[实用新型]一种具备杀菌除垢功能的太阳能热水器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热装置，更特别地说，是指一种利用全玻璃真空太阳集热管集热，并具备进水过滤、清除真空管内水垢、对水进行消毒、并且具备能够调节水质功能的太阳能热水器。

背景技术

常见的直插式太阳能真空集热管热水器，就是将一组全玻璃真空太阳集热管(以下简称真空管)插入一个保温水箱内，再配一个支架组成。这种太阳能热水器工作时，在真空管内充满了水，这部分水主要起到热传导的作用，不能彻底流动，可以说是“死水”。使用一段时间后，真空管底部会产生水垢淤积现象，其中不乏一些有机物沉淀。当水温处于30℃-60℃时，为细菌滋生创造了良好的条件，有可能引起大量细菌繁殖。同时，真空管内产生亚硝酸盐的积累，这是一种对人体有害的致癌物质。以上现象导致了直插式太阳能热水器的二次污染比较严重。二次污染包括细菌增生、重金属超标、水垢淤积、亚硝酸盐超标等等。所以，经由太阳能热水器加温后的水是不能饮用的，即使是用来洗浴，洗浴后也可能引发、诱发一系列病症，如皮肤瘙痒、妇科疾病、小儿手足口等疾病。这个问题在农村尤其严重。在农村，因很多地方使用地表水甚至是河水作为太阳能热水器的水源，水质情况复杂。这就要求太阳能热水器不仅需要有搜集太阳热量对水加热的功能，还要有过滤、杀菌、清除有害物质、调节水质的功能。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种功能全面的太阳能热水器技术方案。能解决以下几个问题：(1)过滤水源杂质；(2)解决二次污染严重的问题；(3)有效杀灭细菌；(4)调节水质。具体的说，首先，在水箱进水口前端安装一个进水过滤器，当给热水器上水时，能过滤掉水中的杂质、悬浮物和部分微生物。其次，设计安装一套水循环装置，使得太阳能热水器中包括真空管里的水彻底循环起来。在这个循环系统中，有一个水质调节罐，罐中放置能够调节水质的材料，如：活性炭、矿化球、麦饭石等等。这些材料可以根据水源的不同和用户需求不同而改变，当开启循环系统时，即可防止真空管内生成沉淀，又可调节水质。再次，在水箱内放置一个紫外线杀菌灯，开启水箱循环系统时，又同时开启紫外线杀菌灯杀菌。这样，整个太阳能热水器就有了过滤、杀菌、防水垢淤积、防二次污染、调节水质的功能。

上述方案中，使得太阳能热水器中包括真空管内的水彻底循环起来是通过主流管道、分流管道的设计实现的。具体讲，就是将给水箱提供水源的进水管在水箱内延伸，纵向贯穿水箱，形成进水主流通道，将进水管进入水箱的端口封堵，同时在进水管上开若干小孔，小孔数量与真空管数量一致，小孔位置对准真空管内腔，再往每个小孔中接入一根两端开口的细导管，细导管另一端深入到真空管底部，形成多个进水分流通道。这样，当水源接入进水管给太阳能热水器供水时，即可以凭借水源自身的压力冲出淤积的水垢，又可以将原来管内的水顶入水箱，真空管内更换新水，不给微生物提供大量繁殖的环境。在进水主流管道上接一个小型水泵，水泵的另一端口直接与水箱相连接，这样就形成了水箱水循环系统，开启水泵能使水箱内的水彻底循环。在这个水循环系统中，安装一个水质调节罐，就能实现上述的调节水质的功能。另外，在水箱内安装一个防水的紫外线杀菌灯，需要对水杀菌时，也开启水循环系统，可以既调节水质又杀灭细菌。

紫外线消毒的原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的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和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。经试验，紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA(400～315nm)、UVB(315～280nm)、UVC(280～200nm)和真空紫外线(200～100nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌。因此，给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。本实用新型所涉及的紫外线杀菌灯，就是UVC杀菌灯。本实用新型参考了实用新型专利“一种兼具消毒功能的热水器”专利号为200620057765.X。

水质调节罐中，可以根据需求放置各种材料，现举例如下：

活性炭(GAC)：是一种已被广泛应用于水的常规处理和深度处理中的材料。由于活性炭自身的物理特性——超强的吸附能力，决定了它可以用来吸附水中的难闻的味道，余氯，脱色等。它已成为去除水中有机污染物的最成熟最有效的方法之一。我国清华大学的研究发现活性炭对水中氯化产生的致突变物质亦有去除作用。当然，活性炭对重金属离子如汞、铅、锰、镉、铬等也有良好的吸附作用。