[发明专利]安装浮阀的太阳能热水系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热水系统，涉及太阳能热水系统的控制，特别涉及用于太阳能热水系统的浮阀。

背景技术

太阳能利用包括光电利用和光热利用，光电利用主要指太阳能电池，光热利用主要指聚光太阳能发电装置和太阳能集热器，应用最广泛的太阳能集热器是太阳能热水器，关键问题是太阳能集热体和太阳能热水系统的控制。我国主要采用真空玻璃管太阳能集热体，国外主要采用铜管板式太阳能集热体。新型太阳能集热体是黑瓷复合陶瓷太阳板，黑瓷复合陶瓷太阳板是有进出口的中空陶瓷板材，简称陶瓷太阳板。

太阳能是面能源，理论和实践都已经证明效率最高的太阳能集热体是通孔扁盒式太阳能集热体，也就是有进出口的中空板材，在这种集热体中，阳光吸收面下面布满待加热的介质，热交换最直接、迅速，热传导距离最短，但是以前主要采用铜材，这种集热体需要使用大量铜材，铜材非常昂贵，焊缝很长，制造工艺复杂，制造成本很高，难以大规模生产和使用，所以产生了陶瓷太阳板。

真空玻璃管的主要缺点是：真空玻璃管由同轴内外玻璃管组成，一端封闭，内外管之间抽真空，外管透明，内管外表面覆盖太阳能吸收涂料。由于必须采用真空层、密封圈、防尘圈、尾托，使黑色阳光吸收面只占采光投影面积约60％，中午阳光直射时，部分阳光穿过黑色面之间的空档，未得到利用，在阳光最强烈的中午时段降低了集热效率；真空度在使用中不断下降，降低保温效果；一头封闭的盲管结构容易沉淀水碱和水中的杂质，减少热交换面积；太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减，这是目前太阳能热水器太阳能吸收涂料或称作太阳能吸收膜的共同缺点；玻璃管用硼硅玻璃制造，熔制温度1650℃，熔制时间数小时，制造能耗高，氧化硼价格高；这些缺点导致真空玻璃管制造成本高、制造耗能比较高，寿命比较短，一般有效使用寿命7-8年。

铜管板式太阳能集热体的主要缺点是：太阳能吸收涂料的阳光吸收率容易衰减；铜材十分昂贵，需要电解提纯，制造成本高、耗能很高；集热铜管横向间隔大，导热距离远，影响效率；焊缝容易腐蚀；一般有效使用寿命7-10年。

太阳能集热器可以提供热水、热风，热水、热风可用于洗涤、冬季取暖、夏季空调，另外参照地下热水发电的方式，大量廉价的高温热水还可以进行低成本发电，取代常规能源、保护环境。但是现有的太阳能集热器制造成本高、有效使用寿命短，使太阳能的使用成本远远高于常规能源，严重制约了太阳能集热器的发展，太阳能集热器必须实现与建筑一体化，才能获得更大的发展空间，现有太阳能集热器受其太阳能集热体材料和结构的制约，难以实现与建筑一体化、与建筑同寿命。太阳能集热器的核心部件是太阳能集热体，陶瓷太阳板是一种全新的低成本、长寿命、高效率的太阳能集热体。

一吨硼硅玻璃或金属材料，成本数千元至数万元，材料成为制品还需要经过复杂的加工过程。一吨陶瓷制品如一吨陶瓷墙地砖通常成本数百元，陶瓷材料成本低廉是由于原料来源广泛，一般就地取材，运费低；蕴藏量大，价格低；不需要选矿、富集；成型后一次烧结，即为制品；烧结时有所收缩，但不改变形状，烧结后无加工过程；烧结温度低、时间短，一般薄壁陶瓷制品烧结温度约1200℃，历时几分钟至十几分钟，而玻璃的熔制或金属材料的冶炼，通常温度1650-1800℃，历时数小时，原材料须经过熔化、流动、均化、反应、澄清等过程，一般来说，温度每提高100℃，能耗增加1倍，同时设备和耐火材料的价格、消耗也成倍提高，电解的能耗更远大于冶炼。所以，陶瓷烧结与玻璃的熔制或金属材料的冶炼、电解有本质区别，能耗与成本均相差10倍至100倍。陶瓷是目前已知的成本最低、使用寿命最长、性能最稳定的工程材料之一。

陶瓷材料强度大、硬度高、不腐蚀、不老化、理化性能非常稳定，使用寿命很长，可达数百年以上。黑色瓷质材料具有陶瓷通性，阳光吸收率高，阳光吸收率不会衰减。

由此近几年出现了黑瓷复合陶瓷太阳板，黑瓷复合陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，表面层是黑瓷，即其基体是用普通陶瓷原料制造的陶瓷中空板，表面层是黑色、粗糙、布满微小孔洞的黑瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板。

新能源的核心是使用成本，包括能源成本、货币成本、环境成本，只有使用成本低于常规能源的新能源才可能成为大规模替代能源。