太陽能熱水器專利技術(shù)掃描

　　太陽能熱水器能取代煤、油、氣、電等熱水裝置，減少人們的能源支出。例如，每平方米的太陽能熱水器每年可節(jié)省200-300斤標(biāo)準(zhǔn)煤。除了能源完全免費(fèi)，這種熱水器還不污染環(huán)境。在一次性能源價(jià)格持續(xù)高漲的情況下，太陽能熱水器可望逐步替代其他熱水裝置，成為占據(jù)市場主導(dǎo)地位的熱水器。

　　我國太陽能光熱應(yīng)用面積及其增長速度，太陽能熱水器保有量、年產(chǎn)量、出口量等均居世界第一位。例如，我國太陽能光熱應(yīng)用面積是歐美總和的4倍多，占世界總面積約76%，而且年增長速度約20-30%。據(jù)中國農(nóng)村能源協(xié)會(huì)太陽能熱利用專業(yè)委員會(huì)估計(jì)，目前我國太陽能熱水器年銷售額超過200億元，每年替代常規(guī)能源約1.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳約2.6億噸。到2010年，我國太陽能熱水器年產(chǎn)量將達(dá)3000萬平方米，總保有量將達(dá)1.5億平方米，逐步形成一個(gè)相當(dāng)龐大的產(chǎn)業(yè)。不過，一旦我國太陽能熱水器能夠大規(guī)模進(jìn)入全球市場，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能可望取得更大規(guī)模的提升，從而為數(shù)百萬人創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。

　　在我國公開的專利文獻(xiàn)中，我國當(dāng)事人擁有的文獻(xiàn)量占90%以上。不過，我國絕大部分文獻(xiàn)系個(gè)人發(fā)明；國外大部分文獻(xiàn)則屬于職務(wù)發(fā)明。值得憂慮的是，我國某些骨干企業(yè)公開的專利文獻(xiàn)很少。有些骨干企業(yè)則沒有公開任何發(fā)明專利文獻(xiàn)。我國某些堪稱世界龍頭的大企業(yè)公開了不少實(shí)用新型專利文獻(xiàn)，但是發(fā)明專利申請，尤其PCT專利申請寥寥無幾，在美國、歐洲、日本等地區(qū)也沒有公開發(fā)明專利申請。我國企業(yè)雖然已經(jīng)占據(jù)全球70%以上的市場份額，但是專利實(shí)力不強(qiáng)，遠(yuǎn)未利用現(xiàn)有的技術(shù)和市場優(yōu)勢形成壓倒性的專利、國際標(biāo)準(zhǔn)部署優(yōu)勢。更值得憂慮的是，我國某些大企業(yè)的專利絕大部分用公司大股東個(gè)人的名義申報(bào)，而且專利撰寫質(zhì)量明顯偏低，專利挖掘的深度和廣度有明顯紕漏，其能夠?qū)崿F(xiàn)跑馬圈地功能的專利也極少。這表明，這些公司基本上還沒有建立現(xiàn)代化的專利管理制度，其知識(shí)產(chǎn)權(quán)事業(yè)的發(fā)展后勁不足。

　　從技術(shù)內(nèi)容看，中外當(dāng)事人在華公開的發(fā)明專利文獻(xiàn)主要分布在如下領(lǐng)域：

　　第一，涂層。例如，清華大學(xué)太陽能電子廠的CN96120413.3號(hào)文獻(xiàn)涉及一種可控?zé)岚l(fā)射率的太陽選擇性吸收涂層及制造方法。其中，吸收陽光的涂層通過選擇半透、全透等金屬底層，通過改變金屬底層厚度，通過選擇鄰近金屬底層的復(fù)合材料薄膜厚度等控制熱發(fā)射率，抑制集熱管空曬溫度。

