專利名稱：集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能熱水器，特別涉及一種集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
太陽能既是一次能源，又是可再生能源，太陽能的資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染，太陽能是人類替代化石能源，減少二氧化碳排放，減緩氣候變暖的速度，確保人類社會可持續(xù)發(fā)展的最重要的能量來源。太陽能熱水器可以在不產(chǎn)生任何污染物排放的情況下提供熱水，用于洗浴、供暖等用途，為人類提供熱能。目前使用的太陽能熱水器都是設(shè)置在陽光直射的房屋的屋面上面，不但破壞了建筑外表的美觀，還給建筑的屋面結(jié)構(gòu)增加了額外的載荷，影響了建筑的可靠性和壽命，并且太陽能熱水器的主要結(jié)構(gòu)暴露在露天環(huán)境下，提高了太陽能熱水器的耐候性要求，縮短了太陽能熱水器的工作壽命，增加了太陽能熱水器的故障率。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的太陽能熱水器破壞建筑外表的美觀，影響建筑的可靠性和壽命， 工作壽命短和故障率高的問題，本實用新型提出一種集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，所采用的技術(shù)方案是集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，包括支架、集熱器、連接水管和水箱，太陽能熱水器被集成在屋頂結(jié)構(gòu)之中，屋頂結(jié)構(gòu)包括屋頂?shù)鬃?、屋面瓦與屋脊瓦，屋頂?shù)鬃瞎潭ㄔO(shè)置支架，集熱器和水箱固定設(shè)置在支架上，集熱器設(shè)置成屋面瓦，或設(shè)置在屋面瓦的下面，屋面瓦為向陽的屋面瓦，集熱器設(shè)置成屋面瓦時，集熱器的上表面設(shè)置為屋面瓦形狀的結(jié)構(gòu)，集熱器設(shè)置在屋面瓦的下面時，集熱器的上表面緊鄰屋面瓦的下表面，水箱的形狀和尺寸與屋脊瓦的內(nèi)部輪廓的形狀和尺寸相適應(yīng)，水箱位于屋脊瓦內(nèi)，集熱器的上部和下部分別設(shè)置集熱器出水口和集熱器進水口，水箱的上部和下部分別設(shè)置水箱進水口和水箱出水口，水箱出水口與集熱器進水口管道連接，集熱器出水口與水箱進水口管道連接，水箱的上部、下部還分別設(shè)置熱水出口、冷水進口，熱水出口在上、冷水進口在下，或冷水進口在上、熱水出口在下，熱水出口與供給熱水的管網(wǎng)連接，冷水進口與水源管道連接。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，集熱器為平板集熱器、 真空管集熱器或熱管集熱器。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，集熱器內(nèi)設(shè)置集熱元件，集熱元件的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，集熱器的上表面設(shè)置高透過率蓋板。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，集熱器的下表面、水箱的外表面和輸送熱水的管道的外表面設(shè)置保溫層。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，水箱上部設(shè)置排氣溢流孔。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，水箱設(shè)置輔助電加熱器。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，屋面瓦的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，屋脊瓦的向陽表面設(shè)置選擇性吸收涂層，水箱與屋脊瓦向陽部分相鄰的表面設(shè)置選擇性吸收涂層。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，屋脊瓦的內(nèi)部及屋頂結(jié)構(gòu)的上部設(shè)置水箱，集熱器出水口的位置低于水箱進水口的位置，集熱器進水口的位置低于水箱出水口的位置。