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| 权 利 要 求 书 1.一种利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的方法， 其特征在 于， 所述方法至少包括以下步骤： 给原热水器增加两个三通的步骤， 即在原热水器储水桶的底部放水阀孔和 放水阀之间增加一根管道并在该管道上安装第一三通， 该第一三通的出口作为 太阳能热循环环路的进水口， 并且在原热水器储水桶的冷水进水管上增加第二 三通， 该第二三通的入口作为太阳能热循环环路的出水口； 给原热水器增加太阳能热循环环路的步骤， 即在所述进水口与出水口之间 增加太阳能热循环环路， 该太阳能热循环环路包括依次连接的第一手动球阀、 太阳能循环水泵、 太阳能集热器、 集热器温度 /压力阀、 热循环止回阀和第二 手动球阀； 给原热水器增加温度传感器的步骤， 即在所述太阳能集热器的输出端、 在 原热水器储水桶的底部放水阀孔及原热水器储水桶的热水出口分别增加第一 温度传感器、 第二温度传感器及第三温度传感器； 给原热水器增加计算机控制器的步骤， 该计算机控制器分别与所述太阳能 循环水泵及所述第一温度传感器、 第二温度传感器及第三温度传感器电连接。 2.根据权利要求 1所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法， 其特征在于， 所述太阳能集热器为真空热管集热器， 它包括一集热联接 管及多个真空集热管， 所述集热联接管与所述太阳能热循环环路连通， 它的长 度方向间隔均布地开设多个插孔， 这些插孔中分别密封地插有一小插管， 该小 插管的上端封闭而下端开口； 所述多个真空集热管分别包括用于吸热及隔热的 真空管和插在真空管内腔中央的用于传导热量的热管， 真空集热管中的热管插 置在小插管中， 以使通过太阳能集热器的循环水只流入所述集热联接管而不流 入所述真空集热管内。 3.根据权利要求 2所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法， 其特征在于， 所述集热联接管和小插管为铜管或不锈钢管， 并且所述集 热联接管的外部包覆有绝缘层。 4.根据权利要求 1所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 一 1一 方法， 其特征在于， 所述太阳能热循环环路还包括连接在所述集热器温度 /压 力阀与所述热循环止回阀之间的真空阀。 5.根据权利要求 1所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法， 其特征在于， 所述方法还包括给原热水器增加冷水止回阀、 恒温阀及热 水循环泵的步骤， 即在原热水器的所述冷水进水管上增加冷水止回阀， 在原热 水器储水桶的热水输出管上增加恒温阀和热水循环泵， 该热水循环泵与所述计 算机控制器电连接。 6.根据权利要求 1所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法， 其特征在于， 所述计算机控制器的主要控制功能包括： 以太阳能资源为 主的能源利用， 即在太阳能资源足够的情况下不使用任何常规能源加热循环 水， 只有在太阳能能源不足时启动原热水器的燃气加热器或电加热器作为辅助 能源加热循环水； 控制太阳能热水器的水温； 太阳能集热器最高温度保护； 太 阳能集热器防冻保护； 储水桶最高温度控制； 储水桶再冷却功能； 系统摄氏与 华氏温度显示转换； 储水桶自动杀菌功能； 热水器热水输出端热水温度控制； 储水桶过热保护； 控制系统的功能手动调节和控制系统的密码保护。 7.根据权利要求 6所述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法， 其特征在于， 所述作为辅助能源的原热水器的燃气加热器或电加热器的 启动和关闭可以由原热水器的温控系统控制， 也可以由所述计算机控制器控 制。 - 2 - |
本发明涉及太阳能绿色能源应用领域， 具体涉及一种利用家庭、 商业普遍 使用的燃气或电热水器改装成太阳能热水器的 方法。 技术背景
太阳能是取之不尽用之不竭的绿色能源。 尽可能地利用太阳能与普通家 庭、 商业和企业的热水和采暖系统， 可以极大地减少对传统能源的使用， 以达 到节能减排和减少地球温室效应的目标。
