[發明專利]太陽能快速加熱真空保溫箱熱水器

在審

• 申請號: 201710654965.6
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107421134A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 張迎秋
• 申請（專利權）人: 張迎秋
• 主分類號: F24J2/00
• 分類號: F24J2/00;F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

一種太陽能快速加熱真空保溫箱熱水器，屬節能環保技術領域。

背景技術

太陽能熱水器是利用太陽光將水溫加熱的裝置。目前，市場上太陽能熱水器基本分為真空管式太陽能熱水器、平板式太陽能熱水器和太陽能熱水袋三種方式。

真空管式太陽能熱水器占據國內95％的市場份額。真空管式太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關零配件組成，把太陽能轉換成熱能主要依靠真空集熱管，利用熱水上浮冷水下沉的原理，加熱的水變輕沿著玻璃管受熱面往上進入保溫儲水桶，桶內溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進入玻璃管補充，使水產生微循環而達到所需熱水。如此不斷循環，使保溫儲水桶內的水不斷加熱，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們在生活、生產中的熱水使用。

玻璃真空管太陽能熱水器，可細分為全玻璃真空管式、熱管真空管式、U型管真空管式，常用的為全玻璃真空管式。其缺點是體積比較龐大，玻璃管易碎，管中容易集結水垢，不能承壓運行，管中的水在北方冬季結冰，需冬季放水停用。

平板型太陽能熱水器，可分為管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圓管式和熱管式。其缺點由于蓋板內為非真空，保溫性能差，故環境溫度較低時集熱性能較差，采用輔助加熱相對耗電。環境溫度低或要求出水溫度高時熱效率較低。如凍壞需更換整個集熱板，僅適合冬天不結冰的南方地區選用。

太陽能熱水袋，用帆布或橡膠制作，利用黑色吸熱，屬于悶曬方式。其缺點是沒有保溫措施，熱得慢，涼得快，在太陽光充足時使用熱水效果好，如果白天悶曬，晚上用熱水，就會隨室外溫度的不斷降低，熱水溫度也持續降低。由于太陽能的熱利用低，熱水袋制作簡單，僅在部分農村應用。

發明內容

本發明涉及一種太陽能快速加熱真空保溫箱熱水器，其主體由兩種結構組成，外層結構是透明真空保溫箱，內層結構是快速加熱容器。首次將石墨烯材料和納米二氧化鈦銀離子運用在太陽能熱水器上，能夠利用太陽能量快速將冷水轉化為熱水，并且保溫較長時間，長期保持抗菌狀態，方便消費者24小時使用衛生熱水。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種太陽能快速加熱真空保溫熱水器，包括上水管、淋浴管、熱水管、上水閥門、淋浴閥門、熱水閥門、雨灑、自來水，其特征在于：快速加熱容器負載石墨烯材料，負載納米二氧化鈦銀離子，快速加熱容器中間設有冷熱水隔板，冷熱水隔板的一側是冷水區，另一側為熱水區，在冷熱水隔板上設有導流管，冷水區產生的熱水通過導流管進入熱水區，在熱水區中安裝助熱器，沒有太陽光時給熱水區輔助加熱，快速加熱容器安裝在透明真空保溫箱內。熱水管連接熱水出口，在熱水管的終端安裝暖氣片，在暖氣片和自來水之間安裝增壓泵，上水管連接冷水入口，在排氣管裝有自動閥，快速加熱容器的下端設有排污管。太陽能快速加熱真空保溫熱水器的另一種結構為透明真空保溫箱內不安裝快速加熱容器，在透明真空保溫箱的內側設置抗菌吸熱膜，抗菌吸熱膜代替快速加熱容器的功能。

快速加熱容器可以用多種材料制作，塑料、橡膠、硅膠如加入黑顏色來制作，加熱速度較慢。本發明在制作材料中負載了石墨烯，石墨烯散熱比熱容小，不會將熱量儲藏在內，受熱后迅速將熱量通過“輻射、自然擴散、對流”三種方式散在容器內水中.石墨烯比塑料、橡膠、硅膠散熱速度快，導熱塑料的導熱系數為1-20W/mk，天然橡膠硫化膠的導熱系數為0.15-0.21W/mk，硅膠的導熱系數為1-3W/mk，石墨烯的導熱系數為4000-6600W/mk，相差千萬倍。利用石墨烯高效的熱傳導能力，將太陽能熱量迅速轉移到水中，使低溫水快速加熱，以供應家庭生活用水或企事業單位生產用水的需要。

快速加熱容器制作材料中負載了納米二氧化鈦銀離子，在紫外光的作用下產生活性自由基，將細菌，病毒，微生物等有害有機物徹底分解成無害的CO₂和H₂O，并具有自潔性，不產生二次污染。將水中的烴類、鹵代物、羥酸、表面活性劑、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑等氧化為CO₂和H₂O等無害物質，還可將重點氯完全脫除。全面改善水質，達到直接飲用的安全標準。納米二氧化鈦銀離子水處理無殘留，殺菌面廣，效力強，無腐蝕，無刺激，無毒，不受有機污物、水質硬軟、pH值及溫度的影響，而且性能持久，長期有效。