[发明专利]阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置

说明书

技术领域

    本发明涉及太阳能热水器领域，具体涉及阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置。

背景技术

在全球能源紧张、气候恶化，严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在发展中获取优势地位。随着人们节能环保意识的不断加强，太阳能以其安全、节能、环保、卫生、经济，等显著优势，迅速赢得了广大消费者的青睐。太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。我国自上世纪70年代引进全玻璃真空集热管的样管以来，在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术已有40多年的发展过程，在这40多年的发展过程中，产量虽是突飞猛进，技术性能并非成熟完善，由于太阳能热水器的节能和便捷性越来越多的消费者选择了太阳能热水器。但是在热水器的技术方面却没有太大进步，产品本身的构造、性能等技术状态则基本保持着原始风貌，进展仅仅限于组装保温等范围和生产工艺方面的改进，技术、构造和性能没有革命性突破。目前太阳能热水器主要有以下不足，太阳能利用不足，水温较低，对列管式太阳能热水器而言，由于每个太阳能热水器玻璃管之间存在空隙，该处的太阳能光没有得到很好地应用，而且水温较低。太阳能热水器耐寒问题，由于现有热水器的水箱和水管始终都有水，冬季，太阳能热水器与水接触的管、阀器件在冰的冷涨作用下极易造成管道冻裂，阀门失灵无法使用，甚至损坏，以及由此引发的连锁反应，大量自来水外溢；使用伴热带防冻效果不理想还易发生火灾。太阳能热水器冬季难以安全越冬，其根本原因是太阳能热水器构造缺陷所致。 太阳能热水器的卫生问题，太阳能热水器水箱内的水在没有用尽前就开始补充，使得部分水长期蓄积在热水器水箱中成为“死水”，不流动而导致水体自身水质恶化，并且，太阳能热水器更是在反复不断地对“死水”进行加热，“死水”长期处于高温状态下，产生一些致癌的亚硝酸盐，久耗使其进一步浓缩，再次加重了水质恶化，致使太阳能热水器的水不仅不能饮用，就是洗澡、洗菜也很勉强，只能用于洗涤衣物，严重限制了太阳能热水器的应用范围。太阳能热水器的安装问题，太阳能热水器安装主要安装在建筑物顶部，施工难度大，安装不牢固，常有太阳能热水器被风吹落事故发生，且维护不变及易受雷击等，同时安装在屋顶与建筑物外貌不协调，影响建筑物美观；也有阳台壁挂式太阳能热水器，壁挂式太阳能热水器安装大多以倾斜的三角支架作为安装基础，要墙外登高施工，施工难度大，且维护十分困难，由于安装有倾角，要凸出建筑物墙外，与原建筑外观不协调，影响建筑美观；也有少量的阳台太阳能热水器，采用在阳台面竖立安装，一种是真空管热水器竖立安装，真空管热水器竖立安装时，大大减少了太阳能光的垂直入射光线，降低了太阳能热水器的集热效果，且在阳台安装容易受到家人及小孩的触碰，使用不安全；另一种是平板热水器竖直安装，集热效率更低，且由于平板热水器表面涂层是黑色或深蓝色，包围阳台四周色调十分不协调，影响建筑物美观，且不能兼顾阳台栏杆功能，还要另外安装阳台栏杆，造成投资浪费，成本高，不宜推广。以上太阳能热水器应用存在诸多问题亟待解决。

发明内容

为了提高太阳能光热利用效率，解决上述太阳能热水器系统存在的问题，以及充分利用太阳能与建筑物相结合的优势，便于安装和维护，本发明提供阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置。本发明为实现其目的所采取的技术方案：阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置包括：太阳能聚光器，真空集热管，聚光器加强筋，阳台栏杆上联箱，下联箱，玻璃盖板，边框，相变材料，换热水管，冷水进水管，供热水管，电磁辅助加热器，保温绝热层。太阳能聚光器的背面固定聚光器加强筋，聚光器加强筋竖直根植于阳台地板上，太阳能聚光器的聚光焦带上放置有真空集热管，真空集热管的开口端与阳台栏杆上联箱相连，真空集热管的盲端固定于下联箱中，真空集热管内部填装相变材料和换热水管，换热水管是弯曲的U形管，浸没在箱变材料中，换热水管的出水端和进水端均放置于阳台栏杆上联箱中，分别于与冷水进水管和供热水管相连，并有保温绝热层保温，太阳能聚光器聚光面的四周有边框，玻璃盖板镶嵌于边框中，以保护聚光器内的真空集热管，供热水管的出口段安置有电磁辅助加热器，当阴雨天气，太阳能辐射较低时，相变材料蓄热不能满足供热需要时，启动电磁辅助加热器对供热水管内的水进行加热，以满足供热需要。

优选的太阳能聚光器是铝质抛物面聚光器，聚光器的聚光面经电解并镀上一层银镜膜，聚光器开口面的宽度为70-330mm。