專利名稱：一種太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱水器，尤其涉及太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的家用太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)能真空集熱玻璃管是直接插入保
溫水箱的，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖1包括太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1、保溫水 箱3、水溫水位傳感器10、電加熱棒ll、冷熱水進(jìn)出水管12和控制器13。 其中，太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1的一端插入保溫水箱3中，在光線充足的天 氣，利用太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1吸收太陽(yáng)光線將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為熱能， 給保溫水箱3中的自來(lái)水加熱。而在陰雨天氣等光線不充足的天氣里，太陽(yáng) 能真空采熱玻璃管1不能吸收足夠的太陽(yáng)光線，因此只能產(chǎn)生溫水，不能產(chǎn) 生熱水。水溫水位傳感器IO將檢測(cè)到的保溫水箱3中的水溫反饋給控制器13, 當(dāng)控制器13判斷出水溫沒(méi)有達(dá)到所需的溫度時(shí)，控制器13利用市電通過(guò)加 熱棒ll給水加熱。但是，通過(guò)加熱棒加熱耗能較多且存在不安全因素。

實(shí)用新型內(nèi)容
為了使太陽(yáng)能熱水器能夠充分利用太陽(yáng)能，不依靠輔助加熱就能夠獲得
熱水，本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能熱水器，包括保溫水箱和用于檢測(cè)所
述保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，還包括
太陽(yáng)能集熱連接箱，連接所述保溫水箱，形成液體循環(huán)回路； 至少一個(gè)太陽(yáng)能集熱管，并排連接于所述太陽(yáng)能集熱連接箱的一側(cè)； 通過(guò)管道依次連接并形成回路的太陽(yáng)能蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹
閥，所述冷凝器設(shè)置于所述保溫水箱內(nèi)，所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器設(shè)置于所述太陽(yáng)
能集熱連接箱內(nèi)；
用于利用太陽(yáng)能進(jìn)行能量存儲(chǔ)的儲(chǔ)能模塊；用于在所述水溫低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述儲(chǔ)能模塊向所述壓縮機(jī)供電 的控制箱，連接所述太陽(yáng)能光伏電池板和所述壓縮機(jī)。
所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器沿所述太陽(yáng)能集熱管的管口并排的方向設(shè)置。 所述太陽(yáng)能集熱管橫向設(shè)置。
所述儲(chǔ)能模塊包括依次連接的太陽(yáng)能光伏電池板、太陽(yáng)能充電控制器和 太陽(yáng)能蓄電池。
所述控制箱包括 單片機(jī)；以及
分別與所述單片機(jī)連接的所述水溫傳感器、蓄電池放電控制電路； 所述太陽(yáng)能蓄電池連接于所述太陽(yáng)能充電控制器和所述蓄電池放電控制 電^各之間；
所述太陽(yáng)能充電控制器與所述單片機(jī)連接。
所述的太陽(yáng)能熱水器還包括直/直逆變器，所述直/直逆變器與所述蓄電池 放電控制電路連接。
所述蓄電池放電控制電路與所述壓縮機(jī)連接。 所述太陽(yáng)能集熱連接箱上與所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器相對(duì)設(shè)置有百折窗。 所述太陽(yáng)能集熱連接箱與所述保溫水箱活動(dòng)連接。 所述冷凝器和所述膨脹閥之間依次連接有儲(chǔ)液罐、過(guò)濾器。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果
本實(shí)用新型通過(guò)使用太陽(yáng)能蓄電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來(lái)，在水 溫低于要求的溫度時(shí)，蓄電池根據(jù)指令能夠自動(dòng)釋放電能，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作， 從而循環(huán)產(chǎn)生熱水，利用上述的工作原理就可以不需要使用電加熱棒來(lái)為水 加熱，從而節(jié)省了電能；且蓄電池的電壓比市電低很多，消除了安全隱患。 另外，蓄電池的電能還可以起到提供應(yīng)急電源的作用；進(jìn)一步，本實(shí)用新型 的熱水器的真空集熱管通過(guò)水管連接保溫水箱，可以對(duì)其分別安裝，占地少， 易于安裝、維護(hù)，解決高層建筑因住戶多，樓頂可安裝太陽(yáng)能熱水器面積少， 缺少安裝場(chǎng)地的問(wèn)題；避免從用戶各自向樓頂長(zhǎng)距離布放水管、控制線，即 安裝危險(xiǎn)又易產(chǎn)生故障，而維修困難的問(wèn)題；避免每次用熱水時(shí)要放掉保溫 水箱前段的大量冷水才來(lái)熱水的問(wèn)題，從而節(jié)約大量自來(lái)水；不需要解決從用戶到樓頂保溫水箱前段長(zhǎng)距離水管的保溫問(wèn)題，既節(jié)能又可節(jié)省投資；避