　　第二，集熱管。例如，沈陽聚智電子科技有限公司的CN03111538.1號(hào)文獻(xiàn)涉及一種玻璃-金屬焊接太陽能真空集熱管及其制造工藝。其中，透明玻璃外管內(nèi)的金屬導(dǎo)熱管上鍍有透明光熱轉(zhuǎn)化膜。玻璃外管的端部與金屬導(dǎo)熱管通過合金環(huán)熔焊連接在一起。玻璃外管與金屬導(dǎo)熱管及合金環(huán)之間形成封閉的真空空間。透明玻璃外管材料與合金環(huán)材料的膨脹系數(shù)基本一致。它適合在高寒地區(qū)建造大型太陽能集熱工程。清華大學(xué)太陽能電子廠的CN96109027.8號(hào)文獻(xiàn)涉及一種承壓式全玻璃真空管太陽集熱器。它能承受3.5-4.5個(gè)大氣壓的自來水壓力，能制作承壓式全玻璃真空太陽能熱水器和熱水供給系統(tǒng)。國外企業(yè)也有相關(guān)發(fā)明。例如，土耳其某公司的CN200410032299.5號(hào)文獻(xiàn)涉及一種帶有內(nèi)置容器的模塊化太陽能管。它包括用于吸收太陽射線的集熱器表面、冷水入口和熱水出口，還包括至少一個(gè)容器裝置、至少一個(gè)主體裝置。在容器裝置上直接設(shè)置所述集熱器表面，形成容器的部分或全部。主體裝置與容器裝置連接形成一個(gè)封閉空間。供水網(wǎng)絡(luò)和容器裝置之間設(shè)有傳遞熱能的通道。全球第一大太陽能熱水器制造商山東皇明集團(tuán)也有相關(guān)發(fā)明。例如，該公司負(fù)責(zé)人黃鳴持有的CN01141781.1號(hào)文獻(xiàn)涉及一種熱管式太陽能真空集熱管。其中，端蓋可以套裝在全玻璃真空管上面，也可以插接在真空管內(nèi)，再用膠粘劑封固。端蓋上部有一尾管可以排氣和注液。真空管可填充材料，另可加裝翅片或絲網(wǎng)。在端蓋表面涂有四氟乙烯層以防止結(jié)垢。該真空管不會(huì)產(chǎn)生冷暴熱裂現(xiàn)象且傳熱效率高。

　　第三，反射器。例如，清華大學(xué)太陽能電子廠的CN96120442.7號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能漫反射器。它采用軋花鋁板或具有氧化鋁保護(hù)膜的軋花鋁板制造太陽能漫反射器，能夠長期保持反射率。

　　第四，測定、操作和控制技術(shù)。例如，清華陽光能源開發(fā)有限責(zé)任公司的CN02117758.9號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽熱水器及熱水系統(tǒng)集熱量的混水測試方法及測試裝置。它采用混水方法，使貯熱水箱里的水溫均勻化，進(jìn)而測試貯熱水箱的初始溫度、終止溫度，再用集熱量公式計(jì)算集熱量。它的CN02117759.7號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽熱水器及熱水系統(tǒng)貯熱水箱熱損系數(shù)測試方法及裝置。青島大學(xué)的CN00121844.1號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能熱水器集熱器自動(dòng)跟蹤陽光的方法。它能實(shí)現(xiàn)集熱器受光面始終與陽光保持垂直。西安交通大學(xué)的CN200510043025.0號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能與熱泵聯(lián)合集熱計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它包括現(xiàn)場監(jiān)控主機(jī)、PC計(jì)算機(jī)、多路溫度傳感器、水位傳感器、太陽光照度傳感器、信號(hào)處理器。它在電腦內(nèi)建立模糊規(guī)則庫，通過對多個(gè)太陽能集熱器的溫度、供熱水箱溫度、環(huán)境溫度、太陽光照度、水箱水位的采集，根據(jù)采集的各種溫度數(shù)據(jù)，進(jìn)行解模糊運(yùn)算，輸出控制信號(hào)，控制太陽能集熱器與水箱的循環(huán)泵、空氣源熱泵機(jī)組、用戶供水泵、供水電磁閥等設(shè)備科學(xué)合理地工作，從而最大限度的利用太陽能。珠海錦田機(jī)電有限公司的CN200410027145.7號(hào)文獻(xiàn)涉及一種用于太陽能熱水器的定溫逐級(jí)上水方法。

