全年用太陽能浴室的製作方法

2023-10-22 04:51:37 1

專利名稱：全年用太陽能浴室的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能熱利用中的一種全年用太陽能浴室。
目前，最常使用的太陽能熱水器為平板型，它由外殼、透光板、集熱器、液流管、保溫層、蓄水箱等部件組成，它的能量傳遞途徑為太陽光一光→透光板—光→金屬集熱器—熱→循環水管—熱→蓄水箱。此能量傳遞途徑是平板式太陽能熱水器的金科玉律。作為能量傳遞中心環節的集熱器，國內外熱水器廠家的首選原料為銅鋁複合翼管，這種帶翼管材價格昂貴，製造工藝複雜，加上每個集熱器對這種翼管的用量很大，是平板式太陽能熱水器價格高的主要因素，造價高也是當前太陽能熱水器難以被大眾接受的一個重要因素。
鑑於太陽能熱水器所產低溫熱水主要用於洗澡，現季節用及全年用太陽能熱水器僅能提供一定量的洗澡熱水，不能同時提供一個溫暖的洗澡空間。在春秋冬三季，儘管洗澡水熱的燙人，可在脫衣、擦肥皂、涼於和穿衣時依然覺得非常寒冷，這不但使老人、小兒及體質較差的人無法洗澡，就連體質好的正常人也是難以接受的。如果再另裝暖氣，則會增大洗浴設備的固定資產投資。
本實用新型的目的，是提供一種結構簡單，價格低康，既能供應大量熱水，室內又溫暖舒適的全年用太陽能浴室。
為實現上述目的，我們採取的技術方案是採光面安裝有雙層透光板(膜)的全年用太陽能浴室，在透光板與浴室後壁之間置一塊木板或泡沫塑料板等非金屬板材作集熱板。兩層透光板之間的空間為對流室，內層透光板與集熱板之間的空間為高溫室，集熱板與浴室後壁之間的空間為洗澡間，這三個空間的底部相互連通，浴室的頂部為半圓柱殼體，內置半圓柱體蓄水箱，蓄水箱與半圓柱殼體之間的空隙與高溫室，對流室及洗澡間相連通。陽光透過雙層透光板照在塗黑的集熱板上，集熱板吸光產熱將其上邊相鄰的空氣加熱，熱空氣沿高溫室上升，即可環繞蓄水箱及對流室循環，將蓄水箱中的水加熱，也可經過洗澡間循環使洗澡間升溫。高溫室的最高處和最低處均裝有循環空氣節流板，以調整高溫室進入洗澡間熱空氣的量，為節約空間，洗澡間的衣箱活動蓋可兼作床用。為了使冬季採集到更多的陽光，浴室的坡面角等於當地冬至日正午太陽高度角的餘角。
全年用太陽能浴室包括全年用太陽能盆浴室和全年用太陽能淋浴室。
附圖給出了本實用新型的實施例。


圖1是全年用太陽能盆浴室的剖面圖。
圖2是
圖1中全年太陽能盆浴室沿A—A線的局部剖面圖。
圖3為圖2中衣箱摺疊蓋展開狀態的俯視圖。
圖4為
圖1和
圖11的正面觀(即全年用太陽能浴室的朝陽面外觀圖)。
圖5是
圖1中導流板的側視圖。
圖6是
圖1中集熱板的側視圖。
圖7、圖8是
圖1中上下空氣循環節流板的側視圖。
圖9是
圖1中內層透光板(膜)的側視圖。
圖10是全年用太陽能浴室供蓄水系統的管路圖。
圖11是全年用太陽能淋浴室的剖面圖。全年用太陽能淋浴室的衣箱結構與全年用太陽能盆浴室的衣箱結構不同，太陽能淋浴室無浴盆，其餘結構均相同。
圖12是
圖11中衣箱活動豎蓋和衣箱底的展開圖。
圖13是
圖11中擋水屏的側視圖全年用太陽能浴室的一個側面設有採光窗，以使洗澡間有一定的亮度。
現結合附圖對本實用新型做詳細說明全年用太陽能浴室由對流室、高溫室、洗澡間、集熱板及供蓄水系統組成。