免太陽(yáng)能熱水器安置于樓頂而大量外墻管、線布到樓頂，即影響外墻美觀又 易招雷擊的問(wèn)題。


圖1為現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)示意圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器在光線充足時(shí)的工作原理示意
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器在光線不充足時(shí)的工作原理示
意圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)能蓄電池提供應(yīng)急照明 結(jié)構(gòu)示意圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器的積木式設(shè)計(jì)安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的家用太陽(yáng)能熱水器，將太陽(yáng)能真空集熱玻璃管與太陽(yáng)能集 熱連接箱連接，并通過(guò)水管將太陽(yáng)能集熱連接箱連接到保溫水箱。同時(shí)，在 現(xiàn)有的家用太陽(yáng)能熱水器中加入了熱泵系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖2所示，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2中，太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1橫向安裝，多個(gè)太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1 一端的管口縱向并排連接在太陽(yáng)能集熱連接箱2的側(cè)邊，另一端通過(guò)連接裝 置固定。太陽(yáng)能集熱連接箱2的一端通過(guò)水管與保溫水箱3的一端連接，另 一端通過(guò)管道與保溫水箱3的另一端連接。
太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1橫向安裝，則太陽(yáng)能真空集熱玻璃管的連接箱 縱向放置，這樣使得連接箱的下端溫度低、上端溫度高(在陽(yáng)光好的天氣時(shí)， 實(shí)測(cè)連接箱內(nèi)上端熱氣溫度可達(dá)100度以上)，連接箱與保溫水箱的閉合水路 因熱氣流的作用下而自動(dòng)循環(huán)，因此、連接箱與保溫水箱傳熱速度快，制熱水量多。
本實(shí)用新型的太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1也可縱向設(shè)置， 同時(shí)，太陽(yáng)能真空集熱玻璃管的連接箱水平放置。此時(shí)，連接箱兩端溫度相 同，與保溫水箱傳熱速度慢，制熱水量比太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1橫向設(shè)置 時(shí)的制熱水量要少。
保溫水箱3中設(shè)置有冷凝器4，太陽(yáng)能集熱連接箱2中設(shè)置有太陽(yáng)能蒸發(fā) 器5,太陽(yáng)能蒸發(fā)器5的出口處連接壓縮機(jī)6，壓縮機(jī)6通過(guò)太陽(yáng)能儲(chǔ)能供電 線18與太陽(yáng)能微電腦控制箱7連接，同時(shí)壓縮機(jī)6與冷凝器4的進(jìn)口連接。 冷凝器4的出口依次通過(guò)儲(chǔ)液罐14、過(guò)濾器15、膨脹閥16連接到太陽(yáng)能蒸 發(fā)器5的進(jìn)口。太陽(yáng)能微電腦控制箱7與太陽(yáng)能光伏電池板8連接。保溫水 箱中安裝有水溫水位傳感器IO，水溫水位傳感器IO連接到太陽(yáng)能微電腦控制 箱7。
其中，冷凝器4、太陽(yáng)能蒸發(fā)器5、壓縮機(jī)6、儲(chǔ)液罐14、過(guò)濾器15、膨 脹閥16以及互相連接的管道共同組成熱泵系統(tǒng)。
太陽(yáng)能微電腦控制箱7包括單片機(jī)AT89C51及與之連接的水溫水位傳 感器、蓄電池放電控制電路。蓄電池放電控制電路與市電相連。
太陽(yáng)能光伏電池板8依次與太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能蓄電池連接，太 陽(yáng)能蓄電池與蓄電池放電控制電路連接，蓄電池放電控制電路又與直/直逆變 器和壓縮機(jī)連接。單片機(jī)上設(shè)置有液晶顯示屏，可以顯示當(dāng)前保溫水箱中水 的溫度和高度。
其中，太陽(yáng)能光伏電池板8、太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能蓄電池共同組成 儲(chǔ)能模塊，以用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在太陽(yáng)能蓄電池中。
本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器在光線充足時(shí)的工作原理示意圖參考 圖3。光線充足時(shí)，太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1吸收太陽(yáng)光的紫外線和紅外線直 接將太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1管內(nèi)的自來(lái)水集溫制熱，由于太陽(yáng)能真空集熱 玻璃管l橫置，所有太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1的管口通過(guò)太陽(yáng)能集熱連接箱2 縱向連接，根據(jù)熱氣流自動(dòng)上升，冷氣流自動(dòng)下沉的自然現(xiàn)象，熱氣流在連 接箱2內(nèi)自動(dòng)不斷向上聚集產(chǎn)生高溫，高溫?zé)釟饬鬟M(jìn)入保溫水箱3內(nèi)對(duì)水加 溫制熱，同時(shí)低溫水從保溫水箱3另一端自動(dòng)流出，通過(guò)連接管自動(dòng)流入連接箱2下端內(nèi)加溫。當(dāng)水溫不斷升高，熱氣流又自動(dòng)向上，再次進(jìn)入保溫箱 內(nèi)對(duì)水加溫制熱，如此不斷自動(dòng)循環(huán)產(chǎn)生熱水，不肆毛市電。在光線充足時(shí)，