目前在欧、 美等国家的家庭、 商业和企业中最常用的普通热水器绝大部分 是由燃气作为燃料， 少部分使用电能加热热水器， 通常在欧、 美国家的家庭的 车库中都有一个。 这种热水器具有一个封闭式的承压储水桶并直 接与冷水进水 管连接。 这种燃气或电热水器随着中国对外交流的发展 ， 正在逐步被应用到中 国的家庭、 商业的热水系统。 这些燃气（电）热水器消耗的都是不可再生能 源， 长此以往对节能减排和减少地球温室效应非常 不利。 因此亟待有一种能利用这 些大量被使用的热水器改装成太阳能热水器的 方法， 以使用绿色能源、 节能减 排、 保护环境。 发明内容
本发明解决了现有热水器主要使用燃气和电加 热传统能源的问题， 提供一 种利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热水 器的方法， 它能使原来的热水供 应系统能充分地利用太阳能这种绿色能源， 从而大大节省了原本需要消耗的不 可再生能源。
实现上述目的技术方案是： 一种利用普通燃气或电热水器改装成太阳能热 水器的方法， 至少包括以下步骤：
给原热水器增加两个三通的步骤， 即在原热水器储水桶的底部放水阀孔和 放水阀之间增加一根管道并在该管道上安装第 一三通， 该第一三通的出口作为 太阳能热循环环路的进水口， 并且在原热水器储水桶的冷水进水管上增加第 二 三通， 该第二三通的入口作为太阳能热循环环路的出 水口；
给原热水器增加太阳能热循环环路的步骤， 即在所述进水口与出水口之间 增加太阳能热循环环路， 该太阳能热循环环路包括依次连接的第一手动 球阀、 太阳能循环水泵、 太阳能集热器、 集热器温度 /压力阀、 热循环止回阀和第二 手动球阀；
给原热水器增加温度传感器的步骤， 即在所述太阳能集热器的输出端、 在 原热水器储水桶的底部放水阀孔及原热水器储 水桶的热水出口分别增加第一 温度传感器、 第二温度传感器及第三温度传感器；
给原热水器增加计算机控制器的步骤， 该计算机控制器分别与所述太阳能 循环水泵及所述第一温度传感器、 第二温度传感器及第三温度传感器电连接。
上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 太阳能集热器为真空热管集热器， 它包括一集热联接管及多个真空集热管， 所 述集热联接管与所述太阳能热循环环路连通， 它的长度方向间隔均布地开设多 个插孔， 这些插孔中分别密封地插有一小插管， 该小插管的上端封闭而下端开 口； 所述多个真空集热管分别包括用于吸热及隔热 的真空管和插在真空管内腔 中央的用于传导热量的热管， 真空集热管中的热管插置在小插管中， 以使通过 太阳能集热器的循环水只流入所述集热联接管 而不流入所述真空集热管内。
上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 集热联接管和小插管为铜管或不锈钢管， 并且所述集热联接管的外部包覆有绝 缘层。
上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 太阳能热循环环路还包括连接在所述集热器温 度 /压力阀与所述热循环止回阀 之间的真空阀。
上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 方法还包括给原热水器增加冷水止回阀、 恒温阀及热水循环泵的步骤， 即在原 热水器的所述冷水进水管上增加冷水止回阀， 在原热水器储水桶的热水输出管 上增加恒温阀和热水循环泵， 该热水循环泵与所述计算机控制器电连接。 上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 计算机控制器的主要控制功能包括： 以太阳能资源为主的能源利用， 即在太阳 能资源足够的情况下不使用任何常规能源加热 循环水， 只有在太阳能能源不足 时启动原热水器的燃气加热器或电加热器作为 辅助能源加热循环水； 控制太阳 能热水器的水温； 太阳能集热器最高温度保护； 太阳能集热器防冻保护； 储水 桶最高温度控制； 储水桶再冷却功能； 系统摄氏与华氏温度显示转换； 储水桶 自动杀菌功能； 热水器热水输出端热水温度控制； 储水桶过热保护； 控制系统 的功能手动调节和控制系统的密码保护。