蓄水箱1為半圓柱體，它處在半圓柱體33的保溫體腔內，其最下沿水平高度高於透光板最上沿水平高度，它的兩端固定在浴室左右兩個側壁上。鐵絲34、36、37、38兩端均固定在浴室的兩個側壁上，用以防止蓄水箱從兩側壁脫失掉下。2、4、18、20為循環空氣的出入口(以下筒稱出口)。3、15分別是高溫室上下部的空氣循環節流板，節流板3和15的長度等於浴室兩內側壁的寬度，節流板15與浴室後壁絞接，它能將出口2或4關閉。集熱板23有一定的絕熱能力，可為單層板，亦可為夾層板或中空多豎孔板，其高溫室面為黑色，洗澡間面為白色或灰白色，它的兩端固定於浴室的兩側壁上。5、21、30為導流板29和集熱板23的固定框，固定框的兩端均固定在浴室的兩側壁上。6、13為門框，它安裝於浴室的後壁上。7、12為浴室門的密封圈，它固定在門框槽裡，在關門後起阻止室內外空氣對流的作用。9為浴室門。8為洗澡間。浴盆10安裝在洗澡間地面14上。11為浴盆保溫材料，它充填在浴盆的下面。16、25、32、19、31為透光板固定框，它們的兩端均固定在浴室的側壁上。17為透光板壓邊。22、24、28為透光板(膜)，它可以是玻璃，玻璃鋼或其它透光材料，它固定於透光板框內，內層透光板(膜)24的最下端與殼體的距離為10—80mm。26為高溫室，其側壁為浴室的部分側壁。27為對流室，其側壁亦為浴室的部分側壁。33為半圓柱保溫殼，半圓柱殼兩端為浴室的兩側壁所封閉。35為保溫殼與蓄水箱之間的間隙，為15—80mm。45為衣箱，其寬度等於浴盆10的寬度。41、42、43、44為衣箱摺疊蓋，它們之間為絞接。44與衣箱絞接。39、40是釘在衣箱摺疊蓋上的橡膠墊圈，衣箱摺疊蓋展開鋪在浴盆上時，墊圈墊在浴盆與摺疊蓋之間。47為橡膠墊圈固定釘。46為浴盆排水管，48為蓄水箱1上的排氣管。51為冷水閥。52為進水管。53為進水閥。54為進/出水管。50為熱水閥。49為淋浴頭。整個供水系統安裝於洗澡間的側壁上。擋水屏55可採用橡膠或塑料薄膜製成，其長度與衣箱豎蓋相等，它固定在集熱板23上，其作用是防止水從衣箱豎蓋58與集熱板23的接縫處濺入衣箱61內。56為活扣，其定端固定在集熱板23上，活動頭固定在衣箱豎蓋58上。衣箱豎蓋上端借活扣與集熱板活動扣接，下端與衣箱底60絞接。57、59為衣箱豎蓋上的摺疊腿，衣箱豎蓋上裝有四個摺疊腿，當衣箱豎蓋拉開放平作床使用時，摺疊腿起支撐作用。衣箱底60兩端固定在浴室側壁上。
本實用新型適用於溫帶地區，其坡面角等於當地冬至日正午太陽高度角的餘角。以保證天最冷時採光率最高。
使用時，將本實用新型的採光面朝南放置(北半球)，將節流板15關閉，節流板3關在導流板29上。陽光透過透光板22、28及24照在集熱板23上，集熱板23吸光產熱，將其上邊相鄰的空氣加熱，熱空氣沿高溫室26上升，經過外殼與蓄水箱的間隙35將蓄水箱1加熱。熱空氣被蓄水箱1冷卻後，沿對流室27下降至透光板24的最下端，從出口18進入高溫室26被循環加熱。這樣，流動的熱空氣就將熱量源源不斷的傳給了蓄水箱1中的水。被高溫室26加熱了的透光板24，對沿對流室26下降的冷空氣有預熱作用。透光板24能防止高溫室內的熱空氣先與透光板22、28接觸，有效抑制了對流熱損失，亦能減小熱輻射損失。
當無光照時，高溫室內的熱空氣因失去了加熱動力而停止循環，而且不流動的空氣可看作絕熱體，這樣，處在厚厚保溫層中的蓄水箱1內的水溫將得以保持。
