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技术创新:生产适用农村的太阳能热水器
技术创新:生产适用农村的太阳能热水器
来源:中制冷设备网    2009-7-16
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    适合太阳能热水器下乡的创新技术也即是根据农村特点通过技术创新生产出适合农村使用的太阳能热水器,适合农村使用的太阳能热水器主要具有以下几个特点:

 

    一、在不增加生产成本的前提下大幅度提高热水器的热效率。随着太阳能集热技术不断进步,集热器集热效率已逐渐趋于极限,如何进一步提高热水器的热效率如果再从集热器方面考虑已没有多大的发展潜力,因此必须从水箱方面进行重新考虑,如果在不增加甚至是减少生产成本的前提下,通过技术创新使水箱增加集热功能来大幅度提高热水器热效率的太阳能热水器必定会深受农村欢迎。

 

    二、与建筑实行一体化。近年来,由于能源危机的影响和人们对环保意识逐渐增强,绿色、节能、环保的太阳能热水器逐渐得到了推广,但也存在一些有待解决的问题,主要表现在以下几个方面:

    ①目前很多农村的楼顶都没有安装防雷设施,有的即使安装有但绝大多数屋顶的太阳能热水器安装的高度均大于该建筑物的最高避雷针,而很多农村楼顶的太阳能热水器都没有安装避雷装置,也不在避雷针保护范围,因此在雷雨天气,太阳能热水器存在着一定的安全隐患。

    ②安装在楼顶的太阳能热水器,在台风季节,由于台风破坏力大,如果支架在安装时不够牢固,或因年久失修,很容易被台风吹走,会造成一定的安全隐患。

    ③安装在楼顶上的太阳能热水器,其支架经长时间的风吹、雨打、日晒,会出现生锈腐蚀现象,如长时间末对支架进行检修,安装在楼顶上的太阳能热水器会成为严重的安全隐患。

    ④传统太阳能热水器的安装不但与建筑风格不协调,而且在楼面防水承重等方面会留下隐患。

    ⑤太阳能热水器出厂只是一个半成品,对售后安装等服务要求非常严格,目前绝大多数企业不具备全国性和深入农村地区的服务网络,售后服务难以保障,因此安装简单,维修少,坚固耐用的太阳能热水器要加大研发力度。以上是目前制约太阳能热水器发展存在的主要问题,要解决以上问题,最好的方法就是让太阳能热水器与建筑实行一体化,因此与建筑实行一体化的太阳能热水器最适合农村使用。

 

    三、水箱清洗方便。农村水质普遍较差,杂质较多,太阳能热水器在使用时加入的水有一定数量的杂质,杂质在长时间使用过程中容易积累形成污垢;热水在没有用完就加水,如此循环使用部分水长期积累在水箱中,容易滋生微生物;水箱在水质酸碱度及太阳辐射作用下,产生了一些细微的变化,水箱焊接处时间长了会有锈迹脱落下来。以上几种情况容易造成水质污染,管路堵塞,需要定期清洗,因此水箱清洗方便,让农民自己就可以清洗的太阳能热水器最适合农村使用。

 

    四、要有低中高三个档次。农村消费水平存在低中高三个层次,因此下乡的太阳能热水器要有低中高三个档次以适合农村不同层次的消费水平,这样可以短时间内在农村迅速推广普及太阳能热水器,不但可以拉动内需,而且为可再生能源的发展和建设节能型社会起带动示范作用,对环境保护和生态改善都具有重要现实意义和深远意义。

    下面介绍几种适合农村使用的太阳能热水器创新技术。

    太阳能水塔

    专利号:ZL200720182070.9

 

    太阳能水塔是在传统水塔的基础上通过技术创新,增加了集热功能和保温功能,既可以作储水用,也可以作太阳能热水器用,是传统水塔理想的更新换代产品。

    太阳能水塔中的小型卧式太阳能水塔,属集吸热贮水保温于一体的太阳能热水器,主要由建筑一体化保温箱、小型卧式吸热水塔、透光保温盖板组成,建筑一体化保温箱建在楼顶上,其底面及四周用砖和水泥砂浆砌成,中间夹有保温材料,保温箱内表面涂有集热涂料以增加集热效果,小型卧式吸热水塔安装在保温箱内,使用SUS304不锈钢板制成,外表面镀有或涂有一层吸热材料,由于小型卧式吸热水塔外表面的集热面积和保温箱内表面的集热面积加起来使总集热面积超过4m2,因此具有较高的集热效率,使用效果较好。保温箱顶部的透光保温盖板使用中空或真空透光盖板,保温效果好,在冬季时能够减少对流热损失,减少周围环境不良影响,从而提高了热效率,使小型卧式太阳能水塔在冬季仍具有较好的使用效果,与农户原有的烧水设施接通使用,能够节省较多的常规能源。小型卧式太阳能水塔设有清洗口和排污口,再加上保温箱顶部的透光保温盖板可以活动安装,因此很方便农民清洗,减少了水质污染。由于小型卧式太阳能水塔具有价格低、安装简单、坚固耐用、使用效果较好的特点,因此很适合农村低层次消费水平,特别适合在老、少、边地区推广使用。小型卧式太阳能水塔在农户日后经济条件好时还可以升级为分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器或分体式建筑一体化太阳能热泵热水器。

