CN201081426Y - 特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品 - Google Patents

Abstract

一种特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品：将多重温室安装在建筑物窗户外下端墙壁上，其受光面由多层透明簿膜(1)制成。温室内集热器(7)和开水箱(8)密封连通，又用管(12)将集热器(14)与室内热水箱(9)连通；或集热器作成内装簿片的空气集热器、用保温管道与气泵和热水箱(9)中的热交换器连通。集热器内的水或空气被太阳晒热后，通过自然或强迫对流，将热水箱(9)、开水箱(8)中的水加热、烧开或用于采暖。该装置能大幅度提高环境温度、使热量向集热器倒流，能大幅度提高热性能和降低成本，并使安装维修、使用更方便等。已制成系列产品，还可在房顶和野外大面积组合、以实现大规模廉价集体化使用。

Description

特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品

所属技术领域

本实用新型提供了一种新型太阳能热利用系列产品。

背景技术

现有太阳能热利用技术主要有两大类：平板和真空管太阳热水器。前者由于顶面散热损失严重而导致热效率很低，仅35％左右，后来用“蜂窝”来强制抑制顶部散热，效率最高也仅达50％。后者用“真空”来强制抑制顶部散热，热效率有所提高，达58％，这仍然很有限。而且由于真空技术极复杂、难度极大，使成本急剧提高：现市场销售价已达5000---6000元/台。大多数人完全无法承受。

发明内容

为了克服现有平板太阳热水器的上述不足之处，本实用新型将其作了进一步改进，将它与“特殊多重温室”相结合，并与建筑物相结合，还设计出新型太阳能空气集热器和热空气源热泵，最后设计出新型太阳能热利用系列产品，其有益效果是可同时降低成本、提高热效率，而且制造、运输、安装、使用也更方便.

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案，主要有如下8个新的基本结构特征，现分别说明如下：特征1：“窗户型多重温室太阳能热利用装置”基本结构特征

其基本结构是将日光温室作重要改进，成为特殊结构的多重温室，并安装在建筑物的窗户外面下端，然后将太阳能集热器放置于温室中，而热水箱则一般放置于阳台内或室内。其具体结构见图1、图2、图3。

多重温室采用如下新结构措施：

----温室的顶面(受光面)由多层透明薄板或薄膜(1)构成，每两层之间一有一空气层，故称为多重温室。这样，热量更不容易散发到温室外面。多层透明薄膜都很薄，也不影响太阳光透入温室。

----温室的底、侧、背面，都有硬质材料(角钢等)制成的骨架，再贴上保温材料，并在其内表面上，贴上旣容易吸收太阳光热量、又容易散热、本身温度又容易升高的物质，例如在沙子上浇上黑色沥青油漆，等等。

----多重温室尽量密封，使温室内外空气互不流通。

图1、图2是安装在建筑物窗户外下端的“窗户型多重温室太阳能热利用装置”的侧面剖面图。它侧面呈梯形，背面(4)为竖直的平面，与窗框(5)的下半部或窗户下端墙壁(6)的外表面密切接触并用螺钉固定牢固。

多重温室可以与室内或阳台内连通，如图1，将温室背面(4)处的窗玻璃去掉，背面(4)的板子也去掉，只剩下四周的边框与窗框(5)连结。这样，室内或阳台内的空气可以与温室内的空气互相对流。这一般适用于阳台的窗户，因下端墙壁(6)较矮，离地面(26)只高0.5----0.6m，可以不动(不挖)墙壁。

多重温室也可以与室内不连通，如图2，下端墙壁(6)将室内空气和温室内空气隔开，互相不能对流。这一般适用于无阳台的窗户，因下端墙壁(6)较高，离地面(13)高1.2m左右。

将太阳能热水器的集热器(7)倾斜放置于多重温室内，见图1、图2。将较小型的开水箱(8)固定在室内或阳台内靠窗户处，例如通过支架(13)把它固定在窗框(5)上，也可以将它固定在集热器上端与集热器-起放置于多重温室内(见图4)。而较大型的热水箱(9)则固定在室内或阳台内靠近窗户的上端墙壁(10)、阳台内或室内后墙壁(17)、侧面墙壁(42)和天花板(11)处。用密封软管(12)穿过窗户将集热器(7)与开水箱(8)和热水箱(9)密封连通。室内自来水管也与开水箱(8)和热水箱(9)连通以输送冷水。还有管道将热水箱(9)的热水输送到室内用水处(款洗间或厨房)。开水可直接从开水箱(8)的开关(16)接出，也可从与集热器(7)的下端相连结的软管(15)左端的开关接出。

这样就构成了“窗户型多重温室太阳能热利用装置”，它的正视图(从阳台内看窗外的正视图)如图3：集热器(7)(可以是1个、两个或多个)通过密封软管(12)与开水箱(8)密封连通，集热器(14)(也可以是1个、两个或多个)通过密封软管(12)与热水箱(9)密封连通。

该装置的工作原理如下：太阳光透过多层透明薄板或薄膜(1)照射到集热器(7)或集热器(14)上并将其中的水加热，这些热水再通过密封软管(12)与热水箱(9)或开水箱(8)中的冷水对流循环、将冷水加热，实验巳证明：还可以一年四季都将冷水烧开。

上述新结构产生的有益效果，主要是有利于升高温室内温度、减少温室的散热损失，即提高集热器的环境温度，从而提高热效率。此外还有众多的优越性。

----热效率高达90％以上、还要外加“倒流热量”：多重温室能大幅度提高温室内温度、即集热器的环境温度，减小集热器与环境的温差、即减少集热器的散热损失，从而大幅度提高集热器的热效率。实验巳证明：在青海省西宁市这样的高寒地带，12月份温室内都可达40～50℃以上，05年12月8日达51℃，12月22日(冬至)都达46℃。据测试，这时热效率达90％以上(当代最好的真空管太阳热水器仅达58％)，还要外加从环境向热水器倒流的热量

----因多数时间环境温度高于热水器水温，热量不但不从集热器散失，反而必然从环境向热水器倒流。

----总成本不到真空管的50％：一个能放置集热面积1～1.5m²集热器的窗户型多重温室的成本仅50--60元。温室内的环境极为干燥、稳定，不受风雨雪等任何外界因素的影响，因此对集热器的材料、强度、制造工艺等各方面的要求都可大幅度降低，可用平板集热器，而且只需用简单较薄的保温层。这样，每m²集热器成本仅100元左右，整个太阳热水***(容水量120～150公斤)的总成本仅400元左右。而真空管的相应成本为800--1000元。以上均为2005年的实验(实际制造)数据。

----生产设备投资也比真空管少很多：真空管要150多万元，而该产品只要几万元。

----安装、日常维护-维修，都比真空管简单很多，这一切都可在“家里”进行：专业工人安装该装置象安装一幅窗帘那样简单，日常维护(例如擦去温室外顶面的灰尘)，相当于擦一个玻璃窗，等等，都是举手之劳。而对真空管太阳热水器，干这一切都要爬上房顶----而一般用户是不可能爬房顶的，都要花钱请专业工人，这些都是很麻烦的。

----使用极为方便：进、出水管都与开、热水箱固定连接好，整个装置平时都不移动。开关一开，即可从自来水管给水箱上冷水，有管道将热水自动输到用水处----款洗间或厨房。从开水箱可直接将开水接到家用保温瓶中，或将集热器管道直接与家用饮水机的开水箱有机的连接，使饮用开水更加方便。

----对与阳台连通的温室，北方冬天还可利用室内的暖气，使温室内晚上也不结冰。这使平板太阳热水器可以在北方一年四季使用(原来只能使用三季，冬天因要结冰不能使用)，这也巳经得到实验证实。

----其他方面：它完全不影响窗户采光。完全不影响阳台或房间的使用面积、也可装饰得很美观。温室和集热器都位于窗户外面，集热器的倾斜角和方位都可以任意调节，因而可以充分接收来自任何方向和高度的太阳光。由于在干燥、稳定的环境中，材料不会损坏，因此使用寿命也比真空管长。整个楼房各住户的多重温室可以按统一标准伸出窗外、并将外表装饰得很美观而不影响住宅区外部环境的美观。真空管太阳热水器因放房顶而影响住宅外部环境的美观，很多住宅区不准在房顶放置太阳热水器。

