用吸热物质材料集取热能太阳能的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的太阳能热水器是把特种吸热材料直接设置在水容器内并被容器中的水浸没。吸热材料吸收的太阳能全部传递给水。吸热部分和水箱实为一体。具有热循环好，热效率高，成本低价格低，结构简单紧凑，占据空间小，外观形象好，便于在阳台墙壁房顶上设置，不易泄漏爆裂，安装使用方便灵活，引水管线短，便于利用室内外温度差，种类形式多，广泛适用于不同地区、季节、气候和环境条件，易于在老百姓中推广使用等特点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集取热能太阳能的技术，特别是涉及用吸热物质材料集取热能太阳能的方法和装置。太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源。太阳能热水器是集取和利用太阳能的一种装置。目前现有的真空管式太阳能热水器存在成本和价格比较高，结构比较松散，体积和占据的空间比较大，有可能发生泄漏、爆裂的缺点。闷晒式太阳能热水器存在热效率比较低，外观比较差的缺点。它们存在的共同缺点是不便于在阳台墙壁上安装设置，它们一般设置在建筑物顶上，因而致使引水管过长，增大了安装成本，热水在输送过程中的热损失比较大，降低了太阳能热水器的实际热效率。本专利技术的目的是提供一种用吸热物质材料集取热能太阳能的方法，并提供按本方法制做而成的成本低，热效率高，结构简单，设置使用方便，外观形象好的装置。太阳能热水器是这类装置中的一种。本专利技术的用吸热物质材料集取热能太阳能的方法和装置的技术特征是在容装液体，气体，固体的容器内设置吸热物质材料；容装液体，气体，固体的容器全部或部分用吸热物质材料制做而成；所用吸热物质材料是吸热非金属，吸热金属，玻璃，吸热玻璃，吸热镀膜玻璃，吸热陶瓷，吸热塑料，吸热橡胶，含Fe2+离子的吸热固体和吸热液体，吸热复合材料；集取热能太阳能的整个装置或这种装置的集取热能太阳能的部分是长方体、曲面体、圆柱体，或它们的组合；集取热能太阳能的整个装置制做成一体或由相互联通的二个或二个以上的部分共同构成；用阀片或用双金属片操纵动作的阀片控制装置内部流体的循环流动。以在水容器内设置吸热玻璃的长方体太阳能热水器为例说明本专利技术的方法和装置的原理及优点。吸热玻璃能强烈吸收热辐射。实验测定结果表明，3.5mm厚的吸热玻璃能吸收95％左右的辐射热能。设置在容装有水的透明或部分透明的容器内的5mm厚的吸热玻璃能吸收集热面上绝大部分的太阳能。全部浸没在水里的吸热玻璃能将它所吸收的热能的绝大部分传递给包在其周围的水。所以热效率高。把贮水水箱和集热装置设计制做成一体，有利于较快地有效地提高容器内水的温度，有利于容器内被加热升温的水形成对流循环，有利于减小热能的散失，有利于太阳能的充分利用。整个装置结构简单紧凑，最大限度地减小了装置占据的空间。整个装置是长方体，便于在阳台，墙壁上安装设置。设置在封闭的阳台上的太阳能热水器能利用阳台内外的温度差，引水管线比较短，且引水管线周围环境的温度相对较高，这也有利于提高整个装置的综合热效率。这种太阳能热水器种类型式较多，能适用于不同的地区、季节、气候条件和环境条件。需要时可将容器内的水全部排出，以避免在冷冲击下容器发生爆裂。贮水水箱和集热部分实为一体，它们之间没有联结环节，不容易发生泄漏。如果整个装置通体使用透明材料制成，那么将不会对采光产生明显影响。合理选择确定吸热玻璃集取热能的面积与被加热的水的量之间的比例关系，这种太阳能热水器将总会是适用的。实施所用的材料能强烈吸收热辐射且价格较低的吸热玻璃，其他吸热物质材料，玻璃，太空玻璃，塑料，保温材料，薄的钢板，镀锌铁板，不锈钢板，铝合金板。实施方式以太阳能热水器为例。吸热材料设置在水容器内；贮水水箱设置在吸热材料背面；贮水水箱设置在吸热材料上方；使用保温材料或不用保温材料；整个装置或装置的集热部分是长方体，曲面体，圆柱体，或它们的组合。附图说明图1-图5是整个装置为长方体的各种型式太阳能热水器的横截面示意图。图6是贮水水箱设置在吸热材料上方，水箱是圆柱体，集热装置是长方体的太阳能热水器的横截面示意图。例1，如图1所示，图1.1是吸热玻璃，图1.2是外壳，图1.3是水，图1.4是进水口，图1.5是出水口。例2，如图2所示，图2.1是吸热玻璃，图2.2是外壳，图2.3是水，图2.4是进水口，图2.5是出水口，图2.6是透明的一部分外壳。