半導體或光能加熱並有減壓功能的太陽能熱水器的製作方法

2023-12-10 15:24:17

本發明涉及半導體或光能加熱並有減壓功能的太陽能熱水器。

背景技術：

現有太陽能熱水器是集中對整個家庭或單位供熱水的設備在水箱的進水管路，直接與水源連接，並將水送入水箱，稱為進水管路，此管路上不設置其他部件，水箱是以金屬為基材，內襯搪瓷水箱，還有不鏽鋼水箱，額定壓力為0.6mpa，試驗壓入為1.2mpa，這種水箱會出現裂紋，漏水和爆炸，壽命短。

技術實現要素：

太陽能熱水器，由太陽能集熱器(含平板式集熱器及玻璃真空管式和熱管真空管式)21、冷凝器或熱交換氣23，水箱8及電熱管6等構成，本發明僅對水箱進行改進，改進後為半導體或光能加熱並有減壓功能的太陽能熱水器，由外殼1、進水管2、出水管3、帶減壓功能的水流開關或水流傳感器4、電熱管6、水箱8、水嘴9、法蘭11、洩壓閥14構成；所述裝有帶減壓功能的太陽能熱水器，在水箱的進水管路2上安裝帶減壓功能的開關或水流傳感器4；同時在水箱8中裝有密閉式或半敞開式水流過時即加熱水裝置。

所述電熱管6，一是半導體電熱管，是將半導體發熱材料，塗在石英玻璃管內壁表面，形成一層導電膜，並有接線端子，通電後會產生紅外輻射和熱能；這種電熱管，也稱為半導體發熱管，其導電膜是一種多晶矽半導體矽酸鹽材料，所製成的石英玻璃半導體電熱管，是裝在水箱8之內，電熱膜與水完全隔離；二是光能電熱管，是在石英玻璃管內裝碳纖維或金屬發熱絲，通電後產生紅外輻射和熱能；同時預熱(即水箱下部)還可用半導體電熱管6-1或金屬電熱管6-2。

水箱8有多種形式：

一、水箱採用金屬材料製作，包括搪瓷水箱或不鏽鋼水箱，並在水箱進水管路上安裝帶減壓功能的水流傳感器或帶有減壓功能的水流開關4；同時在水箱8中裝有密閉式或半敞開式水流過時即加熱水裝置。

二、水箱採用非金屬材料吹塑製作，即採用多層吹塑工藝製造內膽，所述多層吹塑是指內膽壁吹塑時由一層或以上不同材料製成，是用多個料鬥同時送入幾種性能不同的原料，一次性成型；並在水箱進水管路上安裝帶減壓功能的水流傳感器或帶有減壓功能的水流開關4；同時在水箱8中裝有密閉式或半敞開式水流過時即加熱水裝置。

三、水箱採用非金屬材料注塑製作，將水箱本體與外殼分離，水箱注塑成單層結構；水箱由第一製件8-1和第二製件8-2兩個非對稱部件構成；第一製件和第二製件一端敞開，另一端封閉，在敞開一端的端面上，有若干連接螺釘安裝孔，在二者之間，兩端面結合部位，安裝密封件8-3，為雙重密封結構。

四、水箱採用滾塑製造，即將粉狀或糊狀塑料原料注入橫具內，通過對橫具加熱和縱向及橫向的滾動旋轉，使物料借自身重力作用和離心力作用，均勻布滿內腔並且熔融，冷卻後脫模得到中空製品；

五、水箱採用擠塑後塑料焊接或膠接的方法製造，即先擠出圓筒，然後在兩端加底和蓋，並進行膠接和焊接；

上述三至五水箱中，在進水管路中，安裝帶減壓功能的水流傳感器或水流開關4；同時在水箱8中裝有密閉式或半敞開式水流過時即加熱水裝置16。

所述具有減壓功能的部件有二種：

一是帶有減壓功能的水流開關4，由A、B二個部件組成：

A部分，主體4-1內，進水和出水的通道是被蓋板4-2隔開，當有水流動時，水會強制推動蓋板4-2、同時推動密封件4-3和推動件4-4、並使動觸點4-9和靜觸點4-8接觸或使微動開關4-7接通，電路導通：水流關閉時，進水口關閉，電路也斷開。

B部分，活塞4-12小端有一個橫向通孔，中間也有孔，進水時，水通過橫向孔，從活塞4-12中間孔進入水箱內，進水時，不阻擋水的進入，當水箱內裝滿水或進水量大於出水量，水箱內壓力增大時，活塞4-12，大端產生背壓，使活塞4-12發生位移，關小甚至關閉進水口4-14；放水時，進水口重複打開；從而能自動調節水箱內的壓力，此功能確保水箱內的壓力在0.15mpa之內。

二是帶有減壓功能的水流傳感器4，由A和B二個部分組成：

A部分，有水流動時，水流推動葉輪或轉子或霍爾元件轉動，通過對水流量的感應而輸出脈衝信號或電流、電壓等信號，使中間繼電器吸合，電路導通， 一組或多組電熱管通電工作；關水時，水停止流動，電路斷開，電熱管停止加熱；