如此等等，其有益效果还有很多。

特征2：多重温室的交叉双尖窄状结构特征

其具体结构见图4(侧视图)：在原有窗户型多重温室的里面，再加放倾斜角较大的多层透明薄膜(18)和倾斜角较小的多层透明薄膜(19)，二者在A处连结。于是就构成接近“水平放置”的尖窄状、类似梯形的结构ABCD：因CB边很短，仅几公分，AD也只有十几～二十几公分，故其侧面形状为类似梯形的尖窄状结构，又构成“竖直放置”的尖窄状、类似梯形的结构DEFG：同样，因EF边、GD边都很短，其侧面形状也为类似梯形的尖窄状结构。二者在A、D、G处互相交叉连通，故称为“交叉双尖窄状结构”。

然后将集热器(7)或集热器(14)倾斜放置于梯形DEFG中，再在边(2)的上表面铺上吸收率高、又能及时散热的黑色物质(20)。原来顶面的多层透明薄板或薄膜(1)就可以只是1层或2层。其余连接结构(水箱等)不变。

此结构产生的有益效果是：[1]太阳光除了照射到集热器上，还同时照射到集热器之外的面积、边(2)的上表面黑色物质(20)上，其吸收和散发的热量(热空气)必然自动上升到梯形DEFG内、使其温度更高，即集热器的环境温度更高，因而热效率更高，也就是利用了集热面之外的太阳光来提高环境温度和热效率。[2]实验证明尖窄状的温室内的温度更高，而这种位于原有窗户型温室内的“交叉双尖窄状结构”使温室内温度更进一步提高、热效率也更进一步提高。

对于有较宽敞使用埸地的用户，例如农村的小院，此种结构的多重温室也可以不安装在窗户墙壁上，而直接放在院子的地面上或房顶上使用(如果有很容易上去的房顶等，当然离厨房等用水处要近)。这时它的底面(2)与地面或房顶连接、其外观和总体结构如图20所示：集热器abcd(图20中虚线方框)在多重日光温室内部倾斜放置，其上端与其背面的内表面连结，其下端与其底面的内表面连结，其上端的小开水箱ef也在温室内，有管道与集热器abcd连通。较大的热水箱gh则在温室外顶部，也有管道与集热器abcd连通。整个装置很容易移动，但却是固定使用：开水器、热水器都有开关、管道穿过温室伸到温室外，与水源(自来水管等)连通。进水开关一打开，即可自动灌进冷水。放水开关一打开，即可自动放出开水或热水。根据用户用水需要，需要较多开水就多烧开水、少烧热水，需要较多热水就可多烧热水、少烧开水，使用非常方便。这就是可移动固定使用多重温室太阳能开水热水器。

特征3：多重温室的竖直双尖窄状结构特征

其具体结构(侧视图)见图5：多重温室仍由各面紧贴在硬质骨架上构成。作得较长，其背面仍是平面，紧密贴在无窗墙壁(25)上(可用膨胀螺钉固定牢固)。受光面由倾斜透明薄板或薄膜(22)和竖直透明薄板或薄膜(28)组成，底面(2)和两个侧面仍有保温材料。

太阳能集热器(7)倾斜放置在温室内上部，上端靠在墙壁(25)上，下端放在与墙壁(25)牢固连结的板架(27)上。上端的软管(12)穿过墙壁与室内的水箱密封连通。倾斜板(21)放置在温室内下部，其上端与板架(27)相连、下端与底面(2)相连，其外表面贴有黑色物质(20)。

在温室内上部，再加放多层透明薄膜(24)，它与倾斜集热器(7)抅成一个侧面形状为尖窄状的四边形abcd。在温室内下部，再加放多层透明薄膜(23)，

它与倾斜板(21)抅成一个侧面形状为尖窄状的类似三角形的结构abe，并与尖窄状的四边形abcd连通。由于二者都沿着竖直方向，故称为“竖直双尖窄状结构”

这样，太阳光同时照射在集热器(7)和倾斜扳(21)外表面的黑色物质(20)上，前者仍然用太阳光热量制造热水，而后者则用太阳光热量制造热空气---黑色物质(20)吸收太阳光能量，转变成热能后再散发到类似三角形结构abe内的空气中，这些热空气必然自动上升到四边形abcd内、用于提高集热器(7)顶面的环境温度、从而提高热效率。由于类似三角形结构abe和四边形abcd都呈尖窄状，它们内部的环境温度更高、从而热效率也更高。

这种结构一般安装在搂房墙壁的没有窗户的部位，因此墙壁有足够的竖直长度可以利用，而且完全不影响窗户的使用、美观等等。该结构外表也可统一制作得很美观，不影响住宅区的外部环境。

以上特点也是该结构的有益效果。

这种结构也可单独作成较扁的长方体形，其横切面如图19所示：多重温室仍由各面紧贴在硬质骨架上密封构成。作得较长、较扁，其背面(4)、顶面(3)、底面(2)和两个侧面仍有保温材料、仍是平面，受光面由倾斜和竖直透明薄板或薄膜(28)组成。太阳集热器(7)放置在温室内上半部，其背面与温室的背面(4)密切接触，其上表面涂有黑色光谱选择性涂层、其集热面积为S₁。温室内下半部、背面(4)的上表面有辅助面积S₂，其外表面贴有黑色物质(20)。其工作原理和有益效果与图5所示结构基本相同，增加的有益效果主要是多重温室和集热器成为一体化：整个外形就是一个平板集热器，便于运输和安装。

特征4：多重温室内集热器的新结构特征

图6是现有平板集热器(7)的基本结构的侧视图。其底、侧保温层(31)紧贴在集热器水箱(29)的外底面和侧面(其外表面涂有黑色光谱选择性涂层)，顶部连有多层透明面盖(30)，上端的软管(12)用于与开、热水箱密封连接。现将其作如下改进：

1、集热器水箱(29)用金属薄板作成超薄夹层，其三视图如图7。夹层内空间厚度只有1～10mm，即每m²容水量只有2～4kg。夹层内充水，夹层外表面涂有黑色光谱选择性涂层。其有益效果是夹层内的水很容易被晒热，然后通过对流迅速将热量传递到热水箱(9)或开水箱(8)的水中。实验巳证明薄的夹层比厚的夹层更容易将水烧热、特别是更容易将水烧开而成为太阳能开水器。

2、如图8，超薄夹层集热器水箱(29)内也可以充其他非水液体，夹层内空间厚度只有1～10mm，，并与软管(12)内和热交换器(32)内的非水液体互相密封连通，仍以对流方式互相传热。热交换器(32)也由一些中空的管道连通构成，再密封伸入开水箱(8)或热水箱(9)(即其中的水不能从密封处(33)漏出)，以传导传热的方式将其中的水烧热或烧开，但热交换器(32)内的非水液体不能泄漏到水中。

3、图7所示超薄夹层集热器水箱(29)，也可用透明薄板制成(夹层内空间厚度仍只有1～10mm，)，其背面涂有黑色光谱选择性涂层(34)，或在其背面再紧挨着贴一层内部充满黑色液体的透明夹层(35)，超薄夹层集热器水箱(29)内仍然充水，并通过软管(12)与开、热水箱直接密封连通。

工作原理：太阳光会透过集热器水箱(29)这一透明夹层和其中的水，照射在背面的黑色光谱选择性涂层(34)上，或照射在背面内部充满黑色液体的透明夹层(35)上，转变成的热量再从集热器水箱(29)这一透明夹层的底面(背面)加热夹层中的水，并通过软管(12)对流，最终加热开、热水箱中的水。

这种结构产生的有益效果是：[1]太阳光能量从集热器水箱(29)这一透明夹层的底面(背面)转变成热能来加热夹层中的水，因此它的透明顶面(36)的温度就很低----与夹层内和它接触的水的温度相等，因此透明顶面(36)的散热损失就很少。当环境温度高于水温时，集热器热量不但不损失，反而从环境向集热器水箱(29)中的水倒流更多的热量，因此会得到更多的热水。

