滾動摩擦加熱式太陽能熱水器的製作方法
2023-07-22 21:03:51
專利名稱：滾動摩擦加熱式太陽能熱水器的製作方法
技術領域：
本發明屬於加熱設備領域，涉及了功能材料摩擦生熱、水力發電加熱和太陽能集熱器加熱技術，具體地說是一種滾動摩擦加熱式太陽能熱水器。
由於燃氣式熱水器和電熱式熱水器均需消耗常規的能源，帶來環保及安全隱患等問題，令消費者在使用熱水器時需要付出燃氣或電力等費用，增加了消費者的經濟負擔，隨著世界能源等資源的日益短缺，以及能源價格的不斷上漲，全球人民均為此付出了較大的經濟和環保代價。由於太陽能熱水器因受氣候的限制，陰雨天以及附近高樓對陽光的阻擋，造成照射的陽光不足和安裝時屋頂佔用面積較大，同時，由於建築設計等觀念上的滯後，推廣太陽能熱水器在一定程度上遇到了障礙。
1)本技術設計由於採用了管道水的自然衝擊力的原理，在進水口入水的水衝力作用下，滾動物加熱倉體互相碰撞且撞至傳熱管道腔壁後又互相碰撞，如同搖珠抽獎時的滾珠不斷滾動一樣，在滾動的過程中，不斷被自來水等管道水的水衝力推動產生循環碰撞，滾動物加熱倉體與滾動物加熱倉體之間，水分子與水分子之間，水分子與傳熱管道腔壁之間，特別是滾動物加熱倉體內部的摩擦發熱滾動物與摩擦發熱滾動物之間，以及摩擦發熱滾動物與滾動物加熱倉體內壁之間，產生激烈摩擦並發熱，並傳熱至管道腔的水中，並通過水的流動將第一階段的第一級傳熱管道腔內的輕微熱的水進入到第二級的傳熱管道腔繼續加熱，因管道的連通作用，管道腔的水的衝擊力幾乎保持不變的速度繼續進入到下一級管道腔，令水逐級被加熱升溫，到達第N級時，水溫被加熱到符合沐浴的水溫度要求。通過將自來水的流動動能轉變為熱能的方式可以大大節約常規能源，大大降低家庭等用戶的能源消耗，既環保又節約家庭的經濟開支。
2)為了進一步提高熱效率，縮短加熱的時間，在初始階段安裝太陽能集熱器，並在室內加裝儲水箱和循環管道，通過水的密度差進行自然循環加熱，令本熱水器具備前置熱水的作用。
3)為增加本產品的加熱效果，在第二階段的第N級傳熱管道腔上方安裝第三階段的微型水輪機和發電機，將水的動能轉變為電能，並在熱水器內安裝電熱器對水作進一步加熱。
4)由於結合以上三種技術，本品可如同安裝空調一樣將之安裝在建築物的外牆上，不受太陽能熱水器受放置於屋頂因佔用面積等限制。雖然外牆日照的時間受到一定限制，但由於採用了以上幾個方面的技術進行加熱，本熱水器的熱效率得以大大提高，基本上可以滿足沐浴的水溫度要求，即使因陰雨天氣的影響達不到沐浴的水溫度，保溫儲水箱水的溫度都要比自來水的溫度要高，只要經過第二階段的摩擦加熱滾動物的激烈摩擦生熱，即可滿足要求。功能材料摩擦加熱原理及技術要求原理本發明的熱水器技術，它利用了自來水管道連通的特點，以管道水的自然衝擊力做動力，作用於滾動物加熱倉體進行搖滾式摩擦生熱，因滾動物加熱倉體內部為空心狀態，處於真空或空氣或特殊氣體狀態，滾動物加熱倉體內部放置了摩擦係數大，易摩擦生熱的功能材料----「摩擦加熱滾動物」，形成了「球中球」的滾動摩擦效果，並將被加熱的滾動物加熱倉體的熱量傳至傳熱管道腔的水中，實現傳熱管道腔中的水的溫度一級比一級逐漸提高，也就是說，第二級比第一級的水溫度要高，第三級的水溫度要比第二級的水溫度要高，依此類推，直至第N級為止，從根本上解決熱水器要消耗常規能源以及太陽能熱水器受天氣影響造成水的溫度不高的問題。技術要求1)每一級的管道水進水口入口的口徑適當收窄，以保證管道水對滾動物加熱倉體的衝擊力。
2)摩擦加熱滾動物、滾動物加熱倉體以及傳熱管道腔內壁採用摩擦係數符合要求的、極易摩擦生熱的無毒功能材料。
3)滾動物加熱倉體內部為空心狀態，內部為真空或特殊氣體或空氣狀態，以增加摩擦生熱效果。
4)傳熱管道腔的外壁腔採用透光隔熱材料或真空材料，避免熱量的散失。
5)熱水器的有關配件如軟管等採用保溫性能良好的材料。本發明產生的有益效果為本發明能夠將自來水的水衝力由動能轉變為熱能，是一種完全不使用常規能源的熱水器。它從根本上解決了使用常規能源產生環境汙染和能源消耗以及太陽能因天氣和安裝不方便引起的問題，既可節省能源保護環境，又可降低使用者的經濟成本。
