一體式太陽能熱水器的製作方法

2023-06-14 07:50:56

本發明涉及太陽能設備領域，尤其涉及一種一體式太陽能熱水器。

背景技術：

太陽能是一種新興的可再生能源，隨著人們環保意識的增強和傳統能源價格的不斷上漲，太陽能的應用越來越廣泛。目前，太陽能越來越多的應用在供熱設備中，如太陽能熱水器、太陽能暖氣等。

太陽能熱水器是最常見的將太陽能轉換為熱能的裝置，其利用太陽光將水加熱，將太陽能轉化為熱能。傳統的太陽能熱水器分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器，真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器多是採用支架固定方式進行使用安裝。如此，低層建築採用整體式屋面安裝，高層建築採用分體式陽臺壁掛安裝。現有的太陽能熱水器對支架的安全性能要求比較高，為滿足支架的使用需要，支架製造成本將會較高，造成太陽能熱水器使用成本增加；同時太陽能熱水器在高層建築上安裝使用不方便，不利於現有太陽能熱水器的使用普及。

如何實現太陽能熱水器的方便安裝以及使用普及是現階段太陽能熱水器市場面臨的首要問題且是需要即可解決的問題。

技術實現要素：

本發明提供的一體式太陽能熱水器，方便太陽能熱水器的使用安裝以及便於太陽能熱水器的普及使用。

本使用新型實施例提供的一體式太陽能熱水器，包括內膽、真空太陽能吸熱板和外殼；其中：

所述真空太陽能吸熱板與所述內膽密封連接，所述真空太陽能吸熱板與所述內膽組成儲水箱，所述儲水箱的結構為直角梯形橫截面空心稜柱結構，所述真空太陽能吸熱板為所述直角梯形的斜邊；

所述外殼包裹在所述內膽的外側，所述外殼與所述內膽之間設置保溫層，所述保溫層緊密貼合所述外殼與所述內膽；

所述一體式太陽能熱水器還包括排氣閥、熱水出水管和冷水進水管，所述排氣閥連通所述內膽的頂端，所述熱水出水管和所述冷水進水管連通所述內膽的底部。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述真空太陽能吸熱板包括鋼化玻璃上蓋板和鋼化玻璃下蓋板；

所述鋼化玻璃上蓋板和所述鋼化玻璃下蓋板之間設置真空保溫絕熱層，與所述真空保溫絕熱層接觸的所述鋼化玻璃下蓋板表面鍍有吸熱塗層。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述吸熱塗層是以丙烯酸樹脂+水性環氧樹脂100份，炭黑1.9份，矽烷偶聯劑0.1份，超細TiO2 12份，超細SiO2 10份和氧化鐵黑6份配比製成的塗層。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述內膽為冷軋鋼板或不鏽鋼鋼板材料製成的內膽。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述外殼為噴塑彩鋼板材料製成的外殼。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述熱水出水管和所述冷水進水管設置在所述內膽上與所述真空太陽能吸熱板相對的側面上。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述保溫層為聚氨酯發泡保溫層。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述真空太陽能吸熱板與所述內膽相鄰側面的夾角為55-65°。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述真空太陽能吸熱板與所述內膽相鄰側面的夾角為62°。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述保溫層的厚度為50mm。

可選的，上述一體式太陽能熱水器中，所述真空太陽能吸熱板與所述內膽通過矽膠墊圈密封連接。

本發明提供的一體式太陽能熱水器包括由內膽和真空太陽能吸熱板組成的儲水箱，儲水箱用於儲水，內膽的外圍設置外殼，在內膽和外殼之間設置保溫層。當儲水箱內充水後，在真空太陽能吸熱板接受太陽能照射時，真空太陽能吸熱板吸收太陽光的熱量，並將熱量傳遞給儲水箱內的水，用於儲水箱內水的加熱，其中外殼和保溫層可防止儲水箱內熱量的散失。

本發明提供的一體式太陽能熱水器將真空太陽能吸熱板作為儲水箱的一部分，組成一個整體結構形狀的太陽能熱水器，其使用安裝可以採用在建築朝南立面外牆處預留好施工位置，將一體式太陽能熱水器安裝在預留的施工位置，其背面結構(內含管道連接口及錨固點)可採用百葉窗封堵，便於系統後期維護，一體式太陽能熱水器採用與建築鑲嵌式安裝，與建築形成一體化，便於太陽能熱水器的使用安裝。且解決了傳統熱水器採用支架懸空裸露安裝於建築之外的安全隱患，且結構簡單、為工程實施和系統維護帶來方便，是適用於高層與低層建築的太陽能熱水器。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的一體式太陽能熱水器的結構示意圖；