[2]实验早巳证明：很多黑色液体对太阳光的吸收率接近1，而发射率接近0，超过最好的光谱选择性涂层，而且还有不易损坏、即寿命长等优点。因此，用内部充满黑色液体的透明夹层(35)来取代光谱选择性涂层，热效率更高。

4、图7所示超薄夹层集热器水箱(29)，也可以只是顶面(36)用透明薄板制成，其背面、侧面可用不透明薄板制成，夹层内充满黑色液体，夹层内空间厚度只有1～10mm，，并与软管(12)、热交换器(32)中的黑色液体互相密封连通。热交换器(32)再密封伸入开水箱(8)或热水箱(9)(即其中的水不能从密封处(33)漏出)，以传导传热的方式将其中的水烧热或烧开，但热交换器(32)内的黑色液体不能泄漏到其中的水中。此结构就不再需要其内部充黑色液体的透明夹层(35)，其背面也不需要再涂黑色光谱选择性涂层(34)。

这种结构产生的有益效果仍然是黑色液体对太阳光的吸收率接近1，而发射率接近0，透明顶面(36)的温度很低、散热损失很少，反而从环境向集热器倒流更多的热量，最终是热效率更高、得到更多的热水。

以上各种集热器都可以作成各种大小。若作成小型手提箱大小，就成为手提式太阳能热水器和手提式太阳能开水器，便于放在阳台、窗台上和院子里各处使用，更便于在野外活动时使用。

特征5：新型特殊温室太阳能空气集热器

将金属薄片上先画出多条等距离的平行线，再沿平行线折迭成图12所示的形状：多个同样的三角状的“山峰”依次相连，其横截面为多个同样的三角形依次相连，就构成三角状金属薄片(45)，见图12。也可以将金属薄片折迭成叉状金属薄片(58)----其侧面象金属叉，见图14。将这两种金属薄片的上表面涂上黑色光谱选择性涂层、下端多个棱角与集热器底面保温层(31)固定连接，见图12、图14。再用它取代图6所示的平板集热器内的水箱(29)，就构成图13和图14所示的太阳能空气集热器。它的上端开有出气口(49)、下端开有进气口(50)。将它放置于多重温室abcdef内，使其上端与温室内背面的内表面连接、下端与温室内底面的内表面连接，就构成图15下部所示的新型特殊温室太阳能空气集热器。由于多重温室能大幅度提高集热器的环境温度，就使这种太阳能空气集热器的集热效果更好。

利用太阳能产生的热空气可以用来加热水，也可以用来加热较冷的空气、用于冬季采暖。这就需要设计出相应的热交换器。

特征6：热气-水热交换器

这是用热空气或其他热气加热水的热交换器，它必须与水箱有机组合，有如下3种基本结构：

1、热交换器(32)由弯曲的管道构成(一般用金属管)，放置于热水箱(9)中、与热水箱(9)内的底面连接，但管道向上弯曲，使其进气孔(57)、出气孔(58)位于水箱(9)的上边缘，这样水箱(9)的底、侧就不再打孔，见图15。

2、见图21：热交换器(32)呈向上弯曲状，其上端为进气孔(57)，与出气保温管道(51)连通。其下端为出气孔(58)，从水箱下底面和侧面下端穿过水箱(穿孔处密封，使水箱不漏水)，与热水箱(9)内的底面连接、与进气保温管道(53)连通。

3、见图22：热交换器(32)由水平管道组成，水平放在水箱底部、与热水箱(9)内的底面连接。其一端为进气孔(57)，从水箱下底面和侧面下端穿过水箱(穿孔处密封，使水箱不漏水)，与出气保温管道(51)连通。其另一端为出气孔(58)，从水箱下底面和侧面下端穿过水箱(穿孔处密封，使水箱不漏水)，与进气保温管道(53)连通。

特征7：热气-空气热交换器

这是用热空气或其他热气加热较冷空气的热交换器，见图23，它具有如下基本结构：在一根长管道(59)上(不限于园管，也不限于金属管)，沿纵向切开一条长缝(60)，将多片长条形薄金属片重迭在一起，沿纵向***长缝，使其大约一半位于管道内、另一半位于管道外面，并将多片金属片分开----管内多片金属片(61)和管外多片金属片(62)都分别分开、都分别形成扇状、互不接触，仅长缝(60)处密封重合在一起，而且使其不漏气，如图23所示。

热空气或其他热气从长管道(59)的一端(63)流入、从另一端(64)流出(或相反方向流动)，则管内多片金属片(61)被热空气加热、又由热传导使管外多片金属片(62)被加热，并散发到管外空气中、使管外空气变热。于是这种带扇状叶片的长管道(59)就成为“暖气片”，将它作各种组合、并与各种热空气源热泵有机连接，就可用于冬季采暖，祥见下文实施例12。

特征8：特殊多重温室热空气源热泵和“热气源热泵”

将特征5所述的新型特殊温室太阳能空气集热器与特征6所述的热交换器和水箱用如下方式连接：出气保温管道(51)穿过多重温室，依次与出气口(49)、空气泵(52)和位于水箱中的热交换器(32)的进气孔(57)密封连通。还有进气保温管道(53)也穿过多重温室，两端分别与热交换器(32)的出气孔(58)、集热器的进气口(50)密封连通，就构成一种新型的“特殊多重温室热空气源热泵”，见图15。

它的工作原理如下：太阳光透过温室和集热器的透明顶面，射到三角状金属薄片(45)或叉状金属薄片(58)的表面上，该表面上的黑色光谱选择性涂层充分吸收太阳光并转变为热能，再散发到集热器内的空间中----因金属薄片呈三角状或叉状，又是两面同时散热，就大大的增大了散热面积，使散热更充分。

因集热器倾斜放置，热空气从三角状金属薄片(45)或叉状金属薄片(58)的上下两面上升，从出气口(49)沿出气保温管道(51)从进气孔(57)流进热交换器(32)、将热量传递给水箱(9)中的水。降温后的热空气再从热交换器的出气孔(58)，沿进气保温管道(53)从集热器的进气口(50)流进集热器内部的下端，再被太阳光加热、上升…如此连续往复循环，水箱(9)中的水就逐渐被加热。气泵(52)可以控制热空气的流动速度，使水箱(9)中的水能充分的从热交换器(32)吸热。

这种新型的“热空气源热泵”产生的有益效果主要是：由于空气集热器不断由太阳光产生热空气，使热空气有了来源，而且温度更高(实验证明冬天温室内气温都达70-80℃，夏天温度更高)，因此输出能量(加热水)与输入能量(耗电)之比，远远超过现有空气源热泵的2、3倍；而且由于集热器大大简化，不再需要容水的集热器和输水管道那一整套***(是平板集热器中的主要***，加工维修较难、成本较高)，而代之以极为简单、便宜、轻便的金属薄片和空气管道，等等，就使成本大幅度下降；此外还有冬天绝对不怕冻、加工制造和安装维修简单方便等众多的优点。

在现实中，除了热空气源，“热气源”还有很多，例如室内的暖气、大量的人工火源产生的热烟气(如工厂的高温车间、特别是炼钢高炉车间等)、太阳照射的地面----特别是荒山坡、有石头的河滩、沙滩，戈壁、沙漠，甚至人工的水泥地面、房顶、墙面，都会自然产生大量热气。只需将上述空气集热器稍加改进，就可将“热空气源热泵”拓展为更普遍的“热气源热泵”的热源、产生廉价热水，并用于冬季采暖。祥见下文“实施例7～14”。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1、图2是窗户型多重温室太阳能热利用装置的侧面剖面图。