　　第五，外殼、內(nèi)釉、聚光器等配件。例如，清華陽光太陽能設(shè)備有限責(zé)任公司的CN02120883.2號(hào)文獻(xiàn)涉及一種鍍鋁鋅鋼板制成的太陽熱水器貯熱水箱外殼。美國特拉森有限公司的CN98807177.0號(hào)文獻(xiàn)涉及一種用于采集和集中光輻射的全息平面聚光器。該全息平面聚光器包括高透射率平板和設(shè)置在它表面上的至少一個(gè)多路傳輸全息光學(xué)薄膜。煙臺(tái)市搪瓷廠的CN86104870號(hào)文獻(xiàn)涉及一種用于吸收太陽能的搪瓷釉。

　　第六，熱水器。例如，國外申請中，澳大利亞高夫工業(yè)股份有限公司的CN98810286.2號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能熱水器。某日本人的CN01800665.5號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽熱利用系統(tǒng)。它包括在集熱體和絕熱外殼之間的水蒸氣發(fā)生室、將微小水滴供給水蒸氣發(fā)生室內(nèi)的供給裝置。

　　國內(nèi)申請中有一部分是職務(wù)發(fā)明。例如，北京太陽能研究所的CN85100744號(hào)文獻(xiàn)涉及一種高保溫性能的太陽能熱水器。它由吸收太陽能并貯存熱水的玻璃真空集熱瓶和所附的W形太陽光反射板構(gòu)成。上海交通大學(xué)的CN01126634.1號(hào)文獻(xiàn)涉及一種直膨式太陽能熱泵熱水器。無錫高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展股份有限公司的CN200510094190.9號(hào)文獻(xiàn)涉及一種冰箱型空氣源熱泵熱水器。其中，壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、排風(fēng)機(jī)分別安裝在底板座上。底板座與外殼體之間、外殼體與水箱之間采用PU保溫材料灌裝為一個(gè)整體。壓縮機(jī)與冷凝盤管聯(lián)接并置于水箱底部。凝盤管聯(lián)接干燥過濾器，通過膨脹管與蒸發(fā)器聯(lián)接。蒸發(fā)器與壓縮機(jī)接通，在冷水管上聯(lián)接穩(wěn)壓閥，并與補(bǔ)水管聯(lián)接，熱水管聯(lián)接水箱。它能把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，向人們提供經(jīng)濟(jì)適用的生活熱水。

　　我國還有大量的個(gè)人發(fā)明。其中，全球第一大太陽能熱水器制造商山東皇明集團(tuán)負(fù)責(zé)人黃鳴等公開了幾項(xiàng)核心發(fā)明專利文獻(xiàn)。例如，黃鳴等的CN02116699.4號(hào)文獻(xiàn)涉及一種內(nèi)置反光板的非真空三層管太陽能集熱裝置。它由外管和中管及內(nèi)管三層管同心配置而成。外管與中管之間裝有符合拋物面形狀的反光板。端蓋呈臺(tái)階形狀并與外管兩端的內(nèi)壁和中管的外壁及內(nèi)管的外壁貼合并用膠粘劑封固成一體，可防止塵土侵入造成積塵，影響透光性能和集熱作用。內(nèi)管用金屬材料制成，水或其它介質(zhì)流過內(nèi)管時(shí)，反光板反射陽光的光線，使其呈線狀聚焦于內(nèi)管，加熱內(nèi)管中的水或其它介質(zhì)。黃鳴的CN02153308.3號(hào)文獻(xiàn)涉及一種夾套式全玻璃真空管太陽能熱水器。其中，換熱夾套焊接在可承壓的內(nèi)膽上，排氣管與壓力平衡罐相連接，管端穿過水箱外殼，換熱夾套與承壓內(nèi)膽相接，換熱夾套內(nèi)是一保溫層。換熱夾套與承壓內(nèi)膽兩端各共用一個(gè)內(nèi)蓋，注液管一端裝有封口螺母，另一端伸入外殼和換熱夾套，真空集熱管一端從外殼插入，穿過換熱夾套，用連接體固定于內(nèi)膽上面。使用時(shí)，換熱夾套和真空集熱管內(nèi)的工作介質(zhì)吸收集熱管從太陽能輻射的能量，使介質(zhì)溫度上升，因而加熱內(nèi)膽中的水，使介質(zhì)體積膨脹，增大的體積進(jìn)入壓力平衡罐，使換熱夾套處于非承壓狀態(tài)，反之，壓力罐內(nèi)的工作介質(zhì)又流入換熱夾套。