圖2為本發明提供的一體式太陽能熱水器的側視圖；

圖3為本發明提供的一體式太陽能熱水器的B處局部放大圖。

其中：

1-內膽，2-真空太陽能吸熱板，201-鋼化玻璃上蓋板，202-鋼化玻璃下蓋板，203-真空保溫絕熱層,204-吸熱塗層，3-外殼，4-保溫層，5-排氣閥，6-熱水出水管，7-冷水進水管。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明中的技術方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本發明保護的範圍。

參見附圖1-3，附圖1是本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器的結構示意圖，展示出了本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器的截面結構；附圖2是本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器的側視圖；附圖3是本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器的B處局部放大圖，展示出了本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器的真空太陽能吸熱板基本結構，下面結合附圖對本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器進行具體描述。

如圖1和圖2，本實施例中的一體式太陽能熱水器包括內膽1、真空太陽能吸熱板2、外殼3和保溫層4。真空太陽能吸熱板2與內膽1密封連接，真空太陽能吸熱板2與內膽1組成儲水箱，所述儲水箱的結構為直角梯形橫截面空心稜柱結構，真空太陽能吸熱板2為所述直角梯形的斜邊；外殼3包裹在所述內膽1的外側，外殼3與內膽1之間設置保溫層4，保溫層4緊密貼合外殼3與內膽1。

本發明實施例中，儲水箱直接由真空太陽能吸熱板2與內膽1密封連接構成，其截面結構如附圖1所示，儲水箱的截面為直角梯形，真空太陽能吸熱板2為直角梯形的斜腰，即儲水箱為底面為直角梯形的直四稜柱結構，直角梯形的截面結構有助於提高一體式太陽能熱水器安裝使用的穩定性。為方便說明，真空太陽能吸熱板2的傾斜角記為A，即真空太陽能吸熱板2與內膽1相鄰側面的夾角為A，0°＜A＜90°。考慮本國的地理位置分部，一般55°≤A≤65°，優選A＝62°，保證在真空太陽能吸熱板2具有足夠的太陽直射有效面積。

內膽1可選用耐腐蝕的金屬材料製作而成，如銅、鋁、冷軋鋼板或不鏽鋼鋼板等。

真空太陽能吸熱板2是將太陽的輻射能轉換為熱能，在真空太陽能吸熱板2吸收太陽能後產生的熱能單向傳導，由真空太陽能吸熱板2傳遞給儲水箱內的水。採用真空太陽能吸熱板2可提高太陽能的利用率。真空太陽能吸熱板2可採用與現有太陽能熱水器的真空集熱管的類似結構。

設置外殼3和保溫層4，防止儲水箱內水的熱量散失。外殼3可選用耐腐蝕的金屬材料製作而成，如銅、鋁、鋼板等，較優的選用噴塑彩鋼板。保溫層4可選用保溫棉或聚氨酯等，如聚氨酯發泡保溫層，保溫層4的厚度在30mm-80mm，優選50mm，50mm厚度的保溫層4可起到有效的保溫作用，避免熱量的散失。

本發明提供的一體式太陽能熱水器包括由內膽1和真空太陽能吸熱板2組成的儲水箱，儲水箱用於儲水，內膽1的外圍設置外殼3，在內膽1和外殼3之間設置保溫層4。當儲水箱內充水後，在真空太陽能吸熱板2接受太陽能照射時，真空太陽能吸熱板2吸收熱量，將熱量傳遞給儲水箱內的水，用於儲水箱內水的加熱，其中外殼3和保溫層4可防止儲水箱內熱量的散失。

一體式太陽能熱水器還包括排氣閥5、熱水出水管6和冷水進水管7，排氣閥5連通內膽1的頂端，熱水出水管6和冷水進水管7連通所述內膽1的底部。排氣閥5用於平衡儲水箱的大氣壓，冷水進水管7用於向儲水箱內送水，熱水出水管6用排出儲水箱內的水。排氣閥5為自動排氣閥，在儲水箱與外界存在一定的壓強差的時候啟動排氣閥5，平衡儲水箱內的大氣壓，當儲水箱與外界的壓強差小於一定值的時候關閉排氣閥5，實現儲水箱與外界壓強差的自動調節。熱水出水管6和冷水進水管7一般設置在內膽1遠離真空太陽能吸熱板2的儲水箱的背面，即熱水出水管6和所述冷水進水管7設置在所述內膽1上與真空太陽能吸熱板2相對的側面上。

