太陽能熱水器的制作方法

專利名稱：太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱水器，特別是整體收集存儲式太陽能熱水器。
背景技術：
能供熱水的太陽能加熱器已很普通并已在市場上供售多年。這種加熱器具有一個收集器依靠它太陽能能被用來加熱水，和一個容器用來存儲加熱的水。收集器和存儲容器可以分開或集合成一個單元—“整體收集存儲加熱器”。
最簡單的整體收集存儲加熱器包括一個設有黑色能量吸收表面的水箱，該黑面設在水箱的頂部，通過一個透明的蓋接受太陽能的輻射，水箱的底部和側邊都被絕熱。采用這種裝置，在有陽光的時候，輸入水箱內的冷水能被加熱并在需供熱水時可被取出。整體收集存儲的構造雖然簡單，但在世界上大部分地方都多采用收集器和存儲容器分開的熱水器。
過去整體收集存儲加熱器的效能受到限制是由于(i)通過透明蓋的比較大的夜間熱損失，(ii)當吸能表面從上面加熱時水的熱分層現象，(iii)需要對熱水供應加壓。第一個問題即控制夜間的熱損失已可由透明絕熱材料的供售而大部分得到解決(A.Goetzberger & M.Rommel文，見1987年9月“太陽能”雜志211-219頁)。另外兩個問題仍然存在，其解決方案構成本發明的一部分。
第二個問題即當從上面加熱時水的熱分層現象來自當前市售的整體收集加熱器，因為它必需傾斜地朝著太陽并裝在具有斜度的屋頂上，總是采用不透明的黑色的水箱吸熱器表面。這一點與限制在近乎水平狀態下工作的太陽能池熱水器不同。采用不透明的吸熱器表面當然會知道最好采用金屬水箱，因為它能對內部的液體壓力提供良好的結構支撐并能敷設可選用的表面來減少輻射的熱損失。另外，與塑料不同，金屬材料不會在水箱吸熱器壁內引入顯著的熱阻力。
第三個問題即需要對熱水供應加壓通常是在采用管狀水箱或在某些情況下采用熱交換器時提出的(P.T.Tsilingiris文，見1997年6月“太陽能”雜志245-256頁)。但熱交換器會增加單元的費用并且當該單元傾斜時并不能消除作用在水箱內壁上的靜水壓力。
除了將可選用的表面敷設到太陽能收集器的吸熱器上所需的費用外，太陽能熱水器的總的高昂費用可以想像地也會妨礙許多家庭來安裝這種系統。因此需要有一種在價格上更能與采用其他形式能源的熱水器競爭的太陽能熱水器。特別是當人們考慮到采用太陽能有利于環保時更為需要。
本發明的綜述本發明的目的是要提供一種太陽能熱水器，它能以比現有熱水器低的成本制造出來，并且至少與現有熱水器同樣有效。本發明的一部分為一個利用低費用材料和低費用制造過程的加熱器的設計。
在第一方案中，本發明提供的太陽能熱水器具有一個熱絕緣的水室，該室有一吸收太陽能的內部底表面、和一個能透過太陽能輻射的頂、一個進水口、和一個出水口，其時所說頂能夠承受所說加熱器傾側時所說室內液體的壓力。
在第二方案中，本發明提供的太陽能熱水器具有一個熱絕緣的充有液體的室，該室有一能吸收太陽能的內部底表面、和一個能透過太陽能輻射的頂，其時所說頂能夠承受所說加熱器傾側時所說室內液體的壓力；和一個延伸通過所說室的至少一部分的管狀熱交換器，所說熱交換器在所說室之外有一進水口和一出水口。
上述熱水器可比擬作用透明層覆蓋的太陽能池。太陽能池加熱器比一般具有不透明(黑)頂的加熱器的效益高早就在文獻中提到過(例如可見1970年在澳大利亞Melbourne的ISES會議上I.Tanishita的論文“頂上具有透明的和黑色的塑料膜的水枕加熱器”)。但本加熱器由于結構上的特點，使它能在傾斜的狀態而不是在水平的狀態下使用，同時仍舊保留極簡單的構造，因此這種加熱器能夠在傾斜的表面上如建筑物的屋頂上使用。另外加熱器傾側后能更多地接受太陽的輻射，特別是在冬季，因為太陽會以較大的投射面積照到收集器上。水箱采用透明的頂表面的效益將在下面詳細說明，但這里可先提一下，水室在采用透明的頂表面后能顯著地減少頂表面的溫度(熱損失)和水被煮沸的傾向，從而可克服早先公認的問題(ii)。
