太阳能热水器室内辅助加热装置

张豫哲 张一弛

太阳能热水器利用太阳光将水加热，节能环保，深受消费者的欢迎。

传统的太阳能热水器一般安装在楼顶，通过管道（按安装位置分为外管和内管）与室内的出水口相连，两者相距较远，使用时需先排放管道中储藏的冷水。热水在管道中流动时会因缺少保温设施发生热传递，造成水、时间以及能源的浪费，因此有必要进行改进。

一、研制思路

在太阳能热水器的进水管处增加一个快速加热装置，用温度传感器对它进行控制。

当管内的冷水流经加热装置时，其内部的控制装置立即通电，将水加热到预设温度。当进水管中的冷水加热并用完后，管内全是从太阳能热水器中流出的热水，此时，控制装置自动断电，停止加热。

二、研究过程

1.初次试制

开始设计之前，我们了解了太阳能热水器的结构原理，经过反复讨论， 确定了方案——在室内的进水管处增加一个辅助加热装置。

我们买来開关、加热棒、温控开关、水管连接内丝、外丝、不锈钢材质的有盖容器、打孔电钻等，按以下步骤制作。

①在有盖容器的顶部和底部的对应位置各开一个孔径相同的大孔，再在顶部大孔旁边开一个小孔。

②将加热棒置入容器内，剪断加热棒引出其电源线，连接容器内的温控开关，再穿过小孔，连接外置电源线。

③在两个大孔处分别安装两根水管的内丝，上端的内丝连接进水管，下端的内丝连接出水管。

④在所有连接部位涂上绝缘的万能胶进行密封，防止漏水、漏电。

⑤将整个装置安装在墙壁上，连接喷水龙头。

我们插上电源进行试用，效果很好，只是出水温度不太高。

2.再次改进

发现初次试制装置的不足后，我们又进行了如下改进。

①将温控开关改为数码控制，增加控制箱、触摸控制屏等，通过温度探头对水温进行传感，便于自由设定水温。

②将加热棒改为绝缘性更好、发热效率更高的加热管。

③在容器内加装漏电保护器。

改进后的加热装置由温控器、温度过载保护器、漏电保护器、加热管、指示灯和线路板等组成。

接通电源时，电源指示灯亮，开始自动加热，此时加热指示灯亮。当水管中冷水用完，太阳能热水器的热水到达时，温控器触点断开，加热指示灯灭，加热装置处于断电状态。当水温低于预设温度时又开始加热，如此循环可保证一直有适温的热水供应。

三、创新点

1.避免了传统太阳能热水器在使用时需先排放大量冷水的问题，节约了水资源。

2.采用室内加热，避免了传统太阳能热水器外管散热过多的问题，减少了能源耗损。

3.使用大功率加热器，提高了加热效率。（指导老师：刘道丰）