创新太阳热水器 引发行业洗牌风

紧凑式太阳能热水器




紧凑式太阳能热水器

　　紧凑式太阳能热水器从其诞生至今，已有20多年的历史了。在这20多年中，其结构形式几乎没有什么重大改变，一直延续其传统结构，轮廓有效集热面积增加不大，因此，其得热量一直没有重大提高。针对紧凑式太阳能热水器存在的问题，高级工程师发明大王徐宝安进行了长达十几年的努力研发。从结构形式的细节上改变了紧凑式太阳能热水器，使其性能大幅度提高。仅缩口变径低尾耗太阳能真空集热管、顶紧式保温尾座和三叉戟支架三项技术的应用，就使其密排紧凑式太阳能热水器的集热面积较58管(80孔距)传统太阳热水器增加23%。

　　2006年6月15日，国家太阳能

热水器质量监督检验中心(北京)对徐宝安创新发明的海臣牌太阳热水器试验机进行了检测。结果表明：贮热水箱内，集热结束时水的温度为51℃，日有用得热量为9.4MJ/m2，平均热损因数为13W/(m3·K)。相比国家标准，日有用得热量提高25.3%，保温性能提高41%，［国家标准：日太阳辐照量为17 MJ/m2条件下，贮热水箱内集热结束时水的温度≥45℃，紧凑式太阳热水系统单位轮廓采光面积贮热水箱内水的日有用得热量7.5MJ/m2。家用太阳热水系统平均热损因数(紧凑式与分离式)22 W/(m3·K)。］而这仅仅是一台并不完美的试验机 ，正规产品日有用得热量还可大幅度提高，并且，单位得热水量成本大幅下降，可真正实现太阳热水器的全地域、全年使用。因此，太阳热水器行业即将因发明大王徐宝安的重大发明而引发洗牌风暴。

　　现有的太阳真空集热管其密封胶圈是套装在等径外玻璃管上的，由于水箱内胆强度和胶圈之间安装间隙的要求，致使管与管之间的管距较大，加之真空集热管靠密封胶圈的弹性密封，因此容易引起漏水等问题。

　　缩口变径太阳真空集热管外管径为58mm，管口缩径为47mm，胶圈套装于47mm管口上。在满足水箱内胆强度和胶圈之间安装间隙要求的情况下，实现了管与管之间中心管距为65mm，对应的吸热管直径为47mm。其光照利用率为72.31%，而密封胶圈与真空集热管为顶紧密封，因此根除了密封胶圈因为密封不严而漏水的问题。由于真空集热管采取顶紧密封，使水箱、真空集热管、尾座、尾托盒、支架连接固定为一个整体，强度大大提高，并剔除了反光板，风阻小，不易积雪。

　　导流器是利用热虹吸原理，将电厂锅炉的循环系统嫁接到太阳能热水器上，使真空集热管中的冷热水分流，冷热水腔之间的温差及压差使水流加速。导流器将水箱底部的冷水引到导流器下降管内，流到真空集热管底部联腔，使其沿上升管吸热上升，到达水箱上部，构成热虹吸对流循环。管子越长，热水与冷水的静压差越大，热虹吸对流循环动力越强劲，水的流速越快，对管壁的冲刷能力越强，管壁越不易结水垢。水流将受热产生的水垢带到水箱内，使管底不存水垢。因此，真空集热管内安装了导流器，将使得真空集热管无论是置有反光镜，还是管子变粗变长，都变成正面影响，使水流循环畅通，让热水喷涌而出。

　　目前的太阳能真空集热管自诞生以来，其尾部自由端都安装有一弹性金属支撑卡，它在完成支撑等功能的同时，也架起了散热的桥梁。此金属支撑卡与环境之间只要存在温差，它就不停地向外传递热量。温差越大、支撑点越多、金属支撑卡外表面越大，热损失越多。这极大的影响了太阳能集热元件的保温特性，使太阳能热水器保温性能下降。特别是在冬季，由于气温降到4℃以下，因为0至4℃之间水的比重差别很大，从而构成快速水对流逆循环，致使真空集热管的传导热损失极大。如遇高寒下雪天气，雪埋真空集热管尾部，则会使热水器的热损失更加严重。

　　低尾耗真空集热管是在太阳能真空集热管的内集热管尾部安装有保温管腔，形成内集热管与保温管腔一体的安装定位自由端。太阳真空集热管尾部的外玻璃管封闭端头内壁与金属支撑弹卡支撑接触，金属支撑弹卡与保温管腔外壁支撑接触。由于玻璃的导热系数非常低，加之金属支撑弹卡与保温管腔外壁为点接触，因此使其散热量大大下降，在不影响真空集热管效率的同时，解决了其尾端散热的问题。

　　太阳热水器真空集热管的管壁温度非常高，长时间使用，集热管的内壁结垢非常严重，这将大大影响真空集热管的集热效率。真空集热管结垢的问题不但限制了太阳能热水器的制热效果，同时也限制了它在水的蒸馏脱盐、集热供暖等方面的应用潜力，成为限制真空集热管多方面、大范围使用的主要障碍。

　　静电防结垢真空集热管，利用其真空腔内管的吸热膜具的导电特性，与通过外层玻璃管玻璃封结的金属电极连接，并将电极连接直流电源的负极，直流电源的正极通过导体和水体电连接。确保负极与正极绝缘，正极接地。在直流电压足够高的前提下，吸热导电薄膜、真空集热管玻璃内管、与内管内外壁接触的水体就组成了电容充电电路。此电路使得与玻璃管表层接触的水体感应出显酸性的正电荷氢离子，并根据电压的高低决定氢离子的多寡，从而防止了钙垢在玻璃上的生成，解决了现有真空集热管内管壁结垢的顽疾。