图3是窗户型多重温室太阳能热利用装置的正视图。

图4是多重温室的交叉双尖窄状结构侧视图。

图5是多重温室的竖直双尖窄状结构侧视图。

图6是平板集热器的基本结构的侧视图。

图7是超薄夹层集热器水箱的三视图。

图8是充其他非水液体(包括黑液体)的太阳能集热装置的原理图。

图9是多重温室在房顶大面积组合-集体化使用的基本结构示意图。

图10是无窗墙壁组合型多重温室太阳能开水热水***的外观立体图。

图11是图10所示装置的侧面剖面图。

图12是三角状金属薄片与集热器底面保温层连结的部件图。

图13是新型太阳能空气集热器的立体图。

图14是连接有叉状金属薄片的新型太阳能空气集热器的侧面剖面图。

图15是新型多重温室热空气源热泵基本结构的立体图。

图16是利用地面太阳能热源的新型空气集热器基本结构的立体图。

图17、图18是利用现有暖气片、暖气管热源的新型空气集热器基本结构的立体图。

图19是多重温室和集热器一体化的平板集热器的侧视图。

图20是可移动固定使用多重温室太阳能开水热水器的立体图。

图21、图22是另外两种热气-水热交换器的基本结构图。

图23是热气-空气热交换器的基本结构图。

图24是“软毯式”太阳能空气集热器的二视图(侧视图和正视图)。

图25和图27是横向組合式太阳能采暖热空气源热泵的基本结构图。

图26和图27是纵向組合式太阳能采暖热空气源热泵的基本结构图。

图28是环墙跟組合式太阳能采暖热空气源热泵的基本结构图。

图29是烟囱式灼热气源热泵的基本结构图。

图30是水-空气介质多功能太阳能综合热利用装置的基本结构侧视图，图31是该装置的基本结构正视图。

具体实施方式

将以上8个新结构特征进行不同的有机组合，还会产生更多的新结构特征和更多的有益效果.经过仔细研究和实验，本实用新型共精选出13个具体实施例，现分别说明如下.

实施例1：家庭窗户型多重温室太阳能开水热水***

其基本结构和在建筑物上的安装方式，已由上文特征1描述，其具体结构见图1、图2、图3。其功能和结构还有如下特点：

每个家庭所需热水可分为两类：一类是40℃左右的“低温热水”，主要用于洗澡、洗衣、洗脸脚等。另一类是开水或“高温热水”，用于直接饮用、作饭莱等。

因此该***的显著结构特点是将太阳开水***和热水***分开制造和分别使用，这样可以巧妙的降低成本、又能满足实际需要：

1、见图3：容水量80～150公斤的保温大热水箱(9)安装在室内或阳台内窗户上面挨到天花板的墙角处，有与它连通的管道挨着墙壁穿过里面房间通往款洗间等用水处，并与自来水管连通。只需合理控制开关，就既可自动流下热水、又可将自来水冷水自动灌入水箱(9)，即用水、上水都极为方便。尽管***规模较大，但水箱(9)、各种水管、开关等都只使用耐40℃左右低温的廉价材料和工艺制造，故成本仍然很低，约300～400元/套。

而小开水箱(8)，则安装在温室内(见图4)或窗台上(见图1、见图2、见图3)。它的下端有开关(16)，集热器(7)的下端还连接有出水软管(15)，它的左端也有开关，可直接流下开水或高温热水，灌入家用保温瓶，提到厨房等处使用。也有管道将它与自来水管连通，同样开关一开即可自动灌入冷水，即用水、上水仍然非常方便。尽管水箱(8)、水管、开关等都要用耐100℃高温并符合饮用卫生标准的、较昂贵的材料和工艺制造，但因规模小，一个3～5口之家每天十几公斤也已足够，因此成本仍然较低，约200～300元/套。

2、热水箱(9)、开水箱(8)分别与各自的集热器(1个或多个)相连，例如图3中，两个集热器(14)通过软管(12)(穿过墙壁或窗户)与热水箱(9)相连，而另两个集热器(7)则通过软管(12)(也是穿过墙壁或窗户)与开水箱(8)相连。每个集热器都倾斜放置在自己的多重温室内。多重温室的安装位置和自身的不同结构、集热器的各种改进结构、整个装置的工作原理以及众多的优越性等等，见图1、图2、图4、图5、图7和图8，巳由上文特征1～特征5祥细描述。

实施例2：办公室窗户型多重温室太阳能开水***

实施例1中的开水***，也适合安装在办公室的有阳光的窗户上。因办公室一般没有低墙的阳台，只有墙高约1.2m的窗户，所以只适合安装图2和图5所示的多重温室(与室内不连通，因有墙壁隔开)。开水箱(8)则安装在温室内或就固定在窗台上，与之相连通的集热器仍倾斜放置于窗外下端的多重温室内，其大小和个数，由办公室人员的开水需要量决定。

特别是，可以将太阳集热器的软管(12)与通常的电加热饮水机的进水管相连通---有机组合，可以节省很多电能，并使饮用开水更加方便。

由于办公室数量巨大---每个单位都有大量办公室，因此该产品的市场和经济效益，也将非常巨大。

实施例3：房顶多重温室太阳能热水器

也可采用现有真空管太阳热水器一样的使用方式：将多重温室放上大搂房顶，其底面均与房顶牢固连结，透明受光顶面正对南方。这时该温室全封闭，集热器和水箱(9)也一起放进温室，水箱(9)位于倾斜放置的集热器上端并与集热器连通。水箱(9)的进出水管穿出温室沿房顶伸进下面房间通往用水处。

与现有真空管太阳热水器相比，这种实施方式仍然具有热效率高、成本低等有益效果。

实施例4：房顶多重温室大面积组合太阳能热利用装置-集体化使用方案

可将放在房顶的多重温室作成长条形，见图9，长度与大搂房顶(37)的长度相当，从十几m到几十m。为避免大风的损坏，不宜太高，高1m左右即可。因此宽度也只有1～2m。透明受光顶面仍正对南方，其外形如图9中的长条形温室(38)，图9中南面墙壁上画有一系列窗户(43)。

将多个这种长条形温室平行排列，其底面均与房顶牢固连结，就在房顶形成“多重温室阵”的大面积组合，可以布满整个大搂顶面。

每个长条形多重温室内，倾斜放置有多个集热器，总长度也与温室长度相当。集热器上端，不是水箱、而是等于温室长度的长水管与集热器上端平行，并有多根软管(每隔一定距离1根)与集热器密封连通，使集热器中的热水与长水管中的冷水互相对流。长水管的一端从温室的一端伸出，与大搂内的自来水管连通，用于输入冷水。长水管的另一端从温室的另一端伸出，与搂顶特制的保温大热水箱(41)连通，见图9(集热器和各种管道都在温室内或大楼内，故图9中未画出)。

大热水箱(41)最好安装在大搂每个单元顶楼的楼梯上部空间、紧挨天花板处(这里一般都有较大的空余空间)。大搂的每个单元都在同样位置安装这样一个大热水箱(41)。大热水箱(41)有保温热水管穿过墙壁通往本单元每户人家的用水处(厨房、款洗间等)。

该装置的工作原理如下：大搂内的自来水冷水，沿温室外水管流入长条形多重温室内、集热器上端并与集热器平行的长水管，长水管中的冷水通过与集热器连通的软管，与集热器中被太阳晒热的热水对流，使长水管中的冷水变热，变热的水再沿该长水管穿出温室，流入大搂内的保温大热水箱(41)，再沿其保温热水管穿过墙壁流到每家住户的用水处。整个过程连续进行：冷水连续从自来水管流入温室内长水管，变成热水后又连续流入大热水箱(41)。当然，在该装置相关部位安装有自动定温放水仪器等全套控制装置，并有人作日常管理(可由物业管理工人兼管)，等等。

该装置产生的有益效果是：1、实现了“集体化使用”，有人统一管理，用户自己不用操心，开关一开就有现成的太阳能热水开水。

2、大热水箱保温性能好----每个单元就按十几～二、三十家住户计，水箱容水量也要上千、甚至几千公斤。这样大的水箱，热水七、八天都不会冷却。也就是连续七、八天阴雨天，也有太阳能热水使用。

3、热水箱越大，它装的水的内部越容易和空气隔绝，细菌在水中不能生长，水越清洁、水质越好，相当于无菌的泉水---人工制造的温泉。

4、规模越大，单位装置的成本就越低。该装置本来成本就低(见上文特征1)，现在规模比单家单户大得多，因此单位装置的成本就更低。

5、该装置同样具有寿命长、热效率高达90％以上、还要外加从高温环境向热水器倒流热量等优点。

6、如果在城市里大搂密集的地区，在多座大搂的整个楼顶，都安装上这种大面积装置，则所产生的太阳能热水开水的数量就极为巨大并且廉价。这就可以在城市创办“太阳能开水热水自来水厂”，集体供应城市的大片区域，甚至可以供给北方冬天的暖气用热水。

