太阳能热水器专利技术扫描

　　太阳能热水器能取代煤、油、气、电等热水装置，减少人们的能源支出。例如，每平方米的太阳能热水器每年可节省200-300斤标准煤。除了能源完全免费，这种热水器还不污染环境。在一次性能源价格持续高涨的情况下，太阳能热水器可望逐步替代其他热水装置，成为占据市场主导地位的热水器。

　　我国太阳能光热应用面积及其增长速度，太阳能热水器保有量、年产量、出口量等均居世界第一位。例如，我国太阳能光热应用面积是欧美总和的4倍多，占世界总面积约76%，而且年增长速度约20-30%。据中国农村能源协会太阳能热利用专业委员会估计，目前我国太阳能热水器年销售额超过200亿元，每年替代常规能源约1.1亿吨标准煤，减排二氧化碳约2.6亿吨。到2010年，我国太阳能热水器年产量将达3000万平方米，总保有量将达1.5亿平方米，逐步形成一个相当庞大的产业。不过，一旦我国太阳能热水器能够大规模进入全球市场，我国相关产业的产能可望取得更大规模的提升，从而为数百万人创造就业机会。

　　在我国公开的专利文献中，我国当事人拥有的文献量占90%以上。不过，我国绝大部分文献系个人发明；国外大部分文献则属于职务发明。值得忧虑的是，我国某些骨干企业公开的专利文献很少。有些骨干企业则没有公开任何发明专利文献。我国某些堪称世界龙头的大企业公开了不少实用新型专利文献，但是发明专利申请，尤其PCT专利申请寥寥无几，在美国、欧洲、日本等地区也没有公开发明专利申请。我国企业虽然已经占据全球70%以上的市场份额，但是专利实力不强，远未利用现有的技术和市场优势形成压倒性的专利、国际标准部署优势。更值得忧虑的是，我国某些大企业的专利绝大部分用公司大股东个人的名义申报，而且专利撰写质量明显偏低，专利挖掘的深度和广度有明显纰漏，其能够实现跑马圈地功能的专利也极少。这表明，这些公司基本上还没有建立现代化的专利管理制度，其知识产权事业的发展后劲不足。

　　从技术内容看，中外当事人在华公开的发明专利文献主要分布在如下领域：

　　第一，涂层。例如，清华大学太阳能电子厂的CN96120413.3号文献涉及一种可控热发射率的太阳选择性吸收涂层及制造方法。其中，吸收阳光的涂层通过选择半透、全透等金属底层，通过改变金属底层厚度，通过选择邻近金属底层的复合材料薄膜厚度等控制热发射率，抑制集热管空晒温度。

　　第二，集热管。例如，沈阳聚智电子科技有限公司的CN03111538.1号文献涉及一种玻璃-金属焊接太阳能真空集热管及其制造工艺。其中，透明玻璃外管内的金属导热管上镀有透明光热转化膜。玻璃外管的端部与金属导热管通过合金环熔焊连接在一起。玻璃外管与金属导热管及合金环之间形成封闭的真空空间。透明玻璃外管材料与合金环材料的膨胀系数基本一致。它适合在高寒地区建造大型太阳能集热工程。清华大学太阳能电子厂的CN96109027.8号文献涉及一种承压式全玻璃真空管太阳集热器。它能承受3.5-4.5个大气压的自来水压力，能制作承压式全玻璃真空太阳能热水器和热水供给系统。国外企业也有相关发明。例如，土耳其某公司的CN200410032299.5号文献涉及一种带有内置容器的模块化太阳能管。它包括用于吸收太阳射线的集热器表面、冷水入口和热水出口，还包括至少一个容器装置、至少一个主体装置。在容器装置上直接设置所述集热器表面，形成容器的部分或全部。主体装置与容器装置连接形成一个封闭空间。供水网络和容器装置之间设有传递热能的通道。全球第一大太阳能热水器制造商山东皇明集团也有相关发明。例如，该公司负责人黄鸣持有的CN01141781.1号文献涉及一种热管式太阳能真空集热管。其中，端盖可以套装在全玻璃真空管上面，也可以插接在真空管内，再用胶粘剂封固。端盖上部有一尾管可以排气和注液。真空管可填充材料，另可加装翅片或丝网。在端盖表面涂有四氟乙烯层以防止结垢。该真空管不会产生冷暴热裂现象且传热效率高。

　　第三，反射器。例如，清华大学太阳能电子厂的CN96120442.7号文献涉及一种太阳能漫反射器。它采用轧花铝板或具有氧化铝保护膜的轧花铝板制造太阳能漫反射器，能够长期保持反射率。

　　第四，测定、操作和控制技术。例如，清华阳光能源开发有限责任公司的CN02117758.9号文献涉及一种太阳热水器及热水系统集热量的混水测试方法及测试装置。它采用混水方法，使贮热水箱里的水温均匀化，进而测试贮热水箱的初始温度、终止温度，再用集热量公式计算集热量。它的CN02117759.7号文献涉及一种太阳热水器及热水系统贮热水箱热损系数测试方法及装置。青岛大学的CN00121844.1号文献涉及一种太阳能热水器集热器自动跟踪阳光的方法。它能实现集热器受光面始终与阳光保持垂直。西安交通大学的CN200510043025.0号文献涉及一种太阳能与热泵联合集热计算机控制系统。它包括现场监控主机、PC计算机、多路温度传感器、水位传感器、太阳光照度传感器、信号处理器。它在电脑内建立模糊规则库，通过对多个太阳能集热器的温度、供热水箱温度、环境温度、太阳光照度、水箱水位的采集，根据采集的各种温度数据，进行解模糊运算，输出控制信号，控制太阳能集热器与水箱的循环泵、空气源热泵机组、用户供水泵、供水电磁阀等设备科学合理地工作，从而最大限度的利用太阳能。珠海锦田机电有限公司的CN200410027145.7号文献涉及一种用于太阳能热水器的定温逐级上水方法。