B部分活塞4-12小端有一橫向通孔，中間也有一個通孔，進水時，水通過橫向孔，從活塞4-12中間孔進入水箱內，進水時，不阻擋水的進入，當水箱內裝滿水或進水量大於出水量，水箱內壓力增大時，活塞4-12的大端產生背壓，使活塞位移，關小甚至關閉進水口4-14；放水時，進水口重複打開；從而能自動調節水箱內的壓力；水流傳感器，A和B可分立為二個獨立組件，A部分應裝在進水管路，B部分安裝在進出水管路均可。

所述水流開關和水流傳感器，二者B部分相同，是都能使水箱內的壓力自動進行調節；A部分結構不同，啟動電熱管工作的方式不同，但功能相同，可以隨意選用。

所述密閉式水流過時即加熱水裝置16-1，是在一個小容器內，設置電熱管，並有進水口和出水口是從水箱上部進水，打開水嘴9，電熱管6通電工作，水流過電熱管即被加熱，通過出水口放出熱水，關閉水嘴，停止加熱。

所述半敞開式水流過時即加熱水裝置16-2，是在電熱管上設置一個半圓形隔板16-2/1，打開水嘴9，電熱管6通電工作的，水流過電熱管時即被加熱，通過安裝在半圓形隔板上的水管16-2/2，將熱水直接送至水箱上部，從熱水出水口放出，關閉水嘴，停止加熱。

本發明的有益效果及新穎性是：

①太陽能水箱內裝有帶減壓功能的水流開關或水流傳感器4，使金屬水箱內的壓力由0.6Mpa降低在0.07-0.15Mpa以內，可減少水箱厚度，節約材料，同時，不會裂紋漏水；也不會爆炸；

②特別是，非金屬水箱的壓力控制在0.03至0.1Mpa之內，從而水箱8能用非金屬材料吹塑或注塑或用滾塑工藝製作，徹底改變電熱水器水箱的製造工藝，是140年來電熱水器的一項重大創新。

③太陽能熱水器還能實現快熱，是前所沒有的。

④太陽能熱水器的電輔助加熱是採用半導體或光能電熱管，實現隔水加熱，絕對安全。

附圖說明

圖1至圖3是帶有減壓功能的水流傳感器的結構圖；

圖4至圖8是帶有減壓功能的水流開關的結構圖(其中圖6是圖4中一個組件)；

圖9至圖10是半導體或光能加熱並有減壓功能的太陽能熱水器示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖1至10的實施例進行說明，附圖中：外殼1、冷水進水管2、熱水出水管3、帶減壓功能的水流傳感器或水流開關4、控制器5、電熱管6(半導體或光能電熱管6-1、金屬電熱管6-2)、出水管固定支點7、水箱8、水嘴9、測溫或限溫開關安裝管10、法蘭11、洩壓閥14、排汙口15、水流過時加熱水裝置16(密閉式16-1；半敞開式16-2)、金屬或非金屬套管17、水19；

圖4至圖8是帶有減壓功能的水流開關的結構圖，特點是能使水箱內自動調節壓力，並實現快熱。結構類似，功能相近，只是連接方式不同；

圖1至圖3是裝有帶減壓功能的水流傳感器4的結構圖；圖9至圖10是半導體或光能加熱並有減壓功能的太陽能熱水器示意圖；水箱進水通過帶減壓功能的水流傳感器或水流開關4，無論管路系統壓力大小，都能快速使水箱注滿水，並使其限定在設定範圍內。

同時，在水箱中安裝有快速加熱裝置16，所述快速加熱是指不需要24小時通電，夏天在20秒之內能穩定供應熱水；春秋只需將水箱內的水提高約10℃；對於太陽能熱水器，在陰雨天或冬天需輔助預熱和實行快速加熱，有二種結構：

①密閉式水流過時即加熱水裝置16-1，是在一個小容器內，設置電熱管，並有進水口和出水口，打開水嘴9，電熱管6通電工作，水流過電熱管即被加熱，通過出水口放出熱水，關閉水嘴，停止加熱；

②半敞開式水流過時即加熱水裝置16-2，是在電熱管上設置一個半圓形隔板16-2/1，打開水嘴9，電熱管6通電工作的，水流過電熱管時即被加熱，通過安裝在半圓形隔板上的水管16-2/2，將熱水直接送至水箱上部，從熱水出水口放出，關閉水嘴，停止加熱；

附圖中，水箱採用非金屬吹塑或注塑或滾塑或焊接製作，壓力限定在0.1Mpa左右，由於非金屬水箱在熱態具有膨脹性，能吸收熱脹壓力，並對活塞產生背壓，而放水時則會讓管路系統的壓力通過，其出水量與現有熱水器相同；水箱若採用金屬為基材內襯搪瓷或用不鏽鋼製造，壓力限定在0.15Mpa內，這就徹底克服了 水箱因熱脹冷縮使水箱搪瓷裂開，焊縫裂紋的問題。

附圖中，無論是單水箱或多水箱都通用，水箱的容量從幾十升至幾千升。

附圖中，水箱內部的進水管和出水管都是採用長度＞500mm的非金屬管，並與非金屬水箱共同形成物理水電阻，確保安全。

若將帶有減壓功能的水流開關或水流傳感器4的A和B，分拆為二個組件或只採用A和B其中一個組件，也在本專利的保護之內；其中，水流傳感器A部分，野可裝在出水管路；箭頭為水流方向。