安裝于太陽(yáng)能集熱連接箱2上，與太陽(yáng)能蒸發(fā)器相對(duì)設(shè)置的百折窗17自動(dòng)關(guān)
閉以保溫。
同時(shí)，充足的陽(yáng)光不斷照射到太陽(yáng)能光伏電池板上不斷產(chǎn)生電能，對(duì)控 制器內(nèi)置的太陽(yáng)能蓄電池充電蓄能，由于在陽(yáng)光充足時(shí)，太陽(yáng)能真空集熱玻 璃管1已滿足制熱要求，不需要熱泵工作因此不耗能，所以太陽(yáng)能光伏電池 板只對(duì)太陽(yáng)能蓄電池進(jìn)行充分蓄能。
本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器在光線不充足時(shí)的工作原理示意圖參
考圖4。光線不充足時(shí)，太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1無(wú)法吸收足夠的紫外線，因 此不能產(chǎn)生熱水，僅能產(chǎn)生溫水。這時(shí)微電腦根據(jù)水溫、水位傳感器采集的 信息發(fā)出指令，使24V太陽(yáng)能蓄電池放電，啟動(dòng)低電壓壓縮機(jī)6工作制熱， 即(24V)壓縮機(jī)6將太陽(yáng)能蒸發(fā)器中分別從太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1和空氣 中吸收了熱能的制氣劑，經(jīng)(24V)壓縮機(jī)壓縮成高溫、高壓的蒸氣后，排入 安置于保溫水箱3內(nèi)的冷凝器中，通過(guò)向保溫水箱內(nèi)的自來(lái)水傳熱后，經(jīng)過(guò) 銅管連接儲(chǔ)液罐14和過(guò)濾器15后進(jìn)入膨脹閥16節(jié)流為低溫低壓制氣劑，再 次進(jìn)入蒸發(fā)器分別吸收太陽(yáng)能真空集熱管中采集的熱能和空氣中吸收的熱 能，再經(jīng)低電壓(24V)壓縮機(jī)6壓縮成高溫、高壓的蒸氣后，又排入安置于 保溫水箱3內(nèi)的冷凝器4中，冷凝器4又向保溫水箱3內(nèi)溫水放熱，如此循 環(huán)達(dá)到制熱的目的。低電壓(24V)壓縮機(jī)6只靠(24V)太陽(yáng)能蓄電池蓄存 的電能工作，不通過(guò)市電的電能工作，從而達(dá)到基本不耗能的目的。在光線 不充足時(shí)，百折窗17自動(dòng)打開(kāi)，蒸發(fā)器5除從太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1的連 接箱2中吸收熱能的同時(shí)，通過(guò)百折窗17從空氣中吸收熱能。
太陽(yáng)能光伏電池板在陰天，雨天時(shí)不能按標(biāo)準(zhǔn)充電，但是只要有光就能 產(chǎn)生電能，還能少量充電，另外連續(xù)陰、雨天的電能，只要配置不同容量的 太陽(yáng)能蓄電池和不同容量的太陽(yáng)能光伏電池板就能滿足不同天數(shù)的使用要 求。
如圖5所示，圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽(yáng)能熱水器的太陽(yáng)能蓄電池 提供應(yīng)急照明結(jié)構(gòu)示意圖，太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能光伏電池板8上，太陽(yáng)能光伏電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)與之相連的太陽(yáng)能充電控制器將電能儲(chǔ)
存到太陽(yáng)能蓄電池中。單片機(jī)AT89C51與太陽(yáng)能充電控制器相連，對(duì)充電進(jìn)
行控制，同時(shí)單片機(jī)與蓄電池放電控制控制電路和市電連接，市電停電時(shí)， 單片機(jī)監(jiān)測(cè)到市電停電信息，對(duì)蓄電池放電控制電路發(fā)出指令，蓄電池放電
控制電路自動(dòng)將太陽(yáng)能蓄電池所蓄電能輸送到直/直逆變器分別產(chǎn)生5V和 220V提供給LED節(jié)能燈及電視機(jī)使用。蓄電池放電控制電路使24V太陽(yáng)能 蓄電池放電的過(guò)程在上文中已描述，在此不再贅述。
通過(guò)單片機(jī)可以將供應(yīng)急照明時(shí)間設(shè)定為19: 00 — 24: 00時(shí)，也可以 由用戶自行設(shè)定。