上述的利用普通燃气或电热水器改装成太阳能 热水器的方法， 其中， 所述 作为辅助能源的原热水器的燃气加热器或电加 热器的启动和关闭可以由原热 水器的温控系统控制， 也可以由所述计算机控制器控制。
本发明的利用普通燃气或电热水器改装成太阳 能热水器的方法的技术方 案， 在不拆除家庭中原有的传统燃气热水器的前提 下， 可以方便、 有效和低成 本地推广绿色能源一太阳能在使用最普遍的商 业和家庭燃气或电热水器上的 应用， 解决了主要使用燃气或电力作为热水能源的现 状， 极大地降低不可再生 的传统能源的消耗并有效减少二氧化碳等有害 气体的排放。 附图说明
图 1是采用本发明的方法改装成的太阳能热水器 结构示意图； 图 2a 是采用本发明的方法改装成的太阳能热水器的 太阳能集热器中集热 联接管的结构示意图；
图 2b是图 2a中的 A-A剖视图。 具体实施方式
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作 进一步的详细描述。
请参阅图 1 , 本实施例的原热水器为燃气热水器， 它具有一封闭式的承压储 水桶 1 , 储水桶 1 的顶部设有冷水进口 11、 热水出口 12、 温度 /压力阀 16和 排烟管 15 , 底部设有放水阀孔 1 3 , 冷水进口 11和热水出口 12分别连接有冷 水进水管 8和热水输出管 9 , 放水阀孔 1 3安装有放水阀 17。 本发明的利用普通燃气或电热水器改装成太阳 能热水器的方法， 包括以下 步骤：
给原热水器增加两个三通的步骤， 即在原热水器储水桶 1的底部放水阀孔 13和放水阀 17之间增加一根管道 14并在该管道 14上安装第一三通， 该第一 三通的出口作为太阳能热循环环路的进水口 21 ,并且在原热水器储水桶 1的冷 水进水管 8上增加第二三通， 该第二三通的入口作为太阳能热循环环路的出 水 口 29 ;
给原热水器增加太阳能热循环环路的步骤， 即在进水口 21与出水口 29之 间增加太阳能热循环环路， 该太阳能热循环环路包括通过管路依次连接的 第一 手动球阀 22、 太阳能循环水泵 23、 太阳能集热器 24、 集热器温度 /压力阀 25、 真空阀 26、 热循环止回阀 27及第二手动球阀 28 ; 热循环止回阀 27可保证冷 水进水管 8 中的冷水不会流向太阳能热循环环路； 集热器温度 /压力阀 25、 真 空阀 26可以对太阳能热循环环路起保护作用； 第一手动球阀 22和第二手动球 阀 28可以在太阳能集热器 24需要维修时关闭太阳能热循环环路；
给原热水器增加温度传感器的步骤， 即在太阳能集热器 24 的输出端、 在 原热水器储水桶 1的底部放水阀孔 13及原热水器储水桶 1的热水出口 12分别 增加第一温度传感器 4、 第二温度传感器 5及第三温度传感器 6 ; 第一温度传 感器 4、 第二温度传感器 5及第三温度传感器 6所感应的水温分别为 Tl、 Τ2和 Τ3;
给原热水器增加计算机控制器的步骤， 该计算机控制器 3分别与太阳能循 环水泵 23及第一温度传感器 4、第二温度传感器 5及第三温度传感器 6电连接； 给原热水器增加冷水止回阀、 恒温阀及热水循环泵的步骤， 即在原热水器 的冷水进水管 8上增加冷水止回阀 81 , 该冷水止回阀 81用以保证太阳能集热 循环环路中循环的热水不会流向冷水供水源； 在原热水器储水桶 1的热水输出 管 9上增加恒温阀 91和热水循环泵 92 ,该热水循环泵 92与计算机控制器 3电 连接； 恒温阀 91保证改装成太阳能热水器后的热水输出温度 以由用户设定， 避免储水桶 1输出过高温度的热水； 热水循环泵 92 用作热水供水系统的热水 循环动力， 也可由计算机控制器 3控制， 在夏天储水桶 1的温度升高至最高控 制温度时启动， 强制使热水在热水输出管 9中循环以降低储水桶 1的水温。 