[发明专利]新型家用太阳能热水器

说明书

本发明涉及到太阳能利用：采用多种无机材料经复合加工制成的太阳能热水器。

现有的各种金属结构的太阳能热水器，无论是循环式和闷晒式，加工制造复杂，镀锌铁板容易腐蚀，一般寿命为2～3年左右，采用有色金属的价格昂贵，难于普及。

现有的塑料结构的热水器，其主要缺点在于在露天环境中，极易老化，成本也较高，使用寿命短，难于推广。

中国专利局公开的CN1040261A（申请号为89101018.1）名为非金属太阳能热水器。其主要采用陶瓷、玻璃或混凝土作为导热材料兼壳体，制成扁形密封容器，这种热水器在吸热面作为导热材料，而在非吸热面又无保温措施，加上上述几种材料导热性能均比金属材料差，因此这种结构形式的太阳能热水器，热利用效率极低。另外由单纯、陶瓷玻璃或混凝土制成的壳体脆性大，难于运输安装及使用，一旦碎裂会导致不良后果，尤其是陶瓷和玻璃做成的壳体，用烧制成型，成本极高，成品率低。

本发明的目的在于，提供一种由新型复合材料制成的太阳能热水器及生产方法，它是由多种廉价无机材料复合成一种低成本、高寿命、重量轻、强度大、热效率高、耐压、密封性能好，加工成型方便，安装使用、维护方便，生产工艺简单，生产设备投资少，便于广泛推广使用的太阳能热水器。

本发明的详细说明如下：

1.热水器壳体部分主要采用多层抗碱玻璃纤维网加上多层冷拔钢丝网增强水泥砂浆，或氯氧镁水泥为主的砂浆，也可由单独玻纤网，或者钢丝网增强水泥砂浆，但效果不如两种纤维交替增强为好。壳体成型主要是逐层布网、布浆，最后通过壳体内外模模压定形，壳体厚度一般最薄可制成4～10毫米。纤维网层间距最好在1.5～2毫米左右。如壳体厚10毫米，即需要5～6层网（其中三分之二为玻纤网，三分之一为钢丝网较为合适），其中抗碱玻纤网也可由普通中碱玻纤网，通过已有的被覆耐碱层的方法，处理后所取代，或采用高弹性模量的有机纤维网代替，冷拔钢丝网也可由冷轧钢板网或其它金属网代替。壳体内表面可涂上黑色的吸热涂料，壳体背面可粘有无机保温材料，如玻璃棉，矿棉，也可采用聚苯乙烯发泡板或其它有机发泡板材作保温材料。保温材料表面可涂上氯丁胶，丁苯胶乳等防水涂料，防止保温材料受潮后降低热效率。壳体上并预留出进、出水口等，用同种材料预制的管子，用水泥联接固定。也可用塑料管、金属管等。

2.吸热部分主要采用双层平板玻璃作透光兼保温层。在南方，有些地区也可采用单层平板玻璃，忽略其散热系数。双层平板玻璃之间，隔有双面胶粘剂的弹性垫片，如使用硬质纸垫，石棉垫，塑料垫等，也可采用已有的双层真空玻璃板。壳体内表面涂有黑色吸热涂料，也可在壳体内投放黑色颗粒状材料作吸热材料，如黑色陶粒涂黑处理的砂粒，发黑处理过的金属粒子或者由上述粒子用树脂粘合成不规则粗糙表面的板块，放在壳体内与导热介质（水）直接接触。

3.组合部分：双层玻璃可镶入壳体边缘的台阶中，玻璃与台阶之间接触面的密封，采用双面都带有粘接剂的弹性垫圈。该垫圈可以用双面不干胶带包裹在橡胶，海棉，毛毡等垫圈外制成。该垫圈一方面起到密封作用，另一方面能便于拆卸，如清除水垢增涂吸热涂料。为了能承受水压作用，在平板玻璃与壳体之间可设有多个金属夹具。可以用螺丝调节松紧的夹具（类似乒乓球网架的夹架原理），也可用弹簧钢板制成的搭扣，装卸很方便。热水器支架可采用金属材料焊制而成。

4.热水器的功能结构，可以做成闷晒式及循环式。单只热水器的采光面积一般在1～3平方米为宜。大小不经济，太大运输安装不方便。如为了获得较多的热水量，可采用多个热水器串联的方式。如采用循环式，在制作壳体时，在内部预制成迷宫式通道。如闷晒式，则需要适当加深壳体深度，以保持有足够的充水量。

由于采用了上述结构材料，该热水器有很高的抗冲击强度和刚度，在露天环境中可长期使用，寿命长达二十年以上，材料价格低廉，极易获得，材料价格仅为金属热水器的30%，由于壳体采用一次成型，密封耐压性能好，超薄壁壳体重量轻，便于运输安装，产品制作工艺简单，设备投资少，保温吸热性能好，克服了金属、塑料太阳能热水器许多不可避免的缺点，适合于广大城乡居民普及利用太阳能。

本发明是通过以下实施例和附图给出的。

图一.热水器装配结构示图。

图二.循环式热水器迷宫通道分布示图。

图三.双层玻璃制作中衬垫分布示图。

图四.密封圈的结构示图。