实施例5：无窗墙壁组合型多重温室太阳能开水热水***

一般建筑物，特别是住宅楼，在竖直的两排窗户之间，往往有较宽的、没有安装窗户的墙壁，而且从房顶一直连续延伸到地面，都无窗户。这里正好安装从上到下连续组合的多重温室太阳能开水热水***。

图10是这种开水热水***的外观立体图：长条状多重温室abcdefgh的背面与两排竖直排列的窗户(43)之间的无窗墙壁密封连结、从房顶(37)一直连续延伸到地面(26)。它的结构仍一般先作硬质骨架固定在墙壁上，其他面的材料则紧贴固定在骨架上。其中，顶面efgh必须是多层透明的板或簿膜，侧面aehd和侧面bfgc可以是透明材料，也可以是不透明的保温材料。顶面abfe和底面cdhg用保温材料。

图11是图10所示装置的侧面剖面图。在温室abcdefgh内部，由上到下沿竖直方向排列的、倾斜放置的多个集热器(7)的上端与外墙(44)连接、下端连结在与外墙(44)牢固连结的板架(27)上。每个集热器(7)的中部一般位于窗户(43)的中下端、即天花板(11)的位置，其上端与温室内开水箱(8)密封连通，其上端的的软管(12)穿过外墙(44)，将集热器(7)和室内的开水箱(8)或热水箱(9)互相连通----即在一个长条状多重温室abcdefgh内部，从上到下组合安装有多套太阳开水热水器，一般每个家庭一套。

这种结构产生的有益效果是：可以充分、完整地利用建筑物的无窗墙壁，完全不影响窗户结构和采光；由于多家用户共用一个长条状温室，因此每户分担的温室的成本更低；统一制作的长条状温室的外表可以很容易作得很美观，完全不影响住宅区外部环境的美观，等等。

实施例6：野外多重温室大面积组合太阳能热利用装置-大规模廉价集体化使用方案

可以将实施例4中的“多重温室阵”的大面积组合装置在野外的荒山荒坡、沙漠、戈壁、草原，甚至河流、公路的上空，都可以实施：将多个这种长条形温室平行排列，其底面均与野外的荒山荒坡牢固连结。这些地方一般都在城市的附近，离开热水的用水处----城市、工厂、住宅区等----都有一定距离，因此要修建专门的冷水输水管(进水管)，将冷水输到“多重温室阵”的一端。在这里被太阳光加热成开水、热水后，又要从另一端沿着专门修建的保温输水管(出水管)，输到用水处。在“多重温室阵”里，各种水管、集热器等的连结方式，与实施例4相同。

这种野外装置产生的有益效果是：1、规模更大，“多重温室阵”可以大到数平方公里、甚至数十、数百平方公里。可以成为对国家有重要作用的“能源基地”。产生的太阳能开水、热水，甚至可以供应整个工业区、甚至供应整个城市。例如，内蒙、新疆、青海等西北各省，佷多城市附近都有大量荒山荒坡、沙漠、戈壁、草原等，在这些地方修建这种大面积太阳能装置，完全可以供给整座城市太阳能开水、热水。

2、由于规模更大，产生的太阳能开水、热水的成本将会更低。

3、以上优点就决定了产生的经济效益将会更大。

实施例7：将实施例1、2、3、4、5、6中的太阳能集热器改换成图13或图14所示的太阳能空气集热器，并将它象图15那样用保温管道与气泵(52)、水箱(9)、热交换器(32)相连通(参看上文特征8)，就构成各种与建筑物相结合的和野外大面积组合的多重温室热空气源热泵----又一种新型太阳能热利用装置。

它仍然具有实施例1---6的有益效果，而且还有进一步大幅度降低成本、冬天绝对不怕冻、加工制造和安装维修极为简单方便等众多新的有益效果。

实施例8：“软毯式”太阳能空气集热器

可将图13所示集热器全部用软质材料制作，如图24所示：底面保温层(31)用软质保温材料制作，例如可用制沙发用的海棉制作。用薄软箔(65)(例如用超薄而柔软的铝箔)取代硬质的三角状金属薄片(45)(其上表面仍涂黑色光谱选择性涂层)，顶面多层透明面盖(30)也用软质透明薄膜制作。将多条透明薄膜制作的三角状或园形“蜂窝(66)”放在铝箔(65)和软质透明面盖(30)之间用作支撑、使二者不接触。出气保温管道(51)和进气保温管道(53)等也用软管(软塑料管、橡胶管等)----再将集热器作得很薄(总厚度仅3～10cm)、但面积可以作得很大(单块可达几平方米)，就成为可稍加弯曲、略软的“软毯式”太阳能空气集热器，图24是它的二视图(侧视图和正视图)。

将它同样象图15那样用保温管道与气泵(52)、水箱(9)、热交换器(32)相连接(参看上文：特征8)，最终使热水箱(9)中的水变热，就构成一种野外大面积组合的简易多重温室热空气源热泵----又一种新型太阳能热利用装置。

它的主要有益效果是：成本更低、更轻便、因而使用更方便：因为上述软质材料一般都很廉价、很轻，这种轻而略软的毯状集热器，可以放在野外荒山荒地上，即使地面不太平整也可放置使用；也可将它固定在建筑物的墙壁上、房顶上使用；甚至也可象电影屏幕一样将它吊挂在空中使用，等等。

实施例9：透明盖子太阳能空气集热器

将图13所示集热器的底面保温层(31)和与它相连的三角状金属薄片(45)拆去，就剩下一个透明的“盖子”----四个侧面的上边缘密封连结着透明面盖，如图16所示。将这样的“盖子”盖在太阳照射的地面上(四个侧面的下边缘与地面非密封连结，即留有一些缝隙，便于空气进出)，也就构成一种太阳能空气集热器：因为这些地面----特别是荒山坡、有石头的河滩、沙滩，戈壁、沙漠，甚至人工的水泥地面、房顶，等等----能有效吸收太阳光并转化成热量散发出来，使夏天地面温度高达60-70℃。如果再在这些地面上涂抹上某种黑色光谱选择性涂层或黑色物质，则效果更好。

将这种“透明盖子太阳能空气集热器”同样象图15那样用保温管道与气泵(52)、水箱(9)、热交换器(32)相连接(参看上文：特征8)，最终使热水箱(9)中的水变热，就构成一种野外大面积组合的简易多重温室热空气源热泵----又一种新型太阳能热利用装置。

它新产生的有益效果是成本更低、更容易制造、安装、维修，更容易实现野外大面积利用太阳热能。

实施例10：方形暖气热空气源热泵

将实施例9的透明“盖子”罩在室内那种与热源连通的暖气管或暖气组片上，就是暖气管或暖气组片(56)与“盖子”的内表面非密封连接，即不一定密切接触，有一点空隙也可，就象室内装修中“包暖气”一样。这时顶面不一定透明，也可用不透明材料制造。这也是一种“热空气源集热器”。见图17，此方案特别适用于“方形”的暖气组片。同样将它象图15那样用保温管道与气泵(52)、水箱(9)、热交换器(32)相连接(参看上文：特征8)，最终使热水箱(9)中的水变热，就构成一种新型“方形暖气热空气源热泵”。

实施例11：园形暖气热空气源热泵

将实施例10的透明“盖子”的四个侧面和顶面都用不透明保温材料构成并形成长方体形或园形、椭圆形，将与热源相连通的暖气管(57)或暖气组片包住，即与其内表面非密切接触的连接，见图18，此方案特别适用于园形的暖气管。同样将它象图15那样用保温管道与气泵(52)、水箱(9)、热交换器(32)相连接(参看上文特征8)，最终使热水箱(9)中的水变热，就构成又一种新型“园形暖气热空气源热泵”。

实施例10、11的有益效果主要是能利用暖气来产生热水。实验证明它不会因此降低室内的温度：因暖气管在连续不断的散热，相当多的热量散发到室外去了，利用它来加热水，只不过少散发一些热量到室外而已。这就多了一份收获。

