一種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，尤其是低溫下太陽能熱管的保溫裝置，屬太陽能技術領域。
【背景技術】
[0002]太陽能熱水器作為一種常見的家用設備，使用范圍廣泛，其安裝在高處受光好的環境中，通過太陽光照射集熱管，對集熱管中的水進行加熱，再通過熱對流將熱量擴散到儲水箱中，供人們取用。目前的太陽能熱水器以真空管式為主，其構成主要由集熱管，儲水箱，支架及連接管道等組成，這類普通太陽能熱水器往往有諸多問題需要解決，如低溫下管內可能會結冰、表面熱損大、對太陽能利用率不高等。在嚴寒的北方地區，為避免結冰出現爆管現象，人們經常將管內的水排出并停用熱水器，造成了水資源的浪費和熱水器的利用率低；在夜間溫度低時，集熱管散熱；在白天集熱管吸熱時，集熱管的背部不受光照，采光率低，并且光照轉換效率低。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其結構簡單，能高效利用太陽光能。
[0004]本實用新型所述技術問題是通過下述技術方案解決的:
[0005]—種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，包括水箱、集熱管和支架，在集熱管的表面覆蓋蓄熱保溫板，所述蓄熱保溫板內層為蓄熱層，外層為保溫層；所述蓄熱保溫板為密閉結構，表面設有透光板。
[0006]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，所述蓄熱保溫板分為左右兩部分，每一部分的外側設置轉動軸，在轉動軸的軸端連接驅動電機。
[0007]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，所述蓄熱層由以下重量百分比的原料制得:二氧化硅37?42%、氧化鋁3.8?7.8%、氧化鈣0.5?1.1 %、氧化鎂0.5?1.1%、氧化鉀0.5?1.1 %、氧化鈉1.7?2.3%、氧化鐵0.3?0.9%、氧化銅2.8?3.0%、水39.3 ?52.5% ο
[0008]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，所述集熱管下部設置漫反射保溫板，所述漫反射保溫板上層為漫反射層，下層為保溫層。
[0009]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，所述左蓄熱保溫板右端設置L形槽，右蓄熱保溫板左端設置突出的平板，所述平板可嵌于L形槽內。
[0010]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，所述支架的兩端分別延伸出一個立柱，立柱可上下伸縮。
[0011]上述具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，在水箱頂部設有排氣溢流孔。
[0012]本實用新型具有以下優點:
[0013]本實用新型設置兩扇蓄熱保溫板，由光敏元件控制，在光照充足時，蓄熱保溫板打開，此時集熱管與蓄熱層吸收熱量；在光照不足時，蓄熱保溫板閉合，此時蓄熱層釋放熱量以對太陽能進行保溫，減小熱損失。在集熱管下部設置漫反射保溫板，漫反射保溫板上層為漫反射層，下層為保溫層，在吸熱時過程中，漫反射層將穿過集熱管間隙的太陽光反射到集熱管背光面，增加了集熱管工作面的面積，提高了集熱管對太陽能的利用率。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結構示意圖，
[0015]圖2為本實用新型蓄熱保溫板閉合狀態結構示意圖，
[0016]圖3為本實用新型漫反射保溫板結構示意圖，
[0017]圖4為本實用新型驅動電機的控制電路圖。