上述熱水器還與另一種采用透明室的加熱器不同，在那種加熱器內用一種變黑的液體流動通用該室，如同在德國專利2608302號“接受太陽能的方法和裝置”中所說明的那樣。該設計并沒有把從太陽吸收的能量存儲在透明室內，而是采用一個具有連續液體循環的外部熱交換器將能量轉移給第二液體。該設計不像整體收集存儲思想那樣具有簡單的本質可以不需任何特殊的液體和強制的液體循環。
按照本發明，加熱器的室包括一個基部，該基部可方便地用旋轉模壓法或注射模壓法制備。在旋轉模壓法中，粉末狀聚合物被放置在一個金屬陰模內。然后在外部用空氣加熱該金屬模，并使它緩慢旋轉通過兩條水平軸線。熱塑性材料在接觸到熱的金屬表面時被熔化，并覆蓋在模型的內側成為具有均勻壁厚的一層。在加熱周期后，模型被冷卻并被拿掉。這樣便可以低廉的費用在一個工步的過程內制出一個空箱(包括金屬鑲嵌件如螺紋件)。制造基部用的較優材料為聚丙烯，但其他塑料也可使用。在旋轉模壓過程中還可將絕熱層引用到基部內(這樣可進一步減少生產費用)。聚丙烯泡沫塑料為較優的絕熱材料。旋轉模壓法在“塑料的旋轉模壓”一書(R.J.Crawford編，1996年紐約的Wiley出版)中有詳細說明，其整個內容在這里被引用，供交叉參考。
加熱器的基部可具有任何形狀，但最好為長方形，基部實質上為一淺而敞開的箱。本發明的優點之一為加熱器的基部能同時用作外殼、絕熱層和水箱。這與采用一個分開的水箱和絕熱箱的現有的整體收集存儲的設計不同。這個特點可降低制造費用。
本發明并不一定需要采用上述具有合一的外殼、絕熱層和水箱的室基部。該室也可采用一個能透過太陽輻射的水箱被包含在一個具有能吸收太陽能的內底表面的絕熱箱內的做法。但室基部的合一的外殼、絕熱層和水箱具有絕熱層能在結構上起作用的優點。
按照本發明，加熱器的室內側也可像室底部那樣有效地吸收太陽能，只要把室的合適表面涂黑便可促進太陽能的被吸收。吸收太陽能的表面最好具有無光澤的而不是有光澤的光潔度。室的側邊和底部的外表面可以是任何顏色。
除了基部以外，按照本發明的室還具有一片透明材料作為上表面。該材料的邊緣被密封在室基部上使該室能防泄漏。構成上表面的片材可以是塑料、玻璃或塑料薄膜，最好為鋼化玻璃。如同下面將要詳細說明的那樣，在該室上表面之上還可用絕熱層來使室頂絕熱。
在加熱器室上表面之上的透明絕熱層最好由一個透明蓋和一塊透明絕熱板構成。透明絕熱層除了有助于將液體吸收的太陽能保持在室內外還能在結構上起作用，因為它能增強用透明層覆蓋的加熱器室的上表面。太陽能池用透明層覆蓋(如用塑料膜)可減少熱損失是人所共知的(見A.F.Clark和W.C.Dickinson編“太陽能技術手冊”A部12章，1980年Marcel Dekker出版)。但太陽能收集器的傾側對加熱器的設計提出了另外的限制，因為透明覆蓋層必須能承受作用在其上的靜液壓力。現有的太陽能池不能做到這一點，因此有時被稱為“水平平板收集器”(上述手冊379頁)。
透明絕熱層并不一定需要與室的上表面接觸。實際上一個約為10mm的空氣間隙是有利的，因為它能減少從室的上表面到透明絕熱層的熱傳遞。但按照本發明，由于熱量能有效地被傳遞遍及加熱器室，因此室的上表面一般能具有足夠低的溫度即使與透明絕熱層接觸也無妨。而接觸時卻能提高頂部的結構整體性。