实施例12：太阳能采暖热空气源热泵

它由各种組合式热空气-空气热交换器、太阳能空气集热器和带气泵的保温管道三部分組成，有如下3种基本类型：

1、横向組合式：如图25，作为热空气-空气热交换器的多根长管道(59)水平横向放置，其两端分别与竖向放置的管道(67)和管道(68)连通。管道(67)的下端密封、上端与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)连通。管道(68)的下端密封、上端与太阳能空气集热器(69)的出气保温管道(53)连通，就构成如图25所示的横向組合式热空气-空气热交换器----再将它在窗户(70)下端紧贴墙壁(71)的室内表面放置，太阳能空气集热器(69)固定在窗户(70)下端紧贴墙壁(71)的室外表面放置(也可放在房顶、与房顶连结)，就构成如图25和图27所示的横向組合式太阳能采暖热空气源热泵。

其工作原理：室外的太阳能空气集热器(69)产生的热空气沿进气保温管道(51)流进管道(67)、再流进多根长管道(59)，再流进管道(68)，再流进出气保温管道(53)、再流进太阳能空气集热器(69)，如此连续循环往复。于是多根长管道(59)上的多片散热金属片(62)(见图23)就会连续不断的将热量散发到室内空气中、起到采暖作用。

2、纵向組合式：如图26，作为热空气-空气热交换器的多根长管道(59)竖直放置，其两端分别与横向放置的管道(72)和管道(73)连通。管道(72)与竖向放置的管道(67)连结但不连通，管道(67)的下端和管道(73)连通、上端与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)连通。管道(72)的另一端与太阳能空气集热器(69)的出气保温管道(53)连通，就构成如图26所示的纵向組合式热空气-空气热交换器----再将它在窗户(70)下端紧贴墙壁(71)的室内表面放置，太阳能空气集热器(69)固定在窗户(70)下端紧贴墙壁(71)的室外表面放置，也构成如图27和图26所示的纵向組合式太阳能采暖热空气源热泵。

其工作原理：室外的太阳能空气集热器(69)产生的热空气沿进气保温管道(51)流进管道(67)、再从下端流进管道(73)。因管道(72)与管道(67)不连通，故热空气不能直接从管道(67)流进管道(72)，只能从管道(73)流进多根长管道(59)，再流进管道(72)、再流进出气保温管道(53)、再流进太阳能空气集热器(69)，如此连续循环往复。于是多根长管道(59)上的多片散热金属片(62)(见图23)就会连续不断的将热量散发到室内空气中、起到采暖作用。

3、环墙跟組合式：如图26，作为热空气-空气热交换器的长管道(59)环绕墙跟放置、与踢足线连接，或埋在地板下面，其两端分别与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)和出气保温管道(53)连通。太阳能空气集热器(69)仍固定在窗户(70)下端紧贴墙壁(71)的室外表面放置(如图27)，就构成如图28所示的环墙跟組合式太阳能采暖热空气源热泵。其工作原理：室外的太阳能空气集热器(69)产生的热空气沿进气保温管道(51)流进环墙跟长管道(59)，绕行一圈后，再从出气保温管道(53)流进太阳能空气集热器(69)，如此连续循环往复。于是环墙跟长管道(59)上的多片散热金属片(62)(见图23)就会连续不断的将热量散发到室内空气中、起到采暖作用。

这种太阳能采暖热的主要有益效果是：由于只用天然的空气而不用水作传热介质，就变得非常轻便、方便、采暖设备的成本极低---只需轻便的材料和少量加工费；冬天太阳低，集热器倾斜角很小、几乎紧贴窗外墙壁放置，不必放上房顶，容易实现与建筑物一体化。等等。

实施例13：烟囱式灼热气源热泵

为了利用人工火源产生的灼热废气(烟气)，可将实施例10、图17所示的不透明盖子热空气集热器作如下改造，见图29：灼热气源集热器(74)的外形类似一个蒸笼盖子，顶部连通带气泵(52)的进气保温管道(51)，相当于烟囱，二者都用耐高温材料(金属片等)制作。就构成如图29所示的“烟囱式灼热气源热泵”

使用方法：将灼热气源集热器(74)罩在人工火源上，若用于产生热水，则将其带气泵(52)的进气保温管道(51)，与图15或图21、图22所示的热气-水热交换器32(及其水箱9)连通，使冷水变热。但出气管道(53)要伸出到室外，将变冷的废气排出室外；若用于冬季采暖，则将其带气泵(52)的进气保温管道(51)，与图25或图26、图27、图28所示的組合式热气-空气热交换器的管道(67)和长管道(59)连通，使长管道(59)上的多片散热金属片(62)(见图23)连续不断的将热量散发到室内空气中、起到采暖作用。但其出气管道(53)要伸出到室外，将变冷的废气排出室外。

它的有益效果非常大：因为人工热源很多，例如每个单位都有烧开水热水和作饭、采暖的生活鐹炉，大量的工厂，特别是炼钢厂、锻造厂、化工厂等等，都有大量的人工火源，它们产生的大量灼热烟气都白白排到空气中损失了。这些人工热源占人类消耗能源的绝大部分，如果都能用上述方法加以回收利用，则经济效益非常巨大、社会意义也极为重大！

实施例14：水-空气介质多功能太阳能综合热利用装置

将上述太阳能空气集热器和水集热器有机組合、并与多重温室和建筑物有机組合，就可成为具有多种功能的太阳能综合热利用装置。图30是它的基本结构侧视图，图31是它的基本结构正视图。图30、图31中的温室，也可以是图1或图2、图4、图20中所示结构的温室，其余一切结构不变。与图1、图2一样(并参考图19)，仍是将特殊结构的多重温室安装在建筑物的窗户外面下端，将太阳能集热器放置于温室中、其上端、下端分别与温室内背面(4)、底面(2)连接，但温室中集热面积S₁之外还有辅助面积S₂，其上表面均涂有黑色光谱选择性涂层。

位于温室内的小开水箱(8)与集热器(7)的上端连通，水位计(75)也与集热器(7)的上端连通，水位计(75)中插有温度计(76)。集热器(7)内水层很薄(例如0.7m²集热面积仅3公斤水)，很容易烧开。而小开水箱(8)内水稍多(例如0.7m²集热面积仅6、7公斤)，稍难烧开。如果家里有人、急于烧开，则可将水只灌满集热器(7)、小开水箱(8)内不灌水，观察水位计(75)就可作到这一点，这样就可很快将水烧开。如果家里无人、不急于烧开，则可将集热器(7)、小开水箱(8)内都灌满水，这样就可在较长时间内将水烧开，或得到高温热水(70～80℃)，其有益效果是高温热水也可为作饭、烧开水节省很多能源。于是该装置构成一种新型的太阳能开水和高温热水器。

而大热水箱(9)则放置于阳台内或室内(最好在天花板处)，其内部连接有图15或图21、图22所示的空气-水热交换器(32)。

为了使热空气从温室上端均匀抽出、冷空气从温室下端均匀进入温室，可在温室上端、下端都安装如下结构的“空气分流器”：在一根保温管上，开有多个出气口b，或连通多根短管a，保温管的一端封闭、另一端开口。见图31。

上部保温管(77)安装在温室上部，使其开口端成为出气口(49)、并与出气保温管道(51)的一端连通，其上的多根短管a穿过温室上底面(3)、与温室内连通，于是热空气可从温室上端各处均匀抽出。出气保温管道(51)穿过多重温室和窗户(70)，中间连接有空气泵(52)，其另一端与位于水箱(9)中的热交换器(32)的进气孔(57)密封连通。于是热空气流过水箱(9)中的热交换器(32)，就可不断的将水箱(9)中的水加热。见图31的上半部分。

将另一个上述空气分流器置于温室内下部前端、也就是使下部保温管(78)与温室内下部前端的内表面连接，将其开口端穿出温室、成为进气口(50)、并与进气保温管道(53)连通，于是冷空气从下部保温管(78)进入温室下端后，从其上的多个出气口b流出，可均匀分布在温室内。进气保温管道(53)穿过多重温室和窗户(70)、其另一端与位于水箱中的热交换器(32)的出气孔(58)密封连通。于是从出气孔(58)流出的冷空气就可不断的从温室下端均匀流入温室。