[0018]圖中各標號分別表示：1、水箱，2、集熱管，3、排氣溢流孔，4、支架，5、進出水口，6、蓄熱保溫板，6-1、保溫層，6-2、蓄熱層，6-A、左蓄熱保溫板，6-B、右蓄熱保溫板，7、立柱，T、光敏傳感器，9、漫反射保溫板，9-1、漫反射層，9-2、保溫層，10、轉動軸，M、驅動電機，J1、打開繼電器，J2、關閉繼電器，K1、打開限位開關，K2、關閉限位開關，U1、比較器。
【具體實施方式】
[0019]參閱附圖1，本實用新型包括水箱1、集熱管2和支架4，所述水箱1下部設置集熱管2，在集熱管2的表面覆蓋蓄熱保溫板6，所述蓄熱保溫板6內層為蓄熱層6-2，外層為保溫層6-1 ;所述蓄熱保溫板6為密閉結構，表面設有透光板。
[0020]參閱附圖2、3，所述蓄熱保溫板6內層為蓄熱層6-2，外層為保溫層6-1 ;所述漫反射保溫板9上層為漫反射層9-1，下層為保溫層9-2。
[0021]所述蓄熱層（6-2)由以下重量百分比的原料制得：二氧化硅37?42%、氧化鋁3. 8?7. 8%、氧化鈣0. 5?1. 1%、氧化鎂0. 5?1. 1%、氧化鉀0. 5?1. 1%、氧化鈉1. 7?2. 3%、氧化鐵0. 3?0. 9%、氧化銅2. 8?3. 0%、水39. 3?52. 5%，按照一定的重量百分比稱取原料中的二氧化娃、氧化鋁、氧化1丐、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、氧化鐵和氧化銅，將上述原料置于容器內，向容器內加入一定重量百分比的水，均勻攪拌，直至混合均勻即可。
[0022]所述支架4的兩端分別延伸出一個立柱7，立柱7可上下伸縮，用于調整高度，以使蓄熱保溫板6可打開一定的角度。
[0023]水箱1頂部設置光敏傳感器T，所述光敏傳感器T輸出信號給電控電路，所述電線連接驅動電機M，所述驅動電機M的驅動端連接蓄熱保溫板6，所述蓄熱保溫板6由轉動軸10連接在支架4上，所述集熱管2下部設置漫反射保溫板9。
[0024]在白天光照較強時，集熱管2散熱損失小于吸收熱量，太陽能集熱管2開始工作，光敏傳感器T接收到此信號后，將信號通過電線傳遞給驅動電機M，驅動電機M的驅動端帶動轉動軸10旋轉，右蓄熱保溫板6-B先打開，再打開左蓄熱保溫板6-A，此時集熱管2開始收集熱量，同時，蓄熱保溫板6的蓄熱層6-1開始吸收、存儲熱量。
[0025]打開的蓄熱保溫板6支撐到立柱7上，使蓄熱保溫板6與地面成一定角度a，a為10~45°，立柱7用于對蓄熱保溫板6打開狀態進行位置固定，并且防止風吹時蓄熱保溫板6的晃動。
[0026]固定在集熱管2下部的漫反射保溫板9將穿過集熱管間隙的太陽光反射到集熱管2背光面，增加了集熱管2工作面的面積，提高了集熱管2對太陽能的利用率，同時，使集熱管2的受熱更加均勻，較少了熱管的熱應力。
[0027]當傍晚光照較弱時，集熱管2的散熱損失大于吸收熱量，太陽能集熱管2停止工作，光敏傳感器T接收到此信號后，將信號通過電線傳遞給驅動電機M，驅動電機M帶動轉動軸10旋轉，左蓄熱保溫板6-A先閉合，再閉合右蓄熱保溫板6-B，此時右蓄熱保溫板6-B左端突出的平板嵌入左蓄熱保溫板6-A右端設置L形槽內，形成一個封閉的空間，集熱管2停止工作。
[0028]停止工作的集熱管2處于一個密閉空間內，同時蓄熱保溫板的保溫層6-1、漫反射保溫板的保溫層9-2阻止了集熱管2內工質向外界的散熱損失。
[0029]隨著外界環境溫度的降低，密封空間的溫度也逐漸降低，當密閉空間內的溫度低于某一數值時，蓄熱保溫板6的蓄熱層6-2將白天吸收存儲的熱量釋放出來，用于維持密閉空間內溫度處于一個恒定值，減少了集熱管2的散熱損失，同時為集熱管2提供了一個適宜的溫度環境。
[0030]本實用新型的驅動電機M由一個電控電路控制，所述電控電路由單片機CPU、光敏傳感器、比較器U1、打開繼電器J1、關閉繼電器J2、打開限位開關Kl和關閉限位開關K2組成。其中，所述光敏傳感器T采用光電管，當有光照時，即有信號輸出，電阻Rl為限流電阻；所述比較器采用運放器，將運放器連接成比較器電路，第二電阻R2和第三電阻R3的串接點電位向比較器提供基準電壓，調節在何種強度光線下開啟蓄熱保溫板。比較器的輸出信號連接于單片機CPU的Pl.0端口。單片機CPU的Pl.5和Pl.7端口分別控制(或經一個放大電路將信號放大后輸出)打開繼電器Jl和關閉繼電器J2的控制線圈，其一組轉換觸點分別連接驅動電機M和電源，從而控制驅動電機的正反轉。