冬天洗澡時，將節流板15打開，節流板3向上開，熱空氣即可經出口4進入洗澡間，洗澡間8底部的冷空氣亦經出口20進入高溫室26被加熱，這樣，洗澡間的溫度將很快上升，調節節流板15和3的開合程度，即可調節洗澡間8的室溫。
夏天洗澡前一天晚上將蓄水箱注滿水，打開浴室門9。向上開啟節流板3，打開節流板15，外界熱空氣將通過浴室門9，出口4將蓄水箱中的水「加熱」(夏天自來水溫15—20℃，無光照時的氣溫在25—35℃)，被冷卻的自然空氣沿高溫室26下降，從出口20排出，這樣一夜間，蓄水箱1中的水溫即可與外界氣溫相近。第二天有光照時，再參照有光照時的操作規程操作。
夏天洗澡時，關閉節流板15，向下關閉節流板3，即可使洗澡間內涼爽如普通房間。
使用全年用太陽能盆浴室洗澡時，先往浴盆內放水，爾後將衣箱摺疊蓋展開鋪平在浴盆10上，把鋪平的衣箱蓋作為床在上邊脫衣，衣置於衣箱後，將摺疊蓋收起蓋在衣箱上即可洗澡。浴後再次展開衣箱摺疊蓋於浴盆10上，作為休息、穿衣床使用。
使用全年太陽能淋浴室洗澡時，先將衣箱61的活動豎蓋58展開作為床在上邊脫衣，衣置於衣箱底板60上，合上衣箱豎蓋58即可淋浴。浴後展開豎蓋58，在上邊休息、穿衣。
本實用新型採用了大坡面方案，以緯度30度的地區為例，普通平板式太陽能熱水器的坡面角為30度或30度以下，而本實用新型的坡面角為54度，在冬季使用時，能較前者有較高的採光率。雖然大坡面角使夏至前後採光率下降，但由於這時的氣溫較高，一方面散熱損失減少，另一方面可在無光照時用較高的氣溫「加熱」較低溫度的自來水，然後再日曬增溫。實用證明，熱水產量不但不會比冬至日前後減少，而且還有所增多。
本實用新型採用了大採光面積方案，一般單個全年用太陽能浴室的採光面積為3—5平方米。這樣，即使在多雲或多雲間陰天的天氣也能生產出大量熱水。
由於普通平板式太陽能熱水器的金屬集熱器結構複雜，管與管之間焊口很多，特別容易漏水，是平板式太陽能熱水器最容易出故障的地方，而且一旦出現這種故障，輕者停用檢修，重者報廢。可以說集熱器是平板式太陽能熱水器壽命的決定因素。一般鐵皮製的集熱器壽命只有2—3年，銅鋁複合集熱太陽條(即銅鋁複合翼片管)製造的集熱器壽命也只有10年左右。本實用新型採用非金屬板吸光產熱，循環空氣傳熱，只要外殼及蓄水箱完好，就不存在跑冒滴漏故障。非金屬吸熱板的壽命一般也可達30—50年。這樣，既降低了成本和故障率，又延長了太陽能熱水器的使用壽命。
由於非金屬板對光的吸收能力高於金屬板，所以，使用非金屬板作集熱板還能提高光利用率。
由於本實用新型採用空氣循環傳熱代替原來的金屬管內水循環傳熱，不但能節約大量金屬管材使太陽能浴室的成本進一步下降，而且空氣對流傳熱循環比金屬管中的水對流傳熱循環更加可靠。
由於本實用新型的蓄水箱被整體加熱，所以，其內部的水溫能保持同步上升，沒有普通平板式太陽能熱水器那種水箱上層水溫高，下層水溫低的缺點。
全年用太陽能浴室集太陽能溫室與太陽能熱水器為一體，既可節約大量能源，又能降低家庭洗浴設備的總投資和總體積。
本實用新型的衣箱蓋設計為蓋、床兼用，可大大方便洗浴時的脫衣、休息和穿衣。提高了空間利用率。
本實用新型不但能作為浴室用，還能作為恆溫室用。冬天，白天採光將蓄水箱中的水加熱，晚上將熱水放入浴盆內，浴室就變成了一個恆溫室。