上述透明絕熱層的外透明蓋最好由低鐵玻璃制成使太陽透射能達到最大，但該蓋也可用任何一種透明材料片如丙烯酸有機玻璃或聚碳酸酯片制成。實際上，蓋本身便能絕熱，特別是將透明材料片重疊使用時。這種片通常設置在室的上表面之上約10mm處，任何添加的片可與第一片間隔開相似的距離。這種片的厚度通常約為4mm。
當采用玻璃作為構成室的上表面的透明材料片時，通常采用低發射玻璃(例如發射率＝0.16的Pilkington K-玻璃，見1993年K-玻璃的資料單)。采用這種玻璃的效果與不透明吸收器采用可選表面一樣好，能大量減少收集器的熱輻射損失。另外，采用標準的低發射玻璃一般比在已知太陽能加熱器的不透明表面上敷設低發射涂層的費用低。
透明絕熱板可由透明片、蜂窩格柵、硅空氣凝膠或塑料薄膜構成。蜂窩格柵的優點是既能作為透明的絕熱體同時又能使結構增強。雖然如此，按照本發明的加熱器即使在普通的透明絕熱狀態下如同上說過的將兩塊丙烯酸玻璃片放置在加熱器室的覆有透明層的上表面之上也可取得滿意的效果。
蜂窩格柵可由多條透明的聚碳酸酯細管粘結在一起構成板狀(美國Michigan卅Zeeland的聚碳酸酯蜂窩制造商Plascore公司)。蜂窩的主要工作原理為網格的邊界充分限制空氣在蜂窩內的流動以致對流的熱傳遞被抑制。但這只有在網格的直徑(約在10mm左右)和越過蜂窩的溫差都足夠小時才如此。網格大小可被用來限制發生沸騰的危險。放置蜂窩格柵使開口的網格面向太陽可以得到對太陽的高透明度。
按照本發明的第二方案在加熱器內的較優液體為水因為其熱容量高且對太陽輻射的相對透明度較大。但必須注意，這個高熱容量和對太陽輻射較大透明度的特性也適用于按照第一方案的在加熱器室內的水。對于厚度為10cm的水層，大約50％的太陽輻射被吸收在水內，而其余的50％被透射(見R.Siegel和J.R.Howell的“熱輻射的熱傳遞，第2版156-157頁，Mc Graw-Hill 1981年出版)并在水箱的底(最好為黑色的)被吸收。這個水的性能意味著該透明室大部分是從下面加熱的，從而使水的密度分布變得不均勻，通過自然的對流，該水便可得到很好的混合。結果水箱內的水溫便可均勻，室頂表面的溫度便可降低(從而可減少熱損失)，這個情況的實驗證實將在下面示出。
本行業的行家應該知道，按照本發明的第一方案，加熱器室內的熱水是在使用時被放出然后用冷水供應管中的水來接替。為了不損壞加熱器，冷水供應管的壓力必須限制在與加熱器設計相符的數值。冷水供應管的壓力通常被限制在大約10kPa，這個壓力可用供應管線上的降壓閥來得到。
按照本發明的第二方案，在加熱器室內的水并不加壓只是用來存儲太陽能。但要被加熱的水流動通過熱交換器，因此可被加壓。實際上主要壓力可被施加在熱交換器內的水上，并不使用降壓閥。
按照第二方案，為了使從室內的液體到加熱器熱交換器內的水的熱傳遞達到最大的程度，熱交換器的外表面被有利地制有翅片。較優的熱交換器為制有滾壓翅片的蛇形銅管。這種管子例如在1996年德國Ulm的Wieland-Werke公司所提供的銷售小冊子上就有說明。當冷水進入熱交換器的管內時，熱便從存儲室內的熱水流到管內的水上，并且一個自然的對流循環就在室內建立起來從而維持這個熱流動。這樣熱便可用較小的熱交換面積抽取而熱水供應溫度能被保持相對恒定。
采用熱交換器的一個優點是當水被用作室內的液體時水垢可減小到最少程度，因為水在熱交換器之外并且在加熱器運行時不用更換。