于是该装置连续不断的将热空气从温室上端均匀抽出、流过热交换器(32)、不断的将水箱(9)中的水加热，又连续不断的将冷空气从热交换器(32)中均匀抽出、又从温室下端均匀流入温室，如此连续循环往复，于是该装置同时又构成一种新型的“特殊多重温室热空气源热泵”。其有益效果是它可以将集热器(7)、小开水箱(8)烧开水或高温热水后还多余的太阳光能量(这部分能量本来是散失到外界空气中的)，利用热空气作介质在大热水箱(9)中产生低温热水，从而可以提高太阳光能量的利用率。

空气泵(52)的电源线可以与家用电源连接，由家用电源供给电能。因空气很轻、循环速度也不需太快，只需10W以下的空气泵即可，每天运转8小时也才耗电0.08度，因此所花电费极少，不到5分銭，与所获开水热水相比，微不足道。

也可以在温室内辅助面积S₂的内表面上，放一块10W左右的太阳能电池板(79)，并将其电源线与空气泵(52)连接，由太阳能电池板供给电能，就不再花电费。

如果出气保温管道(51)、进气保温管道(53)分别与图25、图26、图27、图28所示的各种組合式热空气-空气热交换器相连接，于是该装置同时又构成一种新型的太阳能采暖热空气源热泵，可以用于冬季采暖。若将它们分别与太阳能热空气制冷机相连接，就可以用于夏季制冷。

于是该装置就构成一种同时利用水和空气作介质的、可以同时产生开水、高温热水、低温热水并可用于采暖、制冷的多功能太阳能综合热利用装置，这也是它的主要有益效果。

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总的说来，本专利申请所述的“多重温室太阳能热利用装置”，看来是找到了一个比真空管更好的太阳能热利用方法。因为如上文特征1～特征8的论述，它在热性能、成本(包括生产设备投资)、安装-维修-日常维护、使用方便程度，以及使用寿命、保持环境美观等等各方面，都比真空管好。它在本人家里巳投入了实际使用，并作了大量的相关实验。根据巳有的实验事实，巳可以确认如下看法：

-----该装置为家庭使用太阳能开水热水和采暖，找到了一个比较完善的解决方法：可以非常方便地冬季采暖和一年四季使用极为廉价的太阳能开水、热水。而且随着高层建筑的迅速增多，适合在窗户使用的家庭，远远多于适合在房顶使用的家庭，因此它将会使更多的人受益，市场前景也比真空管广阔得多。

-----美国人曾作出这样的结论：冬季使用太阳热水器在经济上是不合适的。我国国家标准对太阳热水器的检测时间范围，也不包括冬季。现在这些结论巳经可以改变，在本人家里的实际使用证明：在青海省这一青藏高原北方高寒地带的冬天，在太阳辐射量最低的冬至(12月22日)这一天，仍然烧开三次，温室内达46℃(12月8日达51℃)，1个集热面积仅0.7m²的小型太阳能开水***，共得十余公斤开水，外加4～5公斤高温热水。热水***所产40～45℃的低温热水仍可满足三口之家的洗衣洗澡，而开水、热水这两套***的总成本才500～600元(真空管仅一套热水***，成本就要800～1000元)。这些数字巳证明比烧天然气、电灶更便宜。

-----如果在整个房顶、野外实现大面积使用，将会大规模产生大量廉价太阳能开水、热水，经核算，其成本可与煤炭、天燃气所烧开热水竞争，从而有可能实现21世纪人类太阳能热利用的长远目标：即全社会的人民生活和工业用开水、热水，主要由太阳能供给，能顶替煤、天然气、石油相当部分作用，甚至起到全局性作用

-----因此它最终必将广泛推广并取代真空管，其科学技术意义非常重大。

Claims (10)

1.一种特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，它由太阳能集热器和水箱通过管道互相连通构成，其特征是：

[1]多重温室由底面、背面、两个侧面和顶面互相密封连结构成，顶面由多层透明的薄板或薄膜(1)构成，每两层透明的薄板或薄膜之间，有空气层，其他面由硬质骨架和保温材料构成，其内表面由黑色物质构成；

[2]多重温室的背面与建筑物窗户外面的墙壁密切接触牢固连结，多重温室与室内不连通，或多重温室的背面与建筑物窗户外面的窗框密封牢固连结，其背面为活动的可装卸结构，多重温室与室内连通或不连通；

[3]太阳能集热器(7)的上端与温室内开水箱(8)密封连通、又与室内自来水管连通并与温室内背面的内表面连接，其下端与温室内底面的内表面连接，其下端的管(15)的另一端连有开关，将太阳集热器的管(12)与电加热饮水机的进水管相连通；

[4]太阳能集热器(14)的上端与温室内背面的内表面连接，其下端与温室内底面的内表面连接，热水箱(9)与室内的上端墙壁(10)牢固连结，管(12)穿过窗户或墙壁将室内的热水箱(9)、开水箱(8)和温室内的集热器(14)互相密封连通，热水箱(9)的进、出水管穿过里面房间通往用水处并与室内自来水管连通。

2.根据权利要求1所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]在多重温室的内部，连接有倾斜角较大的多层透明薄膜(18)，构成接近“水平放置”的尖窄状结构ABCD，还连接有倾斜角较小的多层透明薄膜(19)，构成接近“竖直放置”的尖窄状结构DEFG，二者在温室内下端交叉，构成“交叉双尖窄状结构”；

[2]集热器(7)和集热器(14)的上、下端分别与接近“竖直放置”的尖窄状结构DEFG内的上、下端连接；

[3]多重温室的底面(2)与地面或房顶连接、其背面不与窗户墙壁连结，集热器abcd在多重温室内部，其上端与温室背面的内表面连结，其下端与温室底面的内表面连结，其上端的小开水箱ef在温室内，有管道与集热器abcd连通，较大的热水箱gh在温室外顶部，也有管道与集热器abcd连通，集热器、开水箱、热水箱都有开关、管道穿过温室伸到温室外，与水源连通。

3.据权利要求1所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]太阳能集热器(7)的上端连接在多重温室内上部的墙壁(25)上，其下端连接在与墙壁(25)牢固连结的板架(27)上，其上端与温室内的开水箱(8)连通，上端的管(12)穿过墙壁与室内的开水箱(8)或热水箱(9)密封连通，在温室内下部，倾斜板(21)上端与板架(27)相连、下端与底面(2)相连，其外表面由黑色物质(20)构成；

[2]在温室内上部，连接有多层透明薄膜(24)，它与倾斜放置的集热器(7)构成一个侧面形状为尖窄状的四边形abcd，在温室内下部，连接有多层透明薄膜(23)，它与倾斜板(21)构成一个侧面形状为尖窄状类似三角形的结构abe，并与尖窄状的四边形abcd连通，构成“竖直双尖窄状结构”；

[3]多重温室单独作成较扁的长方体形：仍由各面紧贴在硬质骨架上密封构成，作得较长、较扁，其背面(4)、顶面(3)、底面(2)和两个侧面仍有保温材料、仍是平面，受光面由倾斜和竖直透明薄板或薄膜(28)组成，太阳能集热器(7)位于温室内上半部，其背面与温室的背面(4)密切接触，其上表面涂有黑色光谱选择性涂层、其集热面积为S₁，温室内下半部、背面(4)的上表面，有辅助面积S₂，其外表面贴有黑色物质(20)。

4.根据权利要求1所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]长条状多重温室abcdefgh的背面与两排竖直排列的窗户(43)之间的无窗墙壁密封连结；

[2]长条状多重温室abcdefgh内部，由上到下的多个集热器(7)的上端与外墙(44)连接、下端连结在与外墙(44)牢固连结的板架(27)上，其上端与温室内开水箱(8)密封连通，其上端的管(12)穿过外墙(44)，将集热器(7)和室内的开水箱(8)或热水箱(9)互相连通。

5.据权利要求1所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]全密封的多重温室的底面与房顶牢固连结，集热器(14)的上端与温室内开水箱(8)密封连通、其上端与水箱(9)的进出水管密封连通，其上、下端分别与多重温室内的背面、底面连接，水箱(9)的进出水管沿房顶伸进下面房间通往用水处；

