[发明专利]一种具有二自由度运动的太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能以及可再生资源利用领域，特别涉及一种具有二自由度运动的太阳能热水器。

背景技术

我国各地城市建筑面积急剧增加，建筑面积增加也导致供冷与制热所需能源的增长，目前我国制冷制热能耗已占整体能耗的20％，未来我国建筑能耗占整体能耗的比例将超过30％，采暖中使用的主要能源就是煤和油，这不仅造成能源巨大消耗，也给环境保护带来巨大压力。因此世界很多国家(德国、奥地利、东欧、韩国)大力支持太阳能采暖。而太阳能作为一种热辐射能源，是一种无污染的清洁能源，对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用的新能源，进行节能、环保的重要探究项目之一，太阳能采暖取得了较大的进展并已进入使用阶段。近几年随着我国经济的快速发展和对环境保护的重视，在建设节约型社会的方针提出后，太阳能作为一种取之不尽用之不竭的新型环保新能源得到开发和利用，与此相应的太阳能采暖作为一种较为简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法，一种很适合我国经济目前状况的采暖及供热方式，在我国得到了大力的推广和广泛的使用。

将分散的太阳能通过集热器(例如：平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能热管等吸收太阳能的收集设备)把太阳能转换成方便使用的热水，通过热水输送到发热末端(例如：地板采暖系统等)提供房间采暖的系统，我们称之为太阳能采暖系统，简称太阳能采暖。它对太阳能的利用效率较高，不仅可以供暖、供给热水，还能用于制冷等方面，但存在阴雨天气集热效率严重下降等缺点。太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这也是开发利用太阳能面临的主要问题。

主动式太阳能采暖又可分为直接式和间接式。所谓直接式就是由太阳能集热器加热的热水或空气直接被用来供暖。所谓间接式就是集热器加热的热水温度通过热泵提高后再供暖。由于集热温度高时，集热器的效率很低，因此一般采用地板采暖或风机盘管。这两种方式要求热源的温度比较低，50℃左右，集热器具有较高的效率。

在民用建筑中主要使用的是热度不高的热水，而将太阳能转化为温度不高的热水只要用简单的装置即可实现，因此被广泛采用。供给热水可以采取集中的方式，也可以用于单独的住宅中。集中供给热水，需要有一定物、世投资，可以采取染油或燃气锅炉的作为辅助加热系统，可以取得显著的经济和社会效益，适用于人口较集中的城镇小区、宾馆等民用建筑。单独供给热水，设备简单，不需要专门的管理人员，适用于城乡各类民用建筑。

太阳能热泵采暖系统一般是指利用以太阳能直接辐射能量和空气中所储存的太阳能作为蒸发器热源，辅以少量的电能驱动太阳能热泵而将换热器作为冷凝器的采暖系统。并且和制冷系统相结合用于夏季制冷。太阳能热泵采暖系统主要由热泵机组、辅助热源系统和太阳能集热系统三部分组成。太阳能集热板放置于室外平地或屋顶，板内有制冷剂流动，通过吸收太阳辐射能和空气中的热能汽化，再经压缩机压缩制热后，和管壳式热交换器中的水换热，将水加热到60℃用于供暖或生活用水。冬季太阳辐射量较小，环境温度很低，使用热泵进行太阳能低温集热，直接收集太阳能进行采暖。太阳能热泵采暖系统主要特征是花费少量电能就可以得到几倍于电能的热量，同时可以有效地利用低温热源，这是太阳能采暖的一种有效手段。例如利用双向式热泵技术，冬天向建筑供暖，投入lKWH的电力，可得到约4KWH的热能，夏天在向建筑提供冷能的同时提供卫生热水，投入lKWH的电力，可得到约7KWH的热能和冷能。热泵供热系统节能高达70％，节能效果非常显著。

相对于城市来说，农村太阳能市场基本是从零开始，目前存在90％以上的市场空白。农村市场最大的特点是消费的分散性和经济水平限制下的选择性。农村的收入水平相对较低，消费成本是消费选择考虑的重要因素，即使实施了工农统一电价政策，大功率电热水器也会成为进入农村市场的致命障碍，而且很多农村区域的电网很难承受大功率用电器，况且许多农村和边远地区根本就没有电；同样，燃气热水器也因使用成本问题在农村市场开拓困难，太阳能热水器使用的经济性和消费的选择性决定了太阳能将问鼎整个的农村市场。

自由购买行为决定太阳热水器在农村市场的渠道形式。农村居民居住相对分散和独立，地域广袤的市场环境特别适宜大区域代理下相对固定的小区域专卖店发展。因此，太阳热水器厂家或大区域代理要协助专卖店在既定的区域形成优势.必须在适合的性价比的前提下，抓住时机适时以多种形式疏通地区市场，发展农村太阳热水器消费市场。