按照本發明的加熱器能被制成各種大小以適應單獨覆有透明層或結合透明絕熱板而覆有透明層的室在結構上的完整性。例如利用一塊6mm厚的鋼化玻璃片作為室的上表面能夠制備面積至少為一平方米的加熱器。即使對透明絕熱層(如由兩塊丙烯酸玻璃片構成的絕熱層)沒有任何結構上的支撐，這種加熱器仍舊能被傾側，不會因為液體壓力而損害覆有的透明層。加熱器通常有一室體積為100到200升。按照第二方案的加熱器的熱交換器可具有室體積的0.5到10％。
按照本發明第二方案的加熱器最好包括一個與熱交換器結合的傾泄閥以資防備沸騰。當熱交換器內的溫度達到預定值時，傾泄閥就開啟使未被加熱的水通過熱交換器流動，這樣來防止溫度進一步升高并對沸騰作出防備。
按照本發明第二方案的加熱器能與第二方案的至少另一個加熱器串聯。這樣，從第一個加熱器的熱交換器出來的水便能被第二加熱器加熱，以下可類推。
按照本發明的加熱器能與一個外部增強加熱器串聯使用。增強加熱器正常位在太陽能熱水器的出口管線上。
從上述說明應該知道，按照本發明的加熱器可用立即可購到的材料制造，用來制造的材料還可重復利用。
在廣泛說明本發明后，下面結合附圖舉例對加熱器簡要說明。還將用圖示出按照本發明的加熱器和現有技術的加熱器在效能上的比較。
附圖的簡要說明

圖1為按照本發明第二方案的分解透視圖。
圖2為圖1所示加熱器的平面圖，其中一部分透明頂已被破開。
圖3為圖2所示加熱器在平面A-A上的橫剖面的側立視圖。
圖4示出兩個水平的加熱器，其一(a)具有一個黑色的(不透明的)室頂，另一(b)具有一個透明的頂和一個在室內的黑色底表面，它們的用數值計算出來的溫度分布圖。
圖5示出兩個向地傾側20°的太陽能熱水器，其一有一不透明的室頂，而另一有一透明的室頂，它們的由實驗測得的溫升。
本發明的詳細說明當加熱器的一個具體零件在多于一個圖中示出時為該零件采用同一件號。
圖1和2示出的太陽能加熱器1具有一個室基部2、一個由透明板組件3構成的頂、和熱交換器4。從圖1可看到透明板組件是由一塊低鐵玻璃片5、一塊透明絕熱板6、一個由多條角型材制成的夾板、和一塊低發射玻璃片組成的。玻璃片8構成上述室基部的上表面。在圖中分解示出的板組件3通過夾緊框9和夾緊角型材7用螺釘或類似物固定到室2的壁內。
透明絕熱板6為一聚碳酸酯蜂窩格柵，其網格大小為10mm，厚度為30mm。從圖3可以看到蜂窩格柵6的橫截面是在一個沿著一排網格的軸向平面上。
熱交換器4為一具有波浪形內表面的銅管，其公稱內直徑為16mm，公稱外翅片直徑為30mm，在標稱上每25.4mm具有11個翅片。從圖2可以看到熱交換器為一蛇形管道延伸通過室2的大約50％。從圖3的橫剖面圖中可以看到熱交換器4帶有翅片10的情況。熱交換器管道在室2內的長度約為4m，這樣存儲容量約為0.8升。
構件在組合的加熱器中的配置可從圖3看到，圖中示出一部分加熱器1，其中可以看到一部分室2和一部分透明板組件3。板組件3中可以看到的構件為玻璃片5和8、透明絕熱板6、和角型材夾緊件7。
室2具有一個聚丙烯泡沫塑料的芯部11和聚丙烯的外殼層12和13。在室內側的殼層12被涂以黑色，而殼層13可以是任何顏色。在構成室2的盆形的壁的內邊上設有一個曲折部分14用來接納玻璃片8和絕熱板6的邊緣。在從室的開口出來的壁的尚未曲折的部分16與玻璃片8之間設有一個由彈性材料制成的密封條15。夾緊角型材7的橫截面17在曲折部分的向上延伸段與絕熱板6之間延伸，其下端與玻璃片8接觸，而其向外伸出的突緣18則被夾在玻璃片5與室2上的只是離室足夠遠的唇部之間，這樣便可通過夾緊框9將壓力施加在玻璃片8和密封條15上來實現液密的密封。夾緊框9用螺栓固定在室2上，其中一個螺栓在標號19處示出。在玻璃片5與突緣18之間也設有密封條20。低鐵玻璃片5和(鋼化的)低發射玻璃片8分別具有4mm和6mm的厚度。