[2]将多重温室作成长条形，将多个这种长条形温室平行排列，其底面均与房顶牢固连结，多个集热器的上、下端分别与多个长条形多重温室内的背面和下表面连接，集热器上端的长水管与集热器密封连通，长水管的一端从温室的一端伸出，与大搂内的自来水管连通，长水管的另一端从温室的另一端伸出，与搂顶的保温大热水箱(41)连通，与大热水箱(41)连通的保温热水管穿过墙壁通往每户人家的用水处；

[3]多个长条形平行排列的多重温室阵的底面，与野外地面或山坡面牢固连结，其长水管的一端与冷水输水管相连通，与长水管另一端连通的保温输水管通到用水处。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]集热器水箱(29)用金属薄板构成超薄夹层，该夹层内空间厚度只有1～10mm；

[2]金属薄板超薄夹层内的水与管(12)、开水箱(8)或热水箱(9)中的水密封连通；

[3]金属薄板超薄夹层内的非水物质与管(12)、热交换器(32)中的非水物质互相密封连通，热交换器(32)与开水箱(8)或热水箱(9)内的底面连接；

[4]集热器水箱(29)用透明材料薄板构成超薄夹层，该夹层内空间厚度只有1～10mm；

[5]透明超薄夹层集热器水箱(29)的背面涂黑色光谱选择性涂层(34)，或在其背面再紧挨着贴一层内部充满黑色液体的透明夹层(35)，透明超薄夹层集热器水箱(29)内的水与管(12)、热水箱(9)或开水箱(8)中的水密封连通；

[6]透明超薄夹层集热器水箱(29)只是顶面(36)用透明薄板构成，其背面、侧面用不透明薄板构成，该超薄夹层内的非水物质与管(12)、热交换器(32)中的非水物质互相密封连通，热交换器(32)与开水箱(8)或热水箱(9)内的底面连接。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]将集热器水箱(29)替换成由金属薄片折迭成横截面为三角形的三角状金属薄片(45)或叉状金属薄片(58)，其上表面涂黑色光谱选择性涂层、下端棱角与集热器底面保温层(31)固定连接，该集热器上端开有出气口(49)、下端开有进气口(50)；

[2]出气保温管(51)依次与集热器出气口(49)、气泵(52)、热交换器(32)的进气孔(57)密封连通，进气保温管(53)依次与热交换器(32)的出气孔(58)、集热器的进气口(50)密封连通，热交换器(32)由弯曲的管道构成，与热水箱(9)内的底面连接，但管道向上弯曲，使其进气孔(57)、出气孔(58)位于水箱(9)的上边缘，水箱(9)的底、侧不再打孔；

[3]热交换器(32)与热水箱(9)内的底面连接，其上端呈向上弯曲状，其上端进气孔(57)与出气保温管道(51)连通，其下端出气孔(58)从水箱(9)的下底面和侧面下端穿过水箱、穿孔处密封，与进气保温管道(53)连通；

[4]热交换器(32)由水平管道组成、水平与热水箱(9)内的底面连接，其一端为进气孔(57)，从水箱(9)的下底面和侧面下端穿过水箱(9)、穿孔处密封，与出气保温管道(51)连通，其另一端为出气孔(58)，从水箱下底面和侧面下端穿过水箱、穿孔处密封，与进气保温管道(53)连通。

8.根据权利要求7所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]集热器全部用软质材料制作：底面保温层(31)用软质保温材料制作，用薄软箔(65)取代硬质的三角状金属薄片(45)、其上表面仍涂黑色光谱选择性涂层，顶面多层透明面盖(30)用软质透明薄膜制作，将多条透明薄膜制作的三角状或园形蜂窝(66)放在薄软箔(65)和软质透明面盖(30)之间、使二者不接触，出气保温管道(51)和进气保温管道(53)也用软管，将集热器作得很薄、但面积作得很大；

[2]将集热器的底面保温层(31)和与它相连的三角状金属薄片(45)拆去；

[3]将其余四个侧面的下边缘与野外地面非密封连接，在这些地面上涂抹某种黑色光谱选择性涂层或黑色物质；

[4]将其余四个侧面的内表面与暖气管或暖气组片非密切接触的连接，暖气管或暖气组片与热源相连通，集热器的顶面也可用不透明保温材料构成；

[5]将其余四个侧面和顶面都用不透明保温材料构成并形成长方体形或园形、椭圆形，将与热源相连通的暖气管或暖气组片与其内表面非密切接触的连接；

[6]将不透明盖子形状的热空气集热器的外形作成类似蒸笼盖子的形状，顶部连通带气泵(52)的进气保温管道(51)，二者都用耐高温材料制作，进气保温管道(51)与水箱(9)中的热气-水热交换器(32)的进气口(57)连通，出气管道(53)伸出到室外，或进气保温管道(51)与组合式热气-空气热交换器的管道(67)和长管道(59)连通，其出气管道(53)伸出到室外。

9.根据权利要求7所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]长管道(59)沿纵向切开有长缝(60)，多片长条形薄金属片重迭在一起，沿纵向***长缝，大约一半位于管道内、另一半位于管道外面，并将管内多片金属片(61)和管外多片金属片(62)都分别分开、都分别形成扇状、互不接触，仅长缝(60)处密封重合在一起；

[2]多根长管道(59)水平横向放置，其两端分别与竖向放置的管道(67)和管道(68)连通，管道(67)的下端密封、上端与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)连通，管道(68)的下端密封、上端与太阳能空气集热器(69)的出气保温管道(53)连通，再将这整个組合装置在窗户(70)下端与墙壁(71)的室内表面连接，太阳能空气集热器(69)与房顶连结，或固定在窗户(70)下端与墙壁(71)的室外表面连接；

[3]多根长管道(59)竖直放置，其两端分别与横向放置的管道(72)和管道(73)连通，管道(72)与竖向放置的管道(67)连结但不连通，管道(67)的下端和管道(73)连通、上端与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)连通，管道(72)的另一端与太阳能空气集热器(69)的出气保温管道(53)连通，再将这整个組合装置在窗户(70)下端与墙壁(71)的室内表面连接，太阳能空气集热器(69)与房顶连结，或固定连接在窗户(70)下端与墙壁(71)的室外表面连接；

[4]长管道(59)环绕墙跟与踢足线连接或埋在地板下面，其两端分别与太阳能空气集热器(69)的带气泵(52)的进气保温管道(51)和出气保温管道(53)连通，太阳能空气集热器(69)与房顶连结，或固定在窗户(70)下端与墙壁(71)的室外表面连接。

10.根据权利要求7所述的特殊多重温室太阳能热利用新型实用产品，其特征是：

[1]太阳能集热器(7)与温室内背面(4)、底面(2)连接，温室内集热面积S₁之外还有辅助面积S₂，其上表面均涂有黑色光谱选择性涂层；大热水箱(9)与室内墙壁或天花板处连接，其内部连接有空气-水热交换器(32)；

[2]位于多重温室内的小开水箱(8)与集热器(7)的上端连通，水位计(75)也与集热器(7)的上端连通，水位计(75)中插有温度计(76)；

[3]在上部保温管(77)上，连通多根短管a，多根短管a穿过温室上底面(3)与温室内连通，上部保温管(77)的一端封闭、另一端开口，开口端与出气保温管道(51)的一端连通，出气保温管道(51)穿过多重温室和窗户(70)，中间连接有空气泵(52)，其另一端与位于大热水箱(9)中的热交换器(32)的进气孔(57)密封连通；

[4]下部保温管(78)一端封闭、另一端开口，其上开有多个出气口b，将下部保温管(78)与温室内下部前端的内表面连接，将其开口端穿出温室并与进气保温管道(53)的一端连通，进气保温管道(53)穿过多重温室和窗户(70)、其另一端与位于大热水箱(9)中的热交换器(32)的出气孔(58)密封连通；

[5]空气泵(52)的电源线可以与家用电源连接，也可以与放在温室内辅助面积S₂的内表面上的太阳能电池板(79)连接。

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