　　第五，外壳、内釉、聚光器等配件。例如，清华阳光太阳能设备有限责任公司的CN02120883.2号文献涉及一种镀铝锌钢板制成的太阳热水器贮热水箱外壳。美国特拉森有限公司的CN98807177.0号文献涉及一种用于采集和集中光辐射的全息平面聚光器。该全息平面聚光器包括高透射率平板和设置在它表面上的至少一个多路传输全息光学薄膜。烟台市搪瓷厂的CN86104870号文献涉及一种用于吸收太阳能的搪瓷釉。

　　第六，热水器。例如，国外申请中，澳大利亚高夫工业股份有限公司的CN98810286.2号文献涉及一种太阳能热水器。某日本人的CN01800665.5号文献涉及一种太阳热利用系统。它包括在集热体和绝热外壳之间的水蒸气发生室、将微小水滴供给水蒸气发生室内的供给装置。

　　国内申请中有一部分是职务发明。例如，北京太阳能研究所的CN85100744号文献涉及一种高保温性能的太阳能热水器。它由吸收太阳能并贮存热水的玻璃真空集热瓶和所附的W形太阳光反射板构成。上海交通大学的CN01126634.1号文献涉及一种直膨式太阳能热泵热水器。无锡高新技术产业发展股份有限公司的CN200510094190.9号文献涉及一种冰箱型空气源热泵热水器。其中，压缩机、蒸发器、排风机分别安装在底板座上。底板座与外壳体之间、外壳体与水箱之间采用PU保温材料灌装为一个整体。压缩机与冷凝盘管联接并置于水箱底部。凝盘管联接干燥过滤器，通过膨胀管与蒸发器联接。蒸发器与压缩机接通，在冷水管上联接稳压阀，并与补水管联接，热水管联接水箱。它能把太阳能转化为热能，向人们提供经济适用的生活热水。

　　我国还有大量的个人发明。其中，全球第一大太阳能热水器制造商山东皇明集团负责人黄鸣等公开了几项核心发明专利文献。例如，黄鸣等的CN02116699.4号文献涉及一种内置反光板的非真空三层管太阳能集热装置。它由外管和中管及内管三层管同心配置而成。外管与中管之间装有符合抛物面形状的反光板。端盖呈台阶形状并与外管两端的内壁和中管的外壁及内管的外壁贴合并用胶粘剂封固成一体，可防止尘土侵入造成积尘，影响透光性能和集热作用。内管用金属材料制成，水或其它介质流过内管时，反光板反射阳光的光线，使其呈线状聚焦于内管，加热内管中的水或其它介质。黄鸣的CN02153308.3号文献涉及一种夹套式全玻璃真空管太阳能热水器。其中，换热夹套焊接在可承压的内胆上，排气管与压力平衡罐相连接，管端穿过水箱外壳，换热夹套与承压内胆相接，换热夹套内是一保温层。换热夹套与承压内胆两端各共用一个内盖，注液管一端装有封口螺母，另一端伸入外壳和换热夹套，真空集热管一端从外壳插入，穿过换热夹套，用连接体固定于内胆上面。使用时，换热夹套和真空集热管内的工作介质吸收集热管从太阳能辐射的能量，使介质温度上升，因而加热内胆中的水，使介质体积膨胀，增大的体积进入压力平衡罐，使换热夹套处于非承压状态，反之，压力罐内的工作介质又流入换热夹套。

　　第七，下游应用。我国公开的专利文献中有些属于太阳能热水器的下游应用技术。例如，中国科学院石家庄农业现代化研究所的CN87100093号文献涉及一种被动太阳房多功能水墙系统。北京市西城区新开通用试验厂的CN93117941.6号文献涉及一种太阳能遮阳凉棚。其中，在窗户上方斜向支撑的矩形框架内纵向排列由若干个反射镜瓦和吸热水管组成的太阳能热水器，进行形成遮阳装置。上海市向明中学的CN200410054166.8号文献涉及一种用太阳能热水器制作的温室装置。石家庄市金盟新技术公司的CN93108672.8号文献涉及一种窗式保健太阳能热水器。国外申请人也公开了相关文献。例如，日本尾濑株式会社的CN91110853.X号文献涉及一种兼作焚烧炉的杀菌热水器。它由连通状态的上部槽、中间槽和下部槽构成杀菌热水器本体。下部槽中设有燃烧室，上部槽与中间槽的中央设有与燃烧室连通的加热室。热水器本体前面装有太阳热热水器。加热室中设有将上部槽内的热水导入杀菌室加温杀菌的杀菌装置。日本白井商事的CN95195461.X号文献涉及一种太阳能蓄热装置及设有该装置的热水供给系统。日本株式会社OM太阳能协会和株式会社OM研究所的CN02142074.2号文献涉及一种太阳能建筑系统。它可用于建造利用太阳能进行室内供暖、供冷、换气、除湿和供应热水的太阳能建筑。

　　第八，复合功能系统。例如，大连冰山集团有限公司的CN01117295.9号文献涉及一种采暖、空调、热水用太阳空气电热复合热泵系统。它通过太阳、空气、电热三能源的互补，实现采暖、空调、热水三功能的综合利用。它的CN02104844.4号文献涉及一种二级水环复合热泵驱动的采暖空调热水系统。某希腊人的CN02809768.8号文献涉及一种同时生产电能、热能、冷却能的三用聚光型太阳能系统。