[发明专利]太阳能房顶热水容器

说明书

(一)技术领域

本发明涉及以无机非金属材料制造的盛水容器，具体说是以无机非金属材料制造的太阳能房顶热水容器，尤其是陶瓷太阳能房顶的热水容器。

(二)背景技术

通常太阳能热水器分为闷晒式和循环式，循环式效率较高，其集热体主要采用金属管板式集热体和真空玻璃管式集热体，金属管板式集热体也称作平板式集热体。两者均存在以下不足：1.金属管板式集热体主要采用铜、铝等材料，真空玻璃管集热体结构和制造工艺相对复杂，以每平方米吸热面积计算两者的价格都比较高。2.两者均采用低温涂覆的黑色阳光吸收涂料，在长期的阳光作用下会有一定程度的老化使阳光吸收率衰减、金属易腐蚀、真空玻璃管内的真空度会逐步下降，都是导致寿命和效率问题的重要原因。

面对非常分散、十分稀薄、低能量密度而总量巨大的太阳能，只有努力进行技术突破，尽力寻找一种非常廉价、很长寿命、高效率的材料、结构和应用方式才有可能经济、有效、广泛的利用太阳能，使其成为大规模可替代能源。

本发明人申报并取得的中国发明专利CN85102464“黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制品”、CN86104984“一种陶粉末”叙述了以提钒尾渣为原料之一生产各种黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑瓷。此发明又以“陶瓷粉末及其制品”(Ceramrc powder anddrticles)为名称申报并已取得九国外国发明专利证书，分别是美国专利4737477、日本专利1736801、英、法、德、奥地利专利(欧洲专利局)0201179、澳大利亚专利578815、新加坡专利1009/91、芬兰专利81336和香港专利1077/1991。二十世纪80年代后期本发明人申报了“黑色陶瓷太阳瓦”、“黑色陶瓷拦板式太阳能集热器”、“黑色陶瓷太阳能房顶”、“黑色陶瓷太阳能集热盒”、“带有承插接口的黑色陶瓷太阳能集热瓦”、“黑色陶瓷太阳能远红外开水器”、“陶瓷储水箱”、“复合水泥板”、“陶瓷套管式红外元件”、“黑色陶瓷红外椅”等专利。

钒钛黑瓷发明于1984年，1985年4月1日开始申报专利，1986年通过技术鉴定，钒钛黑瓷可以制造中空太阳能集热板、远红外辐射元件、艺术品、建筑装饰板等，其中目前产量最大的是钒钛黑瓷建筑装饰板，目前主要产地是广东、上海，代表性企业是佛山市东鸿陶瓷厂，上海宏基特种陶瓷公司等。我国陶瓷建筑装饰板(陶瓷墙地砖)产量居世界首位，年产量40亿平方米占世界总产量50％左右，由于钒钛黑瓷装饰板使用大量提钒尾渣，以前占用大量堆场，成为提钒厂沉重负担的提钒尾渣目前售价已达160-300元/T。全国提钒尾渣产出厂因此获得年纯收入上千万元，钒钛黑瓷装饰毛板800×800×12mm，零售价25元/m²，出厂价 约17元/m²，年销售额数亿元。20世纪80年代、90年代以石膏模注浆成型方法试制300×300毫米钒钛黑瓷中空太阳板上万平方米，制造和使用钒钛黑瓷太阳能热水器上千台，直接建造于房顶上的钒钛黑瓷太阳能热水器近千平方米，采用砖、水泥外框、菱苦土外框、水缸储水箱和专门制造的陶瓷储水箱，目的是逐步发展成为钒钛黑瓷太阳能房顶。300×300毫米钒钛黑瓷太阳板单板面积0.09平方米，容水量0.9kg，单层玻璃单板闷晒时水温可达100℃，在1987年山东省太阳能热水器全省评比中钒钛黑瓷太阳能热水器获一等奖，钒钛黑瓷太阳能热水器加热前后的水质经检测未发现可见的变化，使用10年以上的太阳板无退色、腐蚀、老化等迹象，但是石膏模注浆成型钒钛黑瓷中空太阳板方法，成型效率低、消耗大量石膏、成型大尺寸太阳板成品率低下，小尺寸板接头过多，安装繁琐，难以发展成为大规模工业化生产方法，难以实现大规模推广使用。

2006年5月25日至2007年10月12日本发明人申报了“复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法”、“一种新型太阳能房顶的结构和材料”、“陶瓷太阳板”、“陶瓷太阳板集热器的制造和安装方法”、“在陶瓷太阳板上复合立体网状黑瓷阳光吸收层的方法”、“黑瓷复合陶瓷太阳板”、“陶瓷中空板胶结成型方法及其应用”、“.陶瓷太阳能风道”、“陶瓷太阳能集热场热水发电装置”、“陶瓷太阳板集热器墙面”、“一种多孔陶瓷板纵列的密封连接方法”等中国发明专利。