本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，采用上述技術(shù)方案所能取得的技術(shù)效果是屋頂?shù)鬃瞎潭ㄔO(shè)置支架，集熱器和水箱固定設(shè)置在支架上，集熱器的上表面設(shè)置為屋面瓦形狀的結(jié)構(gòu)并設(shè)置為屋面瓦，可以直接吸收太陽能。集熱器設(shè)置在向陽的屋面瓦的下面，可以利用屋面瓦吸收太陽能，使屋面瓦的溫度上升溫度較高的屋面瓦的熱量可以傳遞給集熱器，使流經(jīng)集熱器的水的溫度上升，一方面集熱器吸收了熱量，提高了水的溫度，另一方面集熱器有了屋面瓦的遮擋，避免了風(fēng)吹日曬雨淋，改善了工作條件，延長了工作壽命，降低了故障率。屋面瓦原本就是設(shè)置在露天環(huán)境中的，并不因下面設(shè)置了集熱器而惡化了工作條件，因此屋面瓦下設(shè)置集熱器不會對屋面瓦產(chǎn)生任何不利影響。水箱的形狀和尺寸與屋脊瓦的內(nèi)部輪廓的形狀和尺寸相適應(yīng)，水箱位于屋脊瓦內(nèi)，可以保證水箱的位置高于集熱器的位置，使太陽能熱水器內(nèi)的水依靠溫度差實現(xiàn)自動循環(huán)，滿足太陽能熱水器的工作條件。水箱位于屋脊瓦內(nèi)，還可以充分利用屋脊瓦內(nèi)的空間位置，防止在屋面外部設(shè)置水箱，破壞建筑的外表美觀。安裝和使用本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，不會對建筑物的外觀產(chǎn)生任何影響，尤其適用于傳統(tǒng)風(fēng)格的建筑、古建筑、仿古建筑及各種具有重要意義的建筑。集熱器的上部和下部分別設(shè)置集熱器出水口和集熱器進水口，水箱的上部和下部分別設(shè)置水箱進水口和水箱出水口，水箱出水口與集熱器進水口管道連接，集熱器出水口與水箱進水口管道連接，可以保證太陽能熱水器內(nèi)的水依靠溫度差實現(xiàn)自動循環(huán)，滿足太陽能熱水器的工作條件，節(jié)省了驅(qū)動水流循環(huán)的動力設(shè)施。水箱的上部、下部還分別設(shè)置熱水出口、冷水進口，熱水出口在上、冷水進口在下，或冷水進口在上、熱水出口在下，可以通過熱水出口和冷水進口交換設(shè)置位置，使集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器以頂水形式工作，或以落水形式工作， 增加了太陽能熱水器的供水的方式，滿足使用者的需求。熱水出口與供給熱水的管網(wǎng)連接， 冷水進口與水源管道連接，可以使太陽能熱水器連續(xù)、方便地供給熱水，并及時、連續(xù)的向太陽能熱水器內(nèi)補充冷水。集熱器為平板集熱器、真空管集熱器或熱管集熱器，可以使集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，適應(yīng)多種常用太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)形式，便于推廣應(yīng)用。[0017]集熱器內(nèi)設(shè)置集熱元件，集熱元件的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層，可以大幅度增加集熱器吸收的熱量，明顯減少集熱器散發(fā)的熱量。當(dāng)選擇性吸收涂層的設(shè)置適宜的情況下，可以將集熱器的熱量吸收率提高到93%以上，熱量散發(fā)率降到10%以下，效果十分明
Mo集熱器的上表面設(shè)置高透過率蓋板，一方面可以使紅外線攜帶熱量穿過蓋板，向集熱器傳輸熱量，另一方面防止集熱器的熱量通過對流等形式散失。優(yōu)質(zhì)的高透過率蓋板， 可以使熱量的傳入率由82 %提高到92 %以上，將熱量散失率控制在8 %以內(nèi)，集熱器的效率提高明顯。集熱器的下表面、水箱的外表面和輸送熱水的管道的外表面設(shè)置保溫層，可以減少和防止太陽能熱水器不吸收熱量的表面散失熱量，減少熱量損失。水箱上部設(shè)置排氣溢流孔，可以防止太陽能熱水器的容器內(nèi)部壓力超過額定標(biāo)準(zhǔn)，損壞熱水器的結(jié)構(gòu)，并且可以釋放管道內(nèi)的多余氣體，保證太陽能熱水器管道內(nèi)的水流動通暢。水箱設(shè)置輔助電加熱器，可以在日照時間不足的地區(qū)，或寒冷地區(qū)為太陽能熱水器增加輔助能量，保證熱水的供應(yīng)。屋面瓦的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層，可以有效增加屋面瓦吸收的熱量，提高太陽能熱水器的熱水供應(yīng)能力。