圖1和2所示的加熱器具有的外廓尺寸為1400mm長、900mm寬和210mm高。室2含有大約95升的水。該室能通過壁上的一個孔口注入水并更換水。
從圖2可以看到水能流動通過圖1到3所示的加熱器。要被加熱的水在標號21處進入加熱器1，流動通過熱交換器4，然后在標號22處離開加熱器，這個流動一般地用在進口和出口附近的箭頭示出。
如上所述，按照本發明的加熱器在使用時一般都傾側借以增加所接收的太陽能量。圖1到3所示的加熱器在傾側時加熱器的最上部通常為邊23(見圖2)。這樣熱交換器就應設在加熱器內較高的位置上以便在放水時可以維持較高的溫度。
圖中所示的加熱器通常包括一個防備沸騰用的傾泄閥和一個壓力釋放閥。這些閥通常設在熱交換器的出口處。為此目的可設一小間以便使熱交換器的水流入其內。該小間還可包括一個連接到電源或其他能源的增強器。但當用作預熱器時(這是按照本發明的加熱器特別適合的用途)，增強器就不再需要。
在圖1到3所示加熱器的一個變型中，熱交換器的延伸遍及整個加熱器室。采用如上例舉大小的加熱器，當熱交換器的公稱內直徑為16mm、在室內的長度約為8m時，存儲容量為1.6升。
應該知道按照本發明第一方案的加熱器基本上與按照圖1到3的加熱器相同只是沒有熱交換器。采用這種加熱器，水的進口和出口通常是在室的對角線上兩個相對角落的附近。
現在詳細說明按照本發明的加熱器的效能。
按照本發明的熱水器的關鍵零件為水箱的透明的上表面。我們進行了數值模擬和實驗測量來比較按照本發明的加熱器和具有不透明黑頂的加熱器的效能。數值模擬僅限于在具有黑色的和具有透明的水箱表面的水平加熱器之間進行比較，因為這樣黑色加熱器中水的熱傳遞能被假定為只是由于傳導。但實驗的結果可包括表面傾側的效果。
在水平水箱內垂直水溫分布的數值測定曾被這樣進行，將透明的和不透明的水箱都放在同等數值的太陽輻射下曝曬3個小時。兩個水箱的頂部熱損失系數K假定都為3W/m2。初始時兩個水箱內的水都具有與環境溫度相等的均勻溫度。在模擬時曾變化太陽輻射量使進入黑色水箱的熱通量保持恒定在500W/m2。這些數值實驗的結果在圖4a和4b中示出，其中前一圖代表從具有不透明上表面的加熱器得出的結果，而后一圖則與按照本發明的加熱器有關。從圖4a和4b顯然可見，在加熱期間結束時，具有黑色表面的水箱的頂表面溫度(以及隨之而來的熱損失)要比透明水箱的頂表面溫度高得多(忽略不計在透明水箱頂層內吸收的太陽輻射)。當將聚丙烯水箱壁(4mm)的熱阻力包括在內時，在加熱時間終止時黑色水箱的表面溫度差不多是透明水箱的3倍。通過減少這種熱損失取得的效益最好用下列管轄太陽能收集的基本方程式(見J.A.Duffie和W.A.Beckman著“熱過程的太陽能工程”第2版，251頁，1991年Wiley出版)來說明有效能＝吸收的太陽輻射能-熱損失當考慮到收集器熱損失的主要部分為頂部熱損失，而這個熱損失大體上正比于在周圍溫度與水箱表面溫度之間的溫度差異時，從上述方程式顯然可以看到大量減少表面溫度的效益。水箱表面與周圍環境的溫差在圖4中就黑色水箱和透明水箱示出。極需注意的是黑色水箱的高表面溫度在夜間還會維持下去，而高效能的透明絕熱層能將高表面溫度維持較長的時間。當收集器基部被傾側時，具有透明頂的室的加熱器和具有黑色頂的相比，效益會略微減少，并且當透明水箱頂內吸收的熱不可忽略不計時能發生一些熱分層現象。但初步的數值實驗結果表明在20°的傾側時黑色單元的熱損失仍然約為透明單元的兩倍。