太阳能集热器 24 为真空热管集热器， 它包括一集热联接管 241 及多个真 空集热管 243 , 集热联接管 241 (请参阅图 2a和图 2b )的长度方向间隔均布地 开设多个插孔， 这些插孔中分别密封地插有一小插管 242 , 该小插管 242的上 端封闭而下端开口， 集热联接管 241用铜管或不锈钢管材料制成； 小插管 232 由铜管或不锈钢管制成并与集热联接管 241 的所用材料一致； 集热联接管 241 通过管路与太阳能热循环环路中的太阳能循环 水泵 23 连通； 真空集热管 243 包括用于吸热及隔热的真空管和插在真空管内 腔当中的用于传导热量的热管； 真空集热管 243中的热管插置在小插管 242中， 以使通过太阳能集热器的循环 水只流入集热联接管 241而不流入真空集热管 243内， 由小插管 242将真空集 热管 243收集的太阳热能传递给集热联接管 241内的循环水；该集热联接管 241 的流量和流速设计得与太阳能集热循环环路的 流量、 流速基本相同； 集热联接 管 241外部还包覆有绝缘层， 能很好地与外部环境绝缘， 同时由于真空集热管 243的真空热绝缘与集热联接管 241不连通， 对集热联接管 241有极好地热保 护， 所以集热联接管 241内可以直接循环储水桶 1中的水， 而不使用其它传导 介质作热循环传递工作液体；
计算机控制器 3的主要控制功能包括： 以太阳能资源为主的能源利用， 即 在太阳能资源足够的情况下不使用任何常规能 源加热循环水， 只有在太阳能能 源不足时启动原热水器的燃气加热器或电加热 器作为辅助能源加热循环水； 控 制太阳能热水器的水温； 太阳能集热器最高温度保护； 太阳能集热器防冻保护； 储水桶最高温度控制； 储水桶再冷却功能； 系统摄氏与华氏温度显示转换； 储 水桶自动杀菌功能； 热水器热水输出端热水温度控制； 储水桶过热保护； 控制 系统的功能手动调节和控制系统的密码保护。
采用本发明的方法改装后的太阳能热水器的工 作原理是： 太阳能热循环泵 23在计算机自动控制器 3的控制下启动工作，用以将太阳能热循环环 内的太 阳能集热器 24收集的太阳热能循环传递给储水桶 1 ; 计算机控制器 3通过太阳 能集热器 24输出端的水温 T1与储水桶 1底部的水温 T2的温度差来控制太阳 能循环水泵 23的启动或关闭， 开启或关闭太阳能循环水泵 23的温度差别可以 由用户设定， 计算机控制器 3用储水桶 1热水出口 12的水温 T3来比较和控制 太阳能热水器的最高水温； 在太阳能集热器 24输出端的水温 T1与储水桶 1底 部的水温 T2相比之差达到某一设定值， 集热循环泵 23开启， 将聚集的太阳热 能通过热水循环流动传输给储水桶 1 ; 随着热能的传递， 太阳能集热器 24输出 端的温度逐步降低， 储水桶 1的水温 T2逐步升高， 当太阳能集热器 24输出端 的水温 T1与储水桶 1底部的水温 T2的温度差减小到某一设定值时， 计算机控 制器 3控制集热循环泵 23关闭， 太阳能热水系统停止给储水桶 1中的水加热。 计算机控制器 3同时通过第三温度传感器 6检测储水桶 1的最高水温， 当热水 循环使储水桶 1的热水出口 12的水温 T3达到设定的最高水温时， 计算机控制 器 3通过不同的控制方法，比如通过启动接在热 输出管 9上的热水循环泵 92 , 使储水桶 1 内的高温热水在热水输出管 9中循环， 以使储水桶 1水温降低至最 高设定水温之下。
在光照充足的条件下， 计算机控制器 3通过第一温度传感器 4检测到太阳 能集热器 24输出的太阳能足够加热储水桶 1 中的水到达需要的温度， 由计算 机控制器 3控制原热水器的燃气加热器或电加热器 7不启动， 或由原热水器的 温控系统感应储水桶 1内水的温度， 在水温满足设定值时， 原热水器的燃气加 热器或电加热器 7不启动；
在光照较差的条件下， 计算机控制器 3通过第一温度传感器 4检测太阳能 集热器 24输出的太阳能不足以加热储水桶 1中的水温 T2到设定的设定值， 同 时由于储水桶 1中热水的使用使水温降低至特定温度时， 原热水器的燃气加热 器或电加热器 7由计算机控制器 3控制开启， 或由其原热水器温控系统控制开 启， 对储水桶 1 内的水进行加热； 在计算机控制器 3通过第三温度传感器 6检 测储水桶 1 中的水温 T2 到达某一设定的温度时， 则原热水器的燃气加热器或 电加热器 7关闭。
采用本发明的方法改装后的太阳能热水器由于 太阳能集热器 24 的真空集 热管 243 内不通过水， 故太阳能集热器 24 除了可以安装在屋顶外， 还可以垂 直地安装于面南的墙面或与面南的墙面成一定 角度地安装。
采用本发明的方法还可以将移动车房上常用的 电加热热水器改装成太阳 能热水器。
以上实施方式对本发明进行了详细说明， 本领域中普通技术人员可根据上 述说明对本发明做出种种变化例。 因而， 实施方式中的某些细节不应构成对本 发明的限定， 本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本 发明的保护范围。