屋脊瓦的向陽表面設(shè)置選擇性吸收涂層，水箱與屋脊瓦向陽部分相鄰的表面設(shè)置選擇性吸收涂層，可以使屋脊瓦也能吸收較多的熱能，并使屋脊瓦內(nèi)的水箱更好地吸收屋面瓦散發(fā)的熱量。屋脊瓦的內(nèi)部及屋頂結(jié)構(gòu)的上部設(shè)置水箱，可以有效增加水箱的容積，滿足對熱水的需求量。集熱器出水口的位置低于水箱進水口的位置，集熱器進水口的位置低于水箱出水口的位置，可以在水箱容積增加的情況下，也能保證太陽能熱水器內(nèi)的水依靠溫度差實現(xiàn)自動循環(huán)，滿足太陽能熱水器的工作條件。使用本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，可以在不破壞建筑外表的美觀，不影響建筑的可靠性和壽命的情況下，使太陽能熱水器高效率地提供熱水，并降低故障率，延長工作壽命。

附圖1是本實用新型集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器的集熱器設(shè)置在屋面瓦下的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中的標(biāo)示含義如下1-屋頂結(jié)構(gòu)，11-屋頂?shù)鬃?-向陽的屋面瓦，3-屋脊瓦，4-支架，5-集熱器， 51-集熱器進水口，52-集熱器出水口，6-水箱，61-水箱進水口，62-水箱出水口，7-熱水出口及冷水進口。
具體實施方式
本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，集熱器設(shè)置在屋面瓦下的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，為了將相關(guān)結(jié)構(gòu)顯示清楚，部分向陽的屋面瓦和屋脊瓦已經(jīng)拆除。集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，包括支架、集熱器、連接水管和水箱，屋頂結(jié)構(gòu)1包括屋頂?shù)鬃?1、屋面瓦與屋脊瓦，屋頂?shù)鬃?1上固定設(shè)置支架 4，集熱器5和水箱6固定設(shè)置在支架1上，集熱器5設(shè)置在屋面瓦的下面，屋面瓦為向陽的屋面瓦2，集熱器5的表面與屋面瓦2的表面平行，集熱器5的上表面緊鄰屋面瓦2的下表面，水箱6的形狀和尺寸與屋脊瓦3的內(nèi)部輪廓的形狀和尺寸相適應(yīng)，水箱6位于屋脊瓦3 內(nèi)，集熱器5的上部和下部分別設(shè)置集熱器出水口 52和集熱器進水口 51，水箱6的上部和下部分別設(shè)置水箱進水口 61和水箱出水口 62，水箱出水口 62與集熱器進水口 51管道連接，集熱器出水口 52與水箱進水口 61管道連接，水箱6的上部、下部還分別設(shè)置熱水出口及冷水進口 7，熱水出口在上、冷水進口在下，或冷水進口在上、熱水出口在下，以使熱水器具備頂水式工作方式或落水式工作方式。熱水出口與供給熱水的管網(wǎng)連接，冷水進口與水源管道連接。集熱器5設(shè)置成向陽的屋面瓦2時，只需將集熱器5做為屋面瓦2設(shè)置在屋頂?shù)谋砻?，并將集熱?的上表面設(shè)置為屋面瓦2形狀的結(jié)構(gòu)，其余部分的結(jié)構(gòu)和管路設(shè)置方式都可以仿照上面的方案。根據(jù)需要，可以在集熱器5上表面的屋面瓦2形狀的結(jié)構(gòu)表面設(shè)置屋面瓦2顏色的涂層，以加強裝飾效果。集熱器5為平板集熱器、真空管集熱器或熱管集熱器。集熱器5內(nèi)設(shè)置集熱元件，集熱元件的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層。選擇性吸收涂層通?？稍诹蚧U、金屬氧化物、黑鎳、黑鉻及鋁陽極化涂層中選擇，一般情況下首選黑鉻涂層。集熱器5的上表面設(shè)置高透過率蓋板。一般情況下高透過率蓋板可選擇玻璃、透明塑料制作，首選低鐵玻璃制作，并涂鍍增透層。集熱器5的下表面、水箱6的外表面和輸送熱水的管道的外表面設(shè)置保溫層。保溫層材料推薦使用發(fā)泡聚苯乙烯，或發(fā)泡聚氨酯，并需經(jīng)過阻燃處理。水箱6上部設(shè)置排氣溢流孔。水箱6可以設(shè)置輔助電加熱器。屋面瓦2的上表面可以設(shè)置選擇性吸收涂層。屋脊瓦3的向陽表面可以設(shè)置選擇性吸收涂層，水箱6與屋脊瓦3向陽部分相鄰的表面可以設(shè)置選擇性吸收涂層。屋面瓦2與屋脊瓦3可以是陶瓦、琉璃瓦、水泥瓦及其它各種類型的瓦。屋面瓦2 與屋脊瓦3的顏色可以為灰色、紅色，也可以根據(jù)需要選取。