對具有黑色頂表面的水箱來說，通過(穩定分層的)水平水層的熱傳遞的唯一機制只是傳導。而透明的水箱卻與此不同，它能允許太陽光透射并在內部水底下被吸收，如上所述。這意味著透明水箱大部分是從下面加熱的，因此能使水層不穩定并良好地混合。
除了較低的熱損失以外，較低的水箱表面溫度還意味著在所用材料內具有較低的應力。這一點對按照本發明的加熱器特別重要，因為它使透明絕熱板能夠與玻璃蓋接觸從而使玻璃蓋得到結構支撐。結果具有較大表面面積的加熱器就能被傾側并承受由于水的重量而產生的靜壓力。但按照本發明的加熱器水箱并不一定必需依靠透明絕熱板的支撐，因為在許多場合，特別是在加熱器水箱較小的情況下，采用鋼化玻璃片已經足夠。
我們還曾進行實驗測量來進一步評定透明箱頂對水加熱效能的作用。制備兩個完全相同的由透明塑料(PET)制成的長方形水容器，其壁厚約為1mm，高為100mm。一個容器的頂表面涂以黑色，而另一個容器是在底表面上涂以黑色。這兩個容器都用具有環境溫度的水充滿，并排放置在露天，對地傾側約為20°。在一部分多云的白天，這兩個容器在靜止無風的空氣中被曝曬在太陽輻射下約5個小時。通過一個位在每一容器中心而在頂和底的半中間的溫度計測量容器內的溫升。在試驗時間終止時，每一容器都被徹底搖動借以保證水內所有的任何層次都被打散。
實驗結果在圖5中示出。結果顯示當容器在試驗時間終止而被搖動時只有具有不透明頂的容器內有溫度變化。這表明具有透明頂的容器內的溫度基本均勻，而具有黑色頂的容器明顯有分層，大部分熱水集中在頂表面上。進一步觀察可知，在搖動后代表加入到水箱內的有效能的在水箱內的總的溫升，就透明水箱言，要比黑色水箱大出約40％。重要的是，應該認識到由于高的表面溫度而導致的熱損失是累積的并隨時間而增加。另外，透明在熱效能上的作用多少取決于水箱的傾側度和頂部的熱損失系數。
權利要求
1.一種太陽能熱水器包括一個熱絕緣的水室，該水室具有一個能吸收太陽能的內部底表面和一個能透過太陽輻射的頂、一個水進口和一個水出口，其特征為，所說頂在所說加熱器傾側時能夠承受所說室內水的液體壓力。
2.權利要求1的加熱器，其特征為，所說水室具有一個盆形，該盆形由一個泡沫塑料絕熱的芯部夾在塑料外殼層之間制成。
3.權利要求1的加熱器，其特征為，所說能吸收太陽能的表面是黑色的。
4.權利要求1的加熱器，其特征為，所說室的上表面由玻璃片制成。
5.權利要求4的加熱器，其特征為，所說玻璃為低發射玻璃。
6.權利要求4的加熱器，其特征為，所說玻璃為鋼化玻璃。
7.權利要求1的加熱器，其特征為，所說頂具有至少一塊透明片作為絕熱層，該絕熱層位在作為所說加熱器室上表面的透明片之上。
8.權利要求7的加熱器，具有兩塊所說透明片作為絕熱層。
9.權利要求1的加熱器，其特征為，所說頂具有一個板組件，該板組件由上、下兩塊透明片和一塊夾在所說透明片之間的透明絕熱板組成。
10.權利要求9的加熱器，其特征為，所說上透明片為低鐵玻璃。
11.權利要求9的加熱器，其特征為，所說下透明片為低發射玻璃。
12.權利要求9的加熱器，其特征為，所說透明絕熱板可選用蜂窩格柵、硅空氣凝膠或塑料薄膜為材料。
13.權利要求9的加熱器，其特征為，所說板組件被一與所說上玻璃片接觸的夾緊框固定在所說室上，所說下玻璃片和所說透明絕熱板被設在所說室壁的一個曲折部分內，還有一個密封條設在所說下玻璃片與所說曲折部分的一個表面之間；所說下玻璃片被多個角型材夾緊件壓住，使與所說密封條成為液密性接觸，每一夾緊件的橫截面都在所說曲折部分的向上延伸段與所說透明絕熱板之間延伸到所說下玻璃片，所說角型材的向外伸出的突緣位在所說上玻璃片與所說室的唇部之間，從而當將壓力施加在所說夾緊框上時便可通過所說多個角型材將壓力施加到所說下玻璃片上。
