[实用新型]无水箱真空管太阳能热水器及其水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及太阳能热水器，特别是使用硫酸铝的溶解热储存能量的无水箱真空管太阳能热水器，以及一种把在真空管中储存的能量转移到流水的水处理装置。该系统可以不用热水储能罐而正常运作。

背景技术

迄今为止，绝大多数的太阳能热水器，无论是用平板集热器，还是用真空管集热器，热水贮存箱是一个基本组成部分，因为阳光是间歇性的。为了在没有阳光的夜间和阴天保持水的温度，热水箱容量必须足够大，一般是100升至250升。在对流式太阳能热水器系统中，热水箱必须放在太阳辐射收集器的上端。热水箱的重量集中的作用于屋顶的小块面积上。如果热水箱不高于太阳辐射收集器，就必须有电动泵。电动泵，控制单元，连接太阳热能收集器和热水箱之间的管道和阀是昂贵的，并且需要频繁的维修和保养。

作为太阳能辐射收集器的玻璃真空管本身是优异的热能存储设备。对于熟悉太阳能热水器的人员，很明显，真空管可用于存储能量。因此，只用一组真空管，不用热水箱，就可能形成一个完整的太阳能热水器。这样的设计是很有利的：与具有热水箱的对流驱动的一体式太阳能热水器相比较，总的结构简化了，屋顶上的机械压力降低了，而且均匀分布。与分体的太阳能热水器相比较，电动泵和控制单元可以取消；因此，该系统可以不需要维护。然而，通过使用水的显热储存热能，体积必须非常大，必须使用直径非常大的真空管。因此，为了形成无水箱的太阳能热水器，有两个问题必须解决。首先，要找到一种具有以下性质的热能量存储介质：(1)在水温度的上段，热容量比水大得多；(2)在热循环下没有迟滞或不一致的现象；(3)价格便宜；和(4)无毒性。第二，要设计一个具有以下性质的自动把对存储在真空管内的热能转移到流水中的水处理装置：(1)不需要电；(2)依靠物质本身的性质自动控制；(3)确保尽可能高的效率；(4)尽量减少热损失；(5)生产成本低廉；(6)安装方便。本实用新型的目的就是为了为解决上述问题，来形成无水箱的真空管太阳能热水器。

实用新型内容

首先，本实用新型公开了一种新颖的热能储存介质：利用硫酸铝的溶解热储能。直接实验表明，在70℃至90℃的温度范围内，在适当浓度范围内的硫酸铝溶液每单位体积的热容量是水的热容量的2倍以上。因此，储存的热能所需要的体积减少到二分之一以下。然后，本实用新型公开了满足前面的段落中所有的要求的水处理装置的设计。

附图说明

图1示出硫酸铝的溶解度数据。

图2示出硫酸铝的溶解度的曲线图。

图3示出硫酸铝溶液的理论热容量。

图4示出硫酸铝溶液的实验冷却曲线。

图5A-5E示出含硫酸铝溶液的塑料胶囊，和如何放置在真空管中。

图6示出热能存储胶囊的生产过程。

图7示出了水处理装置。

图8示出了整个的太阳能热水器系统。

图9示出一个安装在屋顶上的无水箱太阳能热水器。

具体实施方式

目前，最流行的太阳热能收集器是玻璃真空管集热器。每年有两亿多支玻璃真空管被生产和安装。每个真空管由外玻璃管和内玻璃管构成。两个玻璃管之间是真空。在内玻璃管的外壁上涂有选择性吸收层，以尽量多的吸收太阳辐射和尽量减少从内玻璃管内的物质的热辐射。因为太阳辐射是间歇性的，太阳能热水器需要大的热水箱来储存热能，容量从100升到250升。真空管是优越的保温设备。对于熟悉太阳能热水器域的人员，很明显，真空管可用于存储能量。因此，只用一组真空管，不用热水箱，就可能形成一个完整的太阳能热水器。然而，通过使用水的显热储存热能，所需的体积是非常大的。因此，使用热容量比水更大的材料是有利的。