權利要求1.由雙層透光板、集熱板、空氣循環節流板、蓄水箱、衣箱、衣箱活動蓋及擋水屏組成的全年用太陽能浴室，其特徵在於a、雙層透光板與浴室的兩側壁圍成一個上下開口的半封閉空間；內層透光板、集熱板與浴室的兩側壁圍成一個上下開口的半封閉空間；集熱板、浴室後壁與浴室的兩側壁圍成一個上下開口的半封閉空間，蓄水箱置於這三個半封閉空間的上口之上和半圓柱保溫殼之下，以上三個半封閉空間的上口借蓄水箱與半圓柱保溫殼之間的縫隙相互連通；b、高溫室最高處通往對流室和洗澡間的通道上裝有循環空氣節流板，它可以關閉或開通高溫空氣進入對流室和洗澡間的通道，高溫室的最低處通往洗澡間的通道上裝有一塊可以關閉或開通低溫空氣由洗澡間進入高溫室的循環空氣節流板；c、浴室內的衣箱配有兼作床用的活動蓋；d、浴室透光板的坡面角等於當地冬至日正午太陽高度角的餘角；e、陽光透過透光板照在集熱板上，集熱板吸光產熱將其上邊相鄰的空氣加熱，熱空氣沿高溫室上升，既可環繞蓄水箱及對流室循環，又可經過洗澡間循環。
2.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於集熱板兩端固定在浴室的兩側壁上，集熱板有一定的絕熱能力，可為單層板、夾層板或中空多豎孔板。
3.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於高溫室最高處的空氣循環節流板與浴室後壁絞接；高溫室最低處的空氣循環節流板與浴室底的地面絞接。
4.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於蓄水箱兩端固定在浴室的兩側壁上，蓄水箱周圍固定在浴室兩側壁上的四根鐵絲，可防止蓄水箱從浴室兩側壁脫失掉下。
5.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於內層透光板最下端與殼體的距離為10—80mm。
6.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於蓄水箱與浴室最上邊的半圓柱保溫殼的距離為15—80mm。
7.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於洗澡間安裝有浴盆和衣箱；衣箱摺疊蓋之間，衣箱摺疊蓋與衣箱的連接均為絞接；衣箱摺疊蓋展開後可鋪在浴盆上作床使用。
8.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於洗澡間安裝有活動豎蓋衣箱，衣箱豎蓋與衣箱底絞接，衣箱豎蓋與集熱板活動扣接，衣箱豎蓋上裝有四個摺疊腿，衣箱豎蓋展開後可兼作床用。
9.根據權利要求1所述的全年用太陽能浴室，其特徵在於衣箱活動豎蓋與集熱板的接縫上方釘有擋水屏。
專利摘要一種採光面裝有雙層透光板的全年用太陽能浴室，內層透光板、集熱板將浴室內空間分為上下連通的三個室，蓄水箱置於這三個室之上作吸熱體，有光照時，內層透光板與集熱板之間的空氣受熱上升，環繞蓄水箱後，通過內外層透光板之間的空間或集熱板與浴室後壁之間的空間自然循環流動，將熱量傳給蓄水箱中的水和洗澡間，本實用新型集太陽能熱水器與太陽能溫室為一體，既能提供大量洗浴熱水，又能同時提供一個溫暖的洗澡空間。
文檔編號F24J2/20GK2220617SQ94224699
公開日1996年2月21日 申請日期1994年7月29日 優先權日1994年7月29日
發明者高翔, 凡好玲, 冉根梅, 雷建新, 賈秀嶺, 夏秀蓮, 王平 申請人:高翔, 王平