[0031]打開限位開關Kl和關閉限位開關K2分別串接在打開繼電器Jl和關閉繼電器J2的控制回路中，當蓄熱保溫板6打開至極限位置時，使打開限位開關Kl的常閉觸點斷開，從而斷開打開繼電器Jl的控制信號，使驅動電機停止轉動；反之，當蓄熱保溫板6關閉至極限位置時，使關閉限位開關Kl的常閉觸點斷開，從而斷開關閉繼電器J2的控制信號，使驅動電機停止轉動。
[0032]打開限位開關Kl安裝在立柱7上，當蓄熱保溫板6完全打開時，蓄熱保溫板6的下面板與打開限位開關Kl觸壓、并使打開限位開關Kl的常閉觸點斷開；關閉限位開關K2安裝在水箱I上靠近集熱管2的位置，當蓄熱保溫板6完全關閉時，蓄熱保溫板6的下面板與關閉限位開關K2觸壓、并使關閉限位開關K2的常閉觸點斷開。
[0033]本實用新型的單片機CPU采用AT89C2051，運放器可采用任何一種型號。
【主權項】
1.一種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，包括水箱(I)、集熱管(2)和支架(4)，其特征在于，在集熱管(2)的表面覆蓋蓄熱保溫板(6)，所述蓄熱保溫板(6)內層為蓄熱層(6-2)，外層為保溫層(6-1);所述蓄熱保溫板(6)為密閉結構，表面設有透光板。2.根據權利要求1所述的具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其特征在于，所述蓄熱保溫板(6)分為左右兩部分，每一部分的外側設置轉動軸(10)，在轉動軸(10)的軸端連接驅動電機(M)。3.根據權利要求2所述的具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其特征在于，所述集熱管(2 )下部設置漫反射保溫板(9 )，所述漫反射保溫板(9 )上層為漫反射層(9-1)，下層為保溫層(9-2)。4.根據權利要求3所述的具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其特征在于，所述左蓄熱保溫板(6-A)右端設置L形槽，右蓄熱保溫板(6-B)左端設置突出的平板，所述平板可嵌于L形槽內。5.根據權利要求4所述的具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其特征在于，所述支架(4)的兩端分別延伸出一個立柱(7)，立柱(7)可上下伸縮。6.根據權利要求5所述的具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，其特征在于，在水箱(I)頂部設有排氣溢流孔(3)。
【專利摘要】一種具有保溫防凍效果的太陽能熱水裝置，用于低溫下太陽能熱管的保溫，其結構包括水箱、集熱管、支架、蓄熱保溫板和漫反射保溫板，蓄熱保溫板由光敏元件控制，在光照充足時的打開，光照不足時閉合，并且蓄熱保溫板閉合后，在溫度較低時，蓄熱保溫板的蓄熱層將白天吸收存儲的熱量釋放出來，用于維持密閉空間內溫度處于一個恒定值；漫反射保溫板上層為漫反射層，下層為保溫層，在吸熱時過程中，漫反射層將穿過集熱管間隙的太陽光反射到集熱管背光面，本實用新型提高了太陽能的利用率，節能環保。
【IPC分類】F24J2/40, F24J2/05, F24J2/34, F24J2/10
【公開號】CN204739792
【申請號】CN201520272754
【發明人】程友良, 楊國寧, 韓健, 杜尚任
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年4月30日