圖3為
圖1的左視圖如圖所示第一階段1為連接管道水的進水閥，2為太陽能儲水箱，3為連接通道，4為儲水箱壁，5為太陽能儲水箱保溫水，29為太陽能集熱器的吸熱材料，30為太陽能集熱器中的水管。
第二階段6為進水閥門，7為傳熱管道腔，8為傳熱管道腔的原水，9為滾動物加熱倉體，10為滾動物加熱倉體內壁，11為滾動物加熱倉體外壁，12為摩擦加熱滾動物，13為傳熱管道腔熱水，14為傳熱管道腔內壁，15為傳熱管道腔外壁，16為隔熱材料，17為第一階段與第二階段的連接口。
第三階段18為管道水入口，19為水輪機觸水轉動漿，20為水輪機不觸水轉動漿，21為水輪機轉動軸，22為發電機，23為管道壁，24為水輪機，25為電熱器，26為花灑水閥，27為熱水出口，28為電線。
(一)熱水器原始狀態所有水閥均處於閉合狀態。
(二)前置太陽能加熱過程當太陽能集熱器29將熱量吸收並將熱水循環至儲水箱2中。
(三)自來水滾動摩擦加熱的過程
當打開連接太陽能儲水箱2或自來水或二次供水等管道水管道，開啟進水閥1及熱水器淋浴花灑水閥26時，因自來水的水流動衝力的推動，滾動物加熱倉體9之間特別是滾動物加熱倉體9內部的摩擦加熱滾動物12之間產生較激烈的摩擦並產生熱量，將熱量傳至傳熱管道腔7的水中，這就是第一級的過程，第一級的水繼續進入到第二級進行加熱再升溫，直至第N級加熱至符合沐浴的水溫度為止。(四)水力發電並加熱的過程為了令水的加熱效果更加顯著，在第三階段安裝微型水輪機24和發電機22將水的動能轉變為電能並通過電熱器25對水進一步加熱。使用本熱水器的一些基本條件凡具備城市或農村自來水供水或二次供水的用戶，只要管道水的水壓達到1-4公斤/平方釐米之間或以上標準，該熱水器即可實現較理想的加熱效果。
權利要求
1.滾動摩擦加熱式太陽能熱水器，其特徵在於該熱水器集合了太陽能集熱器加熱方式，功能材料摩擦加熱方式於一體。
2.根據權利要求1所述的滾動摩擦加熱式太陽能熱水器，其特徵在於該熱水器含有發電和加熱裝置。
3.根據權利要求1所述的滾動摩擦加熱式太陽能熱水器，其特徵在於該熱水器的太陽能集熱器的儲水箱(5)通過管道連接傳熱管道腔(7)，傳熱管道腔(7)通過管道連接水輪發電機腔，水輪發電機腔通過管道連接熱水出口(27)；太陽能集熱器的儲水箱(5)內有電熱器(25)，傳熱管道腔(7)內有滾動物加熱倉體(9)，水輪發電機腔內有水輪觸水轉動漿(19)，水輪觸水轉動漿(19)轉軸連接發電機(22)，發電機(22)的輸出電端通過電線(28)連接電熱器(25)。
4.根據權利要求1所述的滾動摩擦加熱式太陽能熱水器，其特徵在於該熱水器在功能材料摩擦加熱方式中採用了滾動物加熱倉體(9)，滾動物加熱倉體(9)內部為空心，其內部含有摩擦加熱滾動物(12)，摩擦加熱滾動物(12)由輕質複合材料製成。
5.根據權利要求3所述的滾動摩擦加熱式太陽能熱水器，其特徵在於該熱水器的傳熱管道腔(7)為一級或多級連接，傳熱管道腔(7)的內外壁中使用了隔熱材料(16)。
全文摘要
本發明屬於加熱設備領域，涉及了功能材料摩擦生熱、水力發電加熱和太陽能集熱器加熱技術，具體地說是滾動摩擦加熱式太陽能熱水器。本熱水器的前置部分以太陽能集熱器加熱、儲水，再利用自來水的水流動的衝力推動滾動物加熱倉體，並對滾動物加熱倉體內的摩擦發熱滾動物作循環搖滾碰撞，摩擦生熱，再傳熱加熱水，為了增加熱的效率，在第三階段安裝水輪機和發電機和電熱器對水進一步加熱。本發明能夠將自來水的水衝力由動能轉變為熱能，是一種完全不使用常規能源的熱水器，既可節省能源又保護環境，能降低使用者的經濟成本，它將得到廣泛應用。
文檔編號F24H1/00GK1445492SQ0311359
公開日2003年10月1日 申請日期2003年1月20日 優先權日2003年1月20日
發明者唐偉釗 申請人:唐偉釗