[发明专利]一种太阳能杀菌热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能杀菌热水器，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

太阳能是一种新型绿色能源，其开发和利用对解决能源紧缺、减小环境污染压力具有重大意义。光热转化是高效的太阳能利用方式，在这方面中国处于世界领先水平，太阳能热水已为日常生活中所常见。如何开拓新方式，提高光利用效率是进一步发展清洁太阳能的重要方向。

现有的太阳能热水器利用光能将常温水加热供人们使用，但一般不能在生产热水的同时起到杀菌、消毒的作用。普通太阳能热水器中的热水温度一般在40-60℃，而这个温度正好适合细菌繁殖，如果不是立即使用，经过反复加热的水质极容易滋生致病菌团，给人们生活、保健带来不便。

海尔集团在专利CN201093698Y中公开了在电热水器中加装臭氧发生器的技术方案，往热水中通入臭氧达到杀菌目的；专利CN201373588Y和专利CN2872188Y采用了同样原理；专利CN201983447U通过产生高压电磁场杀灭电热水器中细菌；一般的太阳能热水器具有真空集热管、储水箱和支架，专利CN203413860U则在太阳能热水器的储水箱中加装紫外杀菌灯，通过紫外线杀灭细菌。上述技术均获得一定杀菌效果，但需在原设备上增加装置，使设备结构复杂，不利于生产以及日常使用和维护。

事实上，地表阳光辐照中即包含4％左右的紫外线(光波波长＜380nm)，其可破坏细菌和病毒中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。尤其在波长为255nm左右时紫外光的杀菌作用最强，此波段与微生物细胞核中DNA或RNA的紫外线吸收和光化学敏感性范围重合。但由于阳光中紫外线含量低，短波长紫外光更少，杀菌效果有限。

发明内容

针对上述问题，本发明公开一种具有杀菌功能的太阳能热水器。

TiO₂是一种无毒、性质稳定的半导体材料，其可吸收波长＜380nm的紫外光，表面形成强氧化性的自由基团，能高效催化有机物质氧化分解。利用TiO₂光催化氧化原理，本发明中太阳能杀菌热水器所采用的技术方案是：

一种太阳能杀菌热水器，其特征在于：包括支架、储水箱和一个以上的集热管；所述的储水箱，设有保温层和保温外壳，底部设有出水口，顶部设有排防爆阀和气孔，且所述防爆阀水压设定值为0.3-0.4mPa，水压高于设定值时打开，所述气孔在所述储水箱中有气体时打开；所述集热管包括真空外管，其由双层同轴玻璃管组成，玻璃管之间的夹层为真空状态；且所述真空外管的上端设有进水口，连通真空外管的内腔；且所述内腔表面镀有TiO₂纳米涂层；所述的集热管还包括内管，其下端伸入所述真空外管的内腔，上端与所述的储水箱连通；且所述内管的直径为所述真空外管内腔的直径的80％-90％；

所述支架包括竖脚和斜脚，所述斜脚与竖直方向夹角为45-80°，所述的竖脚和斜脚之间设有加强筋；所述集热管和储水箱固定在所述支架上，且所述集热管固定在所述斜脚的一侧。

所述支架的材质为镁铝合金，其表面具有阳极氧化层；且所述镁铝合金包含重量比为镁6.0-13.0％，铜2.0-4.2％，锰1.0-1.6％，铁0.15-0.40％，硅0.10-0.22％，锆0.01-0.05％，钛0.01-0.02％，硼0.01-0.05％、铋0.15-0.55％，锡0.01-0.05％，余量为铝及不可避免的杂质；

镁铝合金比重极小，同时具有很好的刚性和尺寸稳定性；添加铜提高合金强度、硬度，但会降低延伸性；铁能增加铝合金的尺寸稳定性和支撑性能，使其在高温下具有高强度、硬度；但过量的铁与铜形成Cu2FeA17组分而降低热处理效应所需的铜量；硅与铁结合，防止铁与铜结合降低合金的拉伸性能；添加适量锰后可进一步提高拉伸强度和改善抗蚀性；锆、钛、硼元素能够细化晶粒；硼、铋能增加铝合金的再结晶湿度，提高合金的加工性、浇铸性和焊接性能；锡增强固溶热处理人工时效的效果，使强度增加，抗腐蚀性得到改善。

通过表面阳极氧化处理后，合金构件表面形成致密氧化膜，可有效提高防锈蚀性能。选用镁铝合金材质的支架极大地减轻了热水器整体重量，方便热水器与建筑的一体化安装；并且，由于支架尺寸稳定性高，保证集热管和储水箱等部件的连接不随环境温度发生变化，可预防集热管碎裂和漏水事故。