　　目前的太阳热水器保温水箱的排气溢流管由于直通大气，热气体上升，冷空气下降，形成对流，使太阳能热水器水箱保温性能比较差；而且在温度低时容易在排气口结露成冰，堵塞进排气溢流口，造成热水器放水抽扁水箱的故障。太阳热水器排气装置由于直通大气，水箱内外压力接近，致使高温热水产生的水蒸气不断溢出，造成水的损失。当太阳热水器中的水排空断水时，水箱内温度升高，其温度可高达200℃以上，致使保温材料因高温收缩粉化，破坏了太阳热水器水箱的保温性能。

　　太阳热水器防过热保温进排气溢流管组件为U型管水封。水箱内的水蒸气通过水封隔绝，使冷空气不易进入，热的水蒸气不易泄出。本装置中的冷气导流管在正常使用的状态下，下管口浸没在水中，使水中的热量不易泄出。而当水箱水位下降到一定程度之后，水箱外的冷空气可以直达水箱下部，与U型管中的进排气溢流管装置构成对流循环，将水箱内的热量不断排出，使水箱内的温度控制在一定范围内，不构成对保温材料的过热损伤。冷气导流管外接排气口的排气导向装置，可确保冷空气不易进入到管内，确保U型进排气溢流管与冷气导流管的保温特性。而U型进排气溢流管与冷气导流管的复合式安装方式，可使进气溢流管的安装孔减少为一个。本装置结构简单，便于制作和安装，使用性能好。它可以通过水封减少水的蒸发，从而杜绝在排气管口结露成冰，堵塞进排气通道的问题，克服了热水器进排气口冬季保温性能差、结冰阻塞、放水抽扁水箱的现象。

　　目前太阳能热水器给取水口一般在水箱的底部，常存在水箱内有热水，却不方便使用的尴尬局面。还有补进凉水但热水放不出，且存在取热水时有水垢流出的现象。

　　漂浮式给取水器的给取水管连接的紧固管件，与在同一腔体的两组启闭相反的水动逆止阀门构成自动选择式三通阀；当热水器给水时，自来水经给水管，到达自动选择式三通阀，给水的压力将自动选择式三通阀取水阀关闭，将三通选择阀门补水阀打开，实现了太阳能热水器在其底部的阻流补水。当热水器取热水时，热水通过漂浮式取水器的汇流进水口，汇流到达热水取水软管，漂浮式取水器水漂浮于水面之上，保证取水汇流腔在漂浮式取水器下侧。当热水经过汇流后，通过热水取水软管到达自动选择式三通阀体，水的压力将三通阀的取水阀打开，进入自动选择式三通阀体，自动选择式三通阀补水阀在水的压力和阀门弹力的作用下关闭，热水通过取水管放出。这样所放的热水，均由漂浮式取水器从水箱上部表层放出，达到了补水不影响水温、取水不混凉水的效果。

　　太阳热水器在长期不用或使用不及时的情况下，会造成热水器内水的沸腾，大量的水分以水蒸气的方式排放，致使水质浓缩恶化，同时浪费大量的优质水。

　　太阳能的负压沸腾器可使太阳能热水器的热水低温沸腾，通过冷凝器将蒸汽收集，最后可得到饮用蒸馏水。如果通过矿化器，便可得到矿泉水。从而又把热水器加上了饮水机的功能，使人们的饮用水得了安全保障。

　　目前的太阳热水器辅助电加热器，存在加热时间长、整箱水全部加热才能使用、维持水温耗电多、使用水温不稳定的问题，造成人们的使用不便。

　　即热式电加热器有一定长度的导流管道，它们之间有流道相互套装在一起。电加热器放热面在导流管道内，置于导流管道的下部，导流管的上段为水浮子牵引的软管，组成对流加热水装置。对流加热水装置的进水口位于保温蓄水箱下部，出水口通过水浮子牵引在水面下，加热器放热面进水口低于加热器放热面出水口，组成流体对流循环通道。冷水通过给水管补入保温蓄水箱底部，热水通过取水管从保温蓄水箱顶部取出。其结构简单可靠，实现了双层防电墙，安全性高，符合国家电热水器安全新标准，造价低、加工容易，节能。由于能使热水器快速启动，可以即开即用。

　　现在的太阳热水器上下水管道冬季常冻塞，致使热水器内有热水却无法使用。

　　海臣太阳热水器采用了低电压自伴热恒温给取水管。给取水管为缠绕电导线后再加上复合保温层的复合管，采用与电热毯同样的工作原理，通过变压器将电导线上的电压控制在36伏安全电压以内，通过自动温控装置对管道定时或长期加热。有了这种措施，可实现打开水龙头便出热水，冬季管道永不冻堵。

　　徐宝安在太阳能领域的专利就有100多项。目前，他已经开始了将技术成果转化成产品，进入产业化大发展的时期。徐宝安不仅在技术上创新，他在经营管理上也有崭新的经营理念。他愿意将自己的专利技术和广大的国内太阳能企业分享，采取相互合作、连锁加盟的方式，推广自己的新技术、新产品，避免重复建设和恶性竞争的局面。他提供专利技术，协作厂家按照其要求生产特殊的缩口变径真空集热管、保温水箱、支架及尾托。

　　目前，徐宝安已经与多家企业达成合作共识。其中，多家太阳能热水器生产厂家正在添置新的数控冲床、自动氩弧焊机等设备，进行管理升级。如今，全国各地已有300多家经销商有意向代理徐宝安的海臣牌太阳热水器。