另外，為了方便安裝，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能真空集熱玻璃管1是通過(guò)水 管連接保溫水箱3 (見(jiàn)圖2)，因此，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱連接箱2、保溫 水箱3、太陽(yáng)能光伏電池板8、太陽(yáng)能微電腦控制箱7等可以整體安裝(見(jiàn)圖 2)，也可以分別安裝于外墻陽(yáng)臺(tái)和衛(wèi)生間等場(chǎng)地(見(jiàn)圖6)，圖6中，將太陽(yáng) 能集熱連接箱2、太陽(yáng)能光伏電池板8、太陽(yáng)能熱水器控制箱安裝在陽(yáng)臺(tái)上。 其中，太陽(yáng)能熱水器控制箱中安裝有儲(chǔ)液罐14、過(guò)濾器15、膨脹閥16、壓縮 機(jī)6、太陽(yáng)能蓄電池等器件，主要安裝在室外，也稱室外箱9;而時(shí)間和溫度 顯示屏及調(diào)節(jié)按鈕開(kāi)關(guān)等安裝于太陽(yáng)能微電腦控制箱7內(nèi)，太陽(yáng)能微電腦控 制箱7主要安裝在室內(nèi)(也稱室內(nèi)箱)，以便于用戶觀察水位、水溫和調(diào)控。 室內(nèi)箱通過(guò)電纜線與室外箱連接。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干 改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)^L為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種太陽(yáng)能熱水器，包括保溫水箱和用于檢測(cè)所述保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，其特征在于，還包括太陽(yáng)能集熱連接箱，連接所述保溫水箱，形成液體循環(huán)回路；至少一個(gè)太陽(yáng)能集熱管，并排連接于所述太陽(yáng)能集熱連接箱的一側(cè)；通過(guò)管道依次連接并形成回路的太陽(yáng)能蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥，所述冷凝器設(shè)置于所述保溫水箱內(nèi)，所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器設(shè)置于所述太陽(yáng)能集熱連接箱內(nèi)；用于利用太陽(yáng)能進(jìn)行能量存儲(chǔ)的儲(chǔ)能模塊；用于在所述水溫低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制所述儲(chǔ)能模塊向所述壓縮機(jī)供電的控制箱，連接所述太陽(yáng)能光伏電池板和所述壓縮機(jī)。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器 沿所述太陽(yáng)能集熱管的管口并排的方向設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱管 橫向設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述儲(chǔ)能模塊包括 依次連接的太陽(yáng)能光伏電池板、太陽(yáng)能充電控制器和太陽(yáng)能蓄電池。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述控制箱包括 單片機(jī)；以及分別與所述單片機(jī)連接的所述水溫傳感器、蓄電池放電控制電路； 所述太陽(yáng)能蓄電池連接于所述太陽(yáng)能充電控制器和所述蓄電池放電控制 電3各之間；所述太陽(yáng)能充電控制器與所述單片機(jī)連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，還包括直/直逆變器， 所述直/直逆變器與所述蓄電池放電控制電路連接。
7. 如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述蓄電池放電控 制電路與所述壓縮機(jī)連沖妄。
8. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱連接箱上與所述太陽(yáng)能蒸發(fā)器相對(duì)設(shè)置有百折窗。
9. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱連 接箱與所述保溫水箱活動(dòng)連接。
10. 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述冷凝器和所述 膨脹閥之間依次連接有儲(chǔ)液罐、過(guò)濾器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能熱水器，包括保溫水箱和檢測(cè)保溫水箱中水的溫度的水溫傳感器，還包括太陽(yáng)能集熱連接箱，連接保溫水箱，形成液體循環(huán)回路；至少一個(gè)太陽(yáng)能集熱管，并排連接于太陽(yáng)能集熱連接箱的一側(cè)；通過(guò)管道依次連接并形成回路的太陽(yáng)能蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥，冷凝器設(shè)置于保溫水箱，太陽(yáng)能蒸發(fā)器設(shè)置于太陽(yáng)能集熱連接箱；利用太陽(yáng)能進(jìn)行能量存儲(chǔ)的儲(chǔ)能模塊；在水溫低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，控制儲(chǔ)能模塊向壓縮機(jī)供電的控制箱，連接太陽(yáng)能光伏電池板和壓縮機(jī)。通過(guò)使用太陽(yáng)能蓄電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能儲(chǔ)存起來(lái)，在水溫低于要求的溫度時(shí)，蓄電池自動(dòng)放電，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作產(chǎn)生熱水，不需要使用電加熱棒為水加熱，節(jié)省了電能。
文檔編號(hào)F24J2/00GK201259331SQ20082011223
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月5日
發(fā)明者曹文武 申請(qǐng)人:曹文武