屋脊瓦3的內(nèi)部及屋頂結(jié)構(gòu)1的上部設(shè)置水箱6，集熱器出水口 52的位置低于水箱進水口 61的位置，集熱器進水口 51的位置低于水箱出水口 62的位置。本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，不受上述實施例的限制，凡是利用本實用新型的結(jié)構(gòu)和方式，經(jīng)過變換和代換形成的技術(shù)方案，都在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，包括支架、集熱器、連接水管和水箱，其特征在于所述太陽能熱水器被集成在屋頂結(jié)構(gòu)之中，所述屋頂結(jié)構(gòu)包括屋頂?shù)鬃?、屋面瓦與屋脊瓦，屋頂?shù)鬃瞎潭ㄔO(shè)置支架，集熱器和水箱固定設(shè)置在所述支架上， 所述集熱器設(shè)置成屋面瓦，或設(shè)置在屋面瓦的下面，所述屋面瓦為向陽的屋面瓦，所述集熱器設(shè)置成屋面瓦時，所述集熱器的上表面設(shè)置為屋面瓦形狀的結(jié)構(gòu)，所述集熱器設(shè)置在屋面瓦的下面時，所述集熱器的上表面緊鄰所述屋面瓦的下表面，所述水箱的形狀和尺寸與所述屋脊瓦的內(nèi)部輪廓的形狀和尺寸相適應(yīng)，所述水箱位于所述屋脊瓦內(nèi)，所述集熱器的上部和下部分別設(shè)置集熱器出水口和集熱器進水口，所述水箱的上部和下部分別設(shè)置水箱進水口和水箱出水口，所述水箱出水口與所述集熱器進水口管道連接，所述集熱器出水口與所述水箱進水口管道連接，所述水箱的上部、下部還分別設(shè)置熱水出口、冷水進口，所述熱水出口在上、冷水進口在下，或所述冷水進口在上、熱水出口在下，所述熱水出口與供給熱水的管網(wǎng)連接，所述冷水進口與水源管道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器為平板集熱器、真空管集熱器或熱管集熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器內(nèi)設(shè)置集熱元件，所述集熱元件的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器的上表面設(shè)置高透過率蓋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器的下表面、水箱的外表面和輸送熱水的管道的外表面設(shè)置保溫層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述水箱上部設(shè)置排氣溢流孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述水箱設(shè)置輔助電加熱器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述屋面瓦的上表面設(shè)置選擇性吸收涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，其特征在于所述屋脊瓦的向陽表面設(shè)置選擇性吸收涂層，所述水箱與屋脊瓦向陽部分相鄰的表面設(shè)置選擇性吸收涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器， 其特征在于所述屋脊瓦的內(nèi)部及屋頂結(jié)構(gòu)的上部設(shè)置水箱，所述集熱器出水口的位置低于所述水箱進水口的位置，所述集熱器進水口的位置低于所述水箱出水口的位置。
專利摘要集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，屋頂?shù)鬃瞎潭ㄔO(shè)置支架，集熱器和水箱固定設(shè)置在支架上，集熱器設(shè)置成向陽的屋面瓦，或集熱器設(shè)置在向陽的屋面瓦的下面并使集熱器的表面緊鄰屋面瓦的下表面，水箱位于屋脊瓦內(nèi)，水箱出水口與集熱器進水口管道連接，集熱器出水口與水箱進水口管道連接?？梢岳迷O(shè)置成屋面瓦的集熱器直接吸收太陽能，或屋面瓦吸收太陽能后再將熱量傳遞給集熱器。使用本實用新型的集熱器設(shè)置成屋面瓦或設(shè)置在屋面瓦下的太陽能熱水器，可以在不破壞建筑外表的美觀的情況下，使太陽能熱水器高效率地提供熱水，并降低故障率，延長工作壽命，尤其適合仿古建筑使用。
文檔編號E04D13/18GK201933709SQ20112002371
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者呂云于 申請人:呂云于