例3，如图3所示，图3.1是吸热玻璃，图3.2是外壳，图3.3是水，图3.4是进水口，图3.5是出水口，图3.6是中空且透明的一部分外壳。例4，如图4所示，图4.1是吸热玻璃，图4.2是中空的透明或不透明的外壳，图4.3是水，图4.4是进水口，图4.5是出水口，图4.6是中空且透明的外壳。例1-例4各热水器的部分壳体外均可包保温材料。例5，如图5所示，图5.1是吸热玻璃，图5.2是外壳，图5.3是水，图5.4是进水口，图5.5是出水口，图5.6是中空且透明的外壳，图5.7和5.8是保温材料，图5.9和5.10是可活动阀片。当吸热玻璃吸收太阳能后，玻璃温度及其周围水的温度升高。图5.7左右两侧的水产生温度差和密度差，这时水的温度T左＞T右，水的密度D左＜D右，图5.10阀片两侧由此原因产生压强差和压力差，这时图5.10阀片两侧的平均压强P左＜P右，阀片两侧面受到的压力F左＜F右，图5.10和图5.9阀片开启，容器中的水以顺时针方向循环。此后，当吸热玻璃不能吸收太阳能时，玻璃周围水的温度下降，图5.7左右两侧的水将会再次产生温度差和密度差，这时水的温度T左＜T右，水的密度D左＞D右，图5.10阀片两侧产生压强和压力差，这时图5.10阀片两侧的平均压强P左＞P右，压力F左＞F右，图5.10阀片关闭，阻断容器中的水逆时针方向循环，有助于容器中水的保温。容器中的水在加热升温之前，水位必须超过图5.7的上平面，以保证在加热升温过程中容器中的水能形成顺时针方向循环。容器中水的升温过程终止后，可适量放出一小部分水，使容器中的水平面略低于或持平于图5.7的上平面，以阻断容器中水的逆时针方向循环，有助于容器中水的保温。例6，如图6所示，图6.1是吸热玻璃，图6.2是外壳，图6.3是水，图6.4是进水口，图6.5是出水口，图6.6是中空且透明的外壳，图6.7和6.8是保温材料。例7．图7是用双金属片控制水容器中的阀片开启、关闭的太阳能热水器的示意图。图7.1是吸热玻璃，图7.2是外壳，图7.3是水，图7.4是进水口，图7.5是出水口，图7.6是中空且透明的外壳，图7.7和图7.8是保温材料。图7.9和图7.10是由双金属片控制开启，关闭的阀片，图7.11是联接两阀片的连杆，图7.12是连杆中点上的转动轴。图7.13和图7.14是双金属片。当环境温度变化而两双金属片的温度相同时，它们相互之间有温度补偿作用，使阀片图7.9和图7.10同时处于关闭状态。当温度升高时，双金属片图7.13上端向右弯曲，图7.14上端向左弯曲；当温度降低时，双金属片图7.13上端向左弯曲，图7.14上端向右弯曲。如果图7.13温度高于图7.14温度，那么阀片图7.9受到的两个双金属片施加的水平方向作用力的合力向右，阀片图7.9和图7.10开启，容器中图7.7周围的水顺时针方向循环流动，形成环流、温差愈大阀片开启愈大，愈有利于热循环有利于图7.7右侧水箱中的水升温。如果图7.13温度低于图7.14温度，那么阀片图7.9受到的两个双金属片施加的水平方向作用力的合力向左，阀片图7.9和图7.10关闭，阻断容器中的水逆时针方向循环，温差愈大阀片关闭愈严密，愈有利于图7.7右侧水箱中的水保温。如果图7.13温度和图7.14温度相同，那么阀片图7.9受到的两个双金属片施加的水平方向作用力的合力为零，阀片图7.9和图7.10处于关闭状态。在容器中的水平面高于图7.7上平面的条件下，图7.7左侧容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
用吸热物质材料集取热能太阳能的方法和装置，其特征是在容装液体，气体，固体的容器内设置吸热物质材料；容装液体，气体，固体的容器全部或部分用吸热物质材料制做而成；所用吸热物质材料是吸热非金属，吸热金属，玻璃，吸热玻璃，吸热镀膜玻璃，吸热陶瓷，吸热塑料，吸热橡胶，含Ｆｅ↑［２＋］离子的吸热固体和吸热液体，吸热复合材料；集取热能太阳能的整个装置或这种装置的集取热能太阳能的部分是长方体、曲面体、圆柱体，或它们的组合；集取热能太阳能的整个装置制做成一体或由相互联通的二个或二个以上的部分共同构成；用阀片或用双金属片操纵动作的阀片控制装置内部流体的循环流动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，王新铮，
申请(专利权)人：王新铮，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]