能自动上水的太阳能热水器

发明与创新 2009.8 一、引言 太阳能热水器的广泛使用，节约了大量能源，并给人们 的生活带来方便。但是，使用中也存在一些不足之处，如上水 的控制，多为人工操作，即打开上水阀向水箱供水，当溢流管 回水时，才知道水已上满，关闭上水阀。整个过程需要操作人 员时刻关注。本文的目的是：提供一种具有自动上水机构的 太阳能热水器。 二、具体的设计 具有自动上水机构的太阳能热水器（浮球杠杆法），包括 水箱、进水管、出水管、单向阀、管道泵和电磁阀等。水箱顶部 开有预留孔，其特征在于： A.水箱外部顶面一侧设有杠杆，杠杆一端镶有一块含铁 的金属片，再在此上方固定一块不含铁的金属片（如铝片）和 磁铁。电线与两金属片相连，经过插头与电磁阀相接，杠杆的 另一端由水箱中的浮球控制。 B.所述电磁阀、管道泵、单向阀安装在进水管上。 C.所述进水管要伸入水箱内部，并穿上一些小孔。 D.所述出水管连通着水龙头。 下面将结合示意图逐步深入地进行说明： 1.当水箱中的水位稍微下降一点时，在浮球的自身重力 作用下，两个金属片闭合，进水管上的电磁阀打开，开始向水 箱供水。当水位升高后，在浮球的浮力作用下，两个金属片分 离，进水管停止供水，即实现了太阳能热水器自动上水。 2.浮球可以采用扁状，有利于增大水箱的容水量。 3.磁铁的作用是为了防止金属片接触不良，即达到金属 片要么闭合，要么断开的目的。（注：镶在杠杆上的金属片为 铁片，另一个金属片宜为铝片，因为磁感线不能穿过铁片，故 此金属片中不能含铁。） 4.为了防止断水或自来水压不足时，水箱中的水位下降 后，电磁阀打开，热水从进水管道倒流下来，在进水管上安装 一个单向阀（见图 1）就可以了。 5.自来水压不足时，可使用管道泵。管道泵需安装在图中 电磁阀位置的上面。在实际安装中，管道泵与电磁阀的位置 需要靠的很近。因为电磁阀关闭后，管道泵可能仍在工作，若 两者相离太远，管道泵会将两者间管道里的水抽进水箱，可 能发生水从排气孔中溢出现象。 6.在用户用水的同时，进水管会向水箱供应冷水，故出水 管口在水箱中的位置要尽量高些（相当于原来的溢流管）。进 水管口采用多小孔状（在水箱中，小孔切勿朝上，最好朝下）， 均匀发散冷水，由于冷水在下，热水在上，不会发生热对流。 再者，水的导热能力很差，很少发生热传递。因此冷热水基本 上不会混合。 三、本设计的优点 本自动上水设计装置，具有并超越了传感器式智能上水 的所有基本功能（见下）。这将会引起太阳能热水器行业的 革命，并且完全可以做到让太阳能热水器取代燃气热水器和 单纯电热水器的市场。 能自动上水的 太阳能热水器 安徽省机电职业技术学院 赵 博 INVENTION&INNOVATION创新天地 35 发明与创新 2009.8 蚊香一般都呈螺旋形，每一轮长 约 100cm，大约可燃烧 10个小时（即 可从晚上 8 点燃烧到第二天早上 6 点），但有时我们睡得较晚，比如 11 点或 12点才点燃，早上 6点起床时 未烧完的蚊香也就白白浪费掉了。 于是我就想，能否生产一种按预 定时间长短计时的蚊香，这样可以达 到节约资源、节约钱财的目的。生产 一种呈螺旋形（有点像檀香），每一轮 长度可达几米长的蚊香，在蚊香上每 隔一定长度（比如 10cm）作个标记， 在燃烧蚊香时，根据预定时间的长 短，分别截取一定长度燃烧。 这时，应注意以下两点： 1．这类蚊香最好在每个标记附 近加上一个支撑蚊香的小孔或用方 便蚊香架（钢丝网架）燃烧； 2．蚊香如果做得很长，就容易 断裂，在运输等过程中应避免用力碰 撞。 (指导老师：何卫国) 计时蚊香 湖南省临湘市聂市中心小学三(1)班 何 婧 四、实际现象举例 1.人工上水会发现溢流管流出来的是热水。可以说本发 明就是把溢流管流出来的热水直接加以利用。 2.在夏天，会发现池塘里表面的水很热，但下面的水却仍 是冷的。这就说明了水的导热能力很差。 五、本产品结构图 说明：设计者为了画图方 便，在图 1把出水管口⑥与进 水管口⑧分别画在水箱的两 侧。事实上，为了便于实际生 产可把它们安装在水箱同一 侧，如上图所示。 六、关于电热器的使用： 建议用户在使用太阳能 热水器时配套安装电热器，以 尽可能地消除阴雨天对使用热水的影响。电热器可 由一个旋扭定时开关（即老式洗衣机上的定时器）， 以避免用户未及时关掉电热器电源而引起的不良后 果。由于太阳能热水器的保温技术越来越先进，所以 用户可不必“临时抱佛脚”———在使用热水之前才启 动电热器。 换句话说，就是阴天用水用户可不必等待电热 器加热，什么时候想起来就什么时候旋转定时开关 来启动电热器，启动后就不用管了。这样一来，电热 器的工作时间与用户用水就不会同时发生，所以使 用更安全。当然，为了以防万一，水箱中可安装一个 漏电保护器，即接上一根地线。 七、结语 在寒冷的冬季，太阳能会“无能”，这个问题严重制约着 太阳能热水器的推广与应用。究其原因就是，暴露在室外的 上下水管冻堵后无法使用，甚至由于水结冰后体积膨胀将管 道胀裂。 目前，解决这一问题的常规 方案是在上下水管的外面缠绕 电热带，此方案由于诸多不便， 且有火灾隐患，难以被广大用户 所接受，只能说是没办法的办 法。另外，有一些管道排空防冻 技术虽具吸引力，但实施起来却 困难重重。笔者愿与大家一起研 究、探讨，解决这一难题。 INVENTION&INNOVATION创新天地 � �������� � � ��� � ����� ������� � �� �� �� ������������� ����� �� !"#$�� � �� %&’(��)� ����� ��� *+,-./ -01 �234��� ����5���� 67�89:;<�= � �� �!"#$. / 01)�� ���� ��� *>?@ABCDEF GHIJKL MNO PQ�RSTUVW?X’*Y+ ,PQ�VO�� 67ZQ[\]^ _‘ *>)�� ����� abcd�be 234f�g]bh i��jklbh KX’m�noB�� �� ��bh noB)� ����� Lpqr sttt uv�� Lwqr sttuv)�� ���� ��� Lx?yz{|O�� 67}~IJ€ ‚ Lƒ)�� � 1.水箱外壳 2.保温 3.水箱内胆 4.排气孔 5.浮球棒预留孔 6.出水管口 7.外水箱端盖 8.进水管口 9.桶托 10.支架 11.漫反射 12.护罩尾托 13.真空集热管 14.防尘圈 36