箱前增設凈化艙，降低進入蓄水艙水源中的雜質，減少太陽能熱水器中水垢的產生，提高采光效率，延長使用壽命；(3)太陽能熱水器儲水箱細化分割為多個級艙，形成串行多艙結構，水溫逐級升高，提高了太陽能熱水器的熱水管理效率；(4)電加熱器裝置、空氣能接口裝置可以彌補無陽光時太陽能熱水器不能采光加熱的功能缺陷，滿足消費者的使用需求。附圖說明圖1高效太陽能熱水器的設計方法框架圖。圖2串行凈化艙太陽能熱水器示意圖。圖3子母艙太陽能熱水器示意圖。圖4串行雙艙太陽能熱水器示意圖。圖5串行三艙太陽能熱水器示意圖。圖中：1儲水艙；2真空集熱管；3空氣能接口裝置；4電加熱器裝置；5凈化艙；6一級艙；7二級艙；8三級艙；11進水口；12出水口；13排氣口；51過濾器；52過濾芯。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。高效太陽能熱水器的設計方法，如說明書附圖1所示，在基本型太陽能熱水器結構基礎之上增設凈化艙、增設多級水箱、增設其他加熱裝置，采用新的設計方法，在產品設計源頭提高太陽能熱水器的普適性。其中，基本型太陽能熱水器包括支架、儲水箱1、真空集熱管2、進水口11、出水口12和排氣口13。實施例凈化艙5安裝位置，如說明書附圖2所示，設計在儲水箱1的一側端面與儲水箱1串行連接；或者如說明書附圖3所示，位于儲水箱1的上端以子母艙的形式連接。凈化艙5內安裝過濾器和過濾芯，凈化艙壁具有清洗口，可以定期對凈化艙內清潔產品進行清洗或者更換。凈化艙5內過濾芯52的數量，根據凈化艙體積不同，可以設計2個。如說明書附圖4所示，儲水箱1分割成一級艙6和二級艙7，形成串行雙艙結構；或者如說明書附圖5所示，分割成一級艙6、二級艙7和三級艙8，形成串行三艙結構。可以根據實際的需求將太陽能熱水器儲水箱細化分割為多個級艙，形成串行多艙結構，例如串行四艙、串行五艙結構。如說明書附圖4和說明書附圖5所示，每一個級艙均與真空集熱管2連接，相鄰兩個分艙之間分艙壁的頂端位置安裝導熱管，導熱管從相鄰艙體中的上游艙體伸入下游艙體，將上游艙體熱水排入下游艙體，確保相鄰艙體中的下游艙內水溫始終高于上游艙內水溫，實現熱水的精細化管理，提高熱水效率。如說明書附圖2～5所示，增設其他加熱裝置包括電加熱器裝置4和空氣能接口裝置3。電加熱器裝置4安裝在太陽能熱水器的最后級艙內，安裝數量從一個到多個不等，根據客戶需求確定，當太陽能熱水器其他熱源失效時，直接對最后級艙內水源加熱，可以快速為客戶提供熱水。空氣能接口裝置3安裝在太陽能熱水器的一級艙，空氣能接口裝置3可以與外部空氣能熱水器連接，增加太陽能熱水器的熱水效率，并且在無陽光或者少陽光的條件下，保障太陽能熱水器的正常提供熱水。說明書附圖只作為產品的結構、原理示意圖，實際產品結構和尺寸以設計生產圖紙為準。上面所述的實施例僅僅是對本專利技術的實施方式進行描述，并非對本專利技術的構思和范圍進行限定。在不脫離本專利技術設計構思的前提下，本領域普通人員對本專利技術的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本專利技術的保護范圍，本專利技術的范圍由所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高效太陽能熱水器的設計方法，其特征在于，在基本型太陽能熱水器結構基礎之上增設凈化艙(5)、增設多級水箱、增設其他加熱裝置，在產品設計源頭提高太陽能熱水器的普適性；其中，基本型太陽能熱水器包括支架、儲水箱(1)、真空集熱管(2)、進水口(11)、出水口(12)和排氣口(13)。

【技術特征摘要】
1.高效太陽能熱水器的設計方法，其特征在于，在基本型太陽能熱水器結構基礎之上增設凈化艙(5)、增設多級水箱、增設其他加熱裝置，在產品設計源頭提高太陽能熱水器的普適性；其中，基本型太陽能熱水器包括支架、儲水箱(1)、真空集熱管(2)、進水口(11)、出水口(12)和排氣口(13)。2.根據權利要求1所述的高效太陽能熱水器的設計方法，其特征在于，所述凈化艙(5)安裝位置設計在儲水箱(1)的一側端面與儲水箱(1)串行連接，或者位于儲水箱(1)的上端以子母艙的形式連接。3.根據權利要求1所述的高效太陽能熱水器的設計方法，其特征在于，所述儲水箱(1)分割成一級艙(6)和二級艙(7)，形成串行雙艙結構；或者分割成一級艙(6)、二級艙(7)和三級艙(8)，形成串行三艙結構；或者細化分割為多個級艙，形成串行多艙結構。4.根據權利要求3所述的高效太陽能熱水器的設計方法，其特征在于，所述每個級艙均與真空集熱管(2)連接，相鄰兩個分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳良豪，
申請(專利權)人：吳良豪，
類型：發明
國別省市：云南;53