14.權利要求1的加熱器，其特征為，所說室的內側壁是能吸收太陽能的。
15.一種太陽能熱水器具有一個熱絕緣而充有液體的室，該室具有一個能吸收太陽能的內部底表面和一個能透過太陽輻射的頂，其特征為，當所說加熱器傾側時所說頂能承受所說室內液體的液體壓力；還有一個熱交換器延伸通過至少一部分所說室，所說熱交換器在所說室之外有一進水口和一出水口。
16.權利要求15的加熱器，其特征為，所說水室具有一個盆形，由泡沫塑料絕熱的芯部夾在塑料外殼層之間構成。
17.權利要求15的加熱器，其特征為，所說能吸收太陽能的表面是黑色的。
18.權利要求15的加熱器，其特征為，所說室的上表面由一玻璃片形成。
19.權利要求18的加熱器，其特征為，所說玻璃為低發射玻璃。
20.權利要求18的加熱器，其特征為，所說玻璃為鋼化玻璃。
21.權利要求15的加熱器，其特征為，所說頂具有至少一塊透明片作為絕熱層，該絕熱層位在作為所說加熱器室上表面的透明片之上。
22.權利要求21的加熱器，具有兩塊所說透明片作為絕熱層。
23.權利要求15的加熱器，其特征為，所說頂具有一個板組件，該板組件由上、下兩塊透明片和一塊夾在所說透明片之間的透明絕熱板組成。
24.權利要求23的加熱器，其特征為，所說上透明片為低碳玻璃。
25.權利要求23的加熱器，其特征為，所說下透明片為低發射玻璃。
26.權利要求23的加熱器，其特征為，所說透明絕熱板可選用蜂窩格柵、硅空氣凝膠或塑料薄膜為材料。
27.權利要求23的加熱器，其特征為，所說板組件被一與所說上玻璃片接觸的夾緊框固定在所說室上，所說下玻璃片和所說透明絕熱板被設在所說室壁的一個曲折部分內，還有一個密封條設在所說下玻璃片與所說曲折部分的一個表面之間；所說下玻璃片被多個角型材夾緊件壓住使與所說密封條成為液密性接觸，每一夾緊件的橫截面都在所說曲折部分的向上延伸段與所說透明絕熱板之間延伸到所說下玻璃片，所說角型材的向外伸出的突緣位在所說上玻璃片與所說室的唇部之間，從而當將壓力施加在所說夾緊框上時便可通過所說多個角型材將壓力施加到所說下玻璃片上。
28.權利要求15的加熱器，其特征為，所說室的內側壁是能吸收太陽能的。
29.權利要求15的加熱器，其特征為，所說熱交換器延伸通過所說室的大約一半的地方。
30.權利要求15的加熱器，其特征為，所說熱交換器延伸到遍及整個所說室。
31.權利要求15的加熱器，其特征為，所說熱交換器為一帶有翅片的蛇形管。
32.權利要求15的加熱器，其特征為，所說室內的液體為水。
33.權利要求15的加熱器，其特征為，所說室包括一個在所說熱交換器出口附近的增強加熱器。
34.權利要求15的加熱器，其特征為，所說熱交換器在其出口上包括一個傾泄閥。
35.權利要求15的加熱器與增強加熱器串聯。
36.權利要求15的加熱器與至少一個按照權利要求15的其他加熱器串聯。
全文摘要
本發明涉及的太陽能熱水器包括一個熱絕緣而充有液體的室(2),該室具有一個能吸收太陽能的內底表面和一個能透過太陽輻射的頂(3),其中所說頂當所說加熱器傾側時能夠承受所說室內液體的液體壓力,還有一個熱交換器延伸通過至少一部分所說室,所說熱交換器在所說室之外具有一個進水口和一個出水口。本發明還提供一種與上述相似只是沒有熱交換器的太陽能熱水器。
文檔編號F24J2/46GK1276857SQ98810286
公開日2000年12月13日 申請日期1998年10月16日 優先權日1997年10月17日
發明者哈里·休爾克, 安德魯·羅伯特·溫斯頓·高夫 申請人:高夫工業股份有限公司