　　第七，下游應(yīng)用。我國公開的專利文獻(xiàn)中有些屬于太陽能熱水器的下游應(yīng)用技術(shù)。例如，中國科學(xué)院石家莊農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究所的CN87100093號(hào)文獻(xiàn)涉及一種被動(dòng)太陽房多功能水墻系統(tǒng)。北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠的CN93117941.6號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能遮陽涼棚。其中，在窗戶上方斜向支撐的矩形框架內(nèi)縱向排列由若干個(gè)反射鏡瓦和吸熱水管組成的太陽能熱水器，進(jìn)行形成遮陽裝置。上海市向明中學(xué)的CN200410054166.8號(hào)文獻(xiàn)涉及一種用太陽能熱水器制作的溫室裝置。石家莊市金盟新技術(shù)公司的CN93108672.8號(hào)文獻(xiàn)涉及一種窗式保健太陽能熱水器。國外申請人也公開了相關(guān)文獻(xiàn)。例如，日本尾瀨株式會(huì)社的CN91110853.X號(hào)文獻(xiàn)涉及一種兼作焚燒爐的殺菌熱水器。它由連通狀態(tài)的上部槽、中間槽和下部槽構(gòu)成殺菌熱水器本體。下部槽中設(shè)有燃燒室，上部槽與中間槽的中央設(shè)有與燃燒室連通的加熱室。熱水器本體前面裝有太陽熱熱水器。加熱室中設(shè)有將上部槽內(nèi)的熱水導(dǎo)入殺菌室加溫殺菌的殺菌裝置。日本白井商事的CN95195461.X號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能蓄熱裝置及設(shè)有該裝置的熱水供給系統(tǒng)。日本株式會(huì)社OM太陽能協(xié)會(huì)和株式會(huì)社OM研究所的CN02142074.2號(hào)文獻(xiàn)涉及一種太陽能建筑系統(tǒng)。它可用于建造利用太陽能進(jìn)行室內(nèi)供暖、供冷、換氣、除濕和供應(yīng)熱水的太陽能建筑。

　　第八，復(fù)合功能系統(tǒng)。例如，大連冰山集團(tuán)有限公司的CN01117295.9號(hào)文獻(xiàn)涉及一種采暖、空調(diào)、熱水用太陽空氣電熱復(fù)合熱泵系統(tǒng)。它通過太陽、空氣、電熱三能源的互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)采暖、空調(diào)、熱水三功能的綜合利用。它的CN02104844.4號(hào)文獻(xiàn)涉及一種二級(jí)水環(huán)復(fù)合熱泵驅(qū)動(dòng)的采暖空調(diào)熱水系統(tǒng)。某希臘人的CN02809768.8號(hào)文獻(xiàn)涉及一種同時(shí)生產(chǎn)電能、熱能、冷卻能的三用聚光型太陽能系統(tǒng)。