分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器

    专利号:ZL200720194553.3

 

    分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器主要由集热器、联集管、循环管路组成,其主要特征是有一个吸热储水保温装置,该装置由建筑一体化保温箱、吸热储水箱、透光保温盖板组成,工作原理及制作方法同小型卧式太阳能水塔一样。由于吸热储水箱外表面的集热面积和保温箱内表面的集热面积加起来总集热面积超过4m2,因此具有较高的集热效率,从而形成了吸热储水箱和集热器双重集热效果,由于集热面积得到了大幅度的增加,因此热水器的热效率也相应得到了大幅度提高。水箱与建筑实行了一体化,美观大方,消除了雷电、台风、支架和楼面漏水、承重的安全隐患,安装简单,坚固耐用,价格更低。

    分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器不论采取何种结构,只要是集热器与储水箱分开且储水箱具有吸热功能的都落在发明保护范围内,此发明的保温箱体、吸热水箱等的形状可以是圆形、方形或其他形状,集热器除了使用传统真空管集热器和平板型集热器外,还可以使用能够与建筑实行一体化,同时能够方便清洗维修的新型太阳能集热器,该集热器制作简单,价格低廉,集热管与联集管活动连接,使用铜管或不锈钢管制成,坚固耐用,解决了集热器售后清洗维修难题,该新型集热器的透光保温盖板使用中空或真空透光盖板,保温效果好,在冬季时可以提高集热器的集热效率,使热水器在冬季仍具有较好的使用效果。

    由此可见,分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器与传统太阳能热水器相比,具有明显的优势,大幅度提高了热水器的热效率,与建筑实行一体化,符合太阳能与建筑一体化发展趋势,消除了安全隐患,坚固耐用,水箱清洗方便,减少了水质污染,再加上制作成本低于传统太阳能热水器,因此在价格方面也具有竞争优势,更容易推广普及。分体式建筑一体化双重集热型太阳能热水器价格较低,特别适合农村中等消费层次。

    分体式建筑一体化太阳能热泵热水器

    专利申请号:200920001448.x

 

    太阳能热水器由于绿色节能环保已逐渐走进千家万户,但太阳能热水器容易受天气和季节的影响,为此出现了大量带电辅助加热装置的太阳能热水器,但在电加热过程中需要消耗大量的电能,能耗高。近年来,热泵热水器由于比传统电热水器节能75%而逐渐受到欢迎,但其最终仍属于电热水器范畴,还不能算是最节能的热水器,因为它忽略了对太阳能的利用。近年来,出现了各种各样的太阳能热泵热水器,它将太阳能热水器和热泵热水器的优点结合起来,当太阳幅射强时,热水器工作使用太阳能热水器模式;当太阳幅射一般时,系统工作使用太阳能热泵模式,系统在吸收太阳能的同时,用热泵辅助供热;当无太阳时,系统工作使用热泵模式。该类热水器在保证连续供热的同时,又能充分利用太阳能,最大限度地节约能源。但该类太阳能热泵热水器都需要专门安装太阳能集热器,制作成本高,安装复杂,占用空间位置大;水箱与保温层一体化,不方便清洗维修,长时间使用水质容易受到污染;冷凝器设置在水箱内直接对水加热,长时间使用,容易受到水中氯气腐蚀,不但影响机组寿命,而且还会污染水质,以上是制约太阳能热泵热水器发展存在的主要问题。

 

    分体式建筑一体化太阳能热泵热水器主要由热泵、控制器、水泵等组成,其主要特征包括吸热储水装置以及通过管路与热泵、水泵、吸热储水装置连接的热水交换器。吸热储水装置由建筑一体化保温箱、吸热储水箱、透光保温盖板组成,其工作原理及制作方法同小型卧式太阳能水塔一样,由于吸热储水箱外表面的集热面积和保温箱内表面的集热面积已超过了4m2,具有较高的集热效率,因此不需要专门安装太阳能集热器,从而大幅度降低了制作成本,安装更简单,占用空间位置更少。单独设置热水交换器进行换热,而不在水箱内设置冷凝器,不存在受到水中氯气腐蚀的问题,延长了机组的寿命,减少了铜离子对水质的污染,水质更好。分体式建筑一体化太阳能热泵热水器使用效果好,节能显著,价格也不太高,适合农村较高层次消费水平。
 

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