本發明提供的一體式太陽能熱水器將真空太陽能吸熱板2作為儲水箱的一部分，組成一個整體結構形狀的太陽能熱水器，其使用安裝可以採用在建築朝南立面外牆處預留好施工位置，將一體式太陽能熱水器安裝在預留的施工位置，其背面結構(內含管道連接口及錨固點)可採用百葉窗封堵，便於系統後期維護，一體式太陽能熱水器採用與建築鑲嵌式安裝，與建築形成一體化，便於太陽能熱水器的使用安裝。且解決了傳統熱水器採用支架懸空裸露安裝於建築之外的安全隱患，且結構簡單、為工程實施和系統維護帶來方便，是適用於高層與低層建築的太陽能熱水器。本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器，實現太陽能與建築一體化，方便太陽能熱水器的使用安裝以及便於太陽能熱水器的普及使用，有助於提升太陽能的利用。

本發明實施例提供的一體式太陽能熱水器採用一體式結構，將真空太陽能吸熱板2和內膽1組成儲水箱，節省了現有技術中的集熱器與水箱之間的管道連接，減少在集熱器與水箱之間熱量損失，據統計熱量損失將減少15-20％。如此，本實施例提供的一體式太陽能熱水器，提高太陽能的利用率，便於一體式太陽能熱水器的使用普及。

參見附圖3，本實施例中真空太陽能吸熱板2真空太陽能吸熱板包括鋼化玻璃上蓋板201、鋼化玻璃下蓋板202、真空保溫絕熱層203和吸熱塗層204。鋼化玻璃上蓋板201和鋼化玻璃下蓋板202之間形成真空保溫絕熱層203，鋼化玻璃下蓋板202的表面設置吸熱塗層204，吸熱塗層204位於鋼化玻璃下蓋板202與真空保溫絕熱層203接觸的表面。

吸熱塗層204吸收太陽輻射，產生熱量，由於吸熱塗層204隻與真空保溫絕熱層203和鋼化玻璃下蓋板202接觸，而真空保溫絕熱層203絕熱，如此吸熱塗層204吸收產生的熱量只傳遞給鋼化玻璃下蓋板202，經由鋼化玻璃下蓋板202傳遞給儲水箱內的水，用於水的加熱，提高太陽能利用率，同時降低了儲熱水箱7內水熱量散失，從而提高了系統的儲熱效率。吸熱塗層204可採用黑鉻塗層、黑鎳塗層、黑鈷塗層、鋁陽極氧化塗層或鋼的陽極氧化塗層等。吸熱塗層204採用真空保溫絕熱層203隔絕空氣，實現不與空氣接觸，提高吸熱塗層的抗氧化性，保證了吸熱塗層的耐久性，從而提高了真空太陽能吸熱板2的使用壽命，從而提高一體式太陽能熱水器的使用壽命。

本實施例中吸熱塗層204的吸光塗料主要成分為塗料以丙烯酸樹脂+水性環氧樹脂、炭黑、矽烷偶聯劑、超細TiO2、超細SiO2和氧化鐵黑。其配比為：丙烯酸樹脂+水性環氧樹脂(100份)，炭黑1.9份，矽烷偶聯劑0.1份，超細TiO2(500目)12份，超細SiO2(500目)10份，氧化鐵黑(500目)6份。混合後的組分經過在球磨罐中經過12h溼磨製成吸光塗料，經試驗測得該吸光塗料經檢測較傳統的單一組分的吸光塗料可以提高吸光率2-3個百分點，反射率降低10-15％，提高一體式太陽能熱水器的太陽能利用率。

為充分保證真空太陽能吸熱板2與內膽1的密封連接，在真空太陽能吸熱板2和內膽1連接處設置矽膠墊圈8，矽膠墊圈8具有支撐和密封的作用。真空太陽能吸熱板2和內膽1密封連接過程中，將矽膠墊圈8上塗矽酮耐候密封膠，矽酮耐候密封膠便於真空太陽能吸熱板2與內膽1密封連接，並保證真空太陽能吸熱板2和內膽1的良好密封性。矽膠墊圈8為耐高溫矽膠墊圈，矽膠墊圈8和矽酮耐候密封膠避免傳統的低熔點玻璃粉熔封在400℃高溫下對內層玻璃表面塗覆的吸光塗料的破壞，同時也可以緩解和吸收玻璃冷熱狀態下產生的內應力的作用。

本說明書中各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。尤其，對於……實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例中的說明即可。

以上所述的本發明實施方式並不構成對本發明保護範圍的限定。