專利名稱：太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能熱水器，具體說，涉及一種采用玻璃真空集熱管的太陽能熱水器。
現(xiàn)有的采用玻璃真空集熱管的太陽能熱水器的通常結(jié)構(gòu)如


圖1所示。玻璃真空管吸收太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能加熱管中的水，熱水膨脹自上方管口溢出，同時水箱中的冷水也由此口進入管中而接收太陽能加熱。在這種冷熱水相對流動的過程中，不可避免會產(chǎn)生冷熱對流運動；尤其是在管口部位冷熱水混合使進入管中的冷水的溫度升高，從而降低了傳熱速度。由于玻璃真空管中冷水補充緩慢和管中熱水溫度偏高，就會使管壁溫度升高，從而使損失于大氣中的能量徒然增加，這樣制約了太陽能熱水器的吸熱效率。通常太陽能玻璃真空集熱管對輻射能的吸收效率可高達93％而整臺太陽能熱水器的吸熱效率僅為53％左右。
因此本實用新型的目的是提供一種具有較高吸熱效率的太陽能熱水器。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本實用新型的一種太陽能熱水器，它包括水箱、多個并列布置的玻璃真空管和固定所述水箱和玻璃真空管的支架；其特點是，還包括與水箱連通的聯(lián)集管，所述各玻璃真空管的管口端插入所述聯(lián)集管；一設(shè)置在聯(lián)集管內(nèi)腔中與水箱的冷水區(qū)相連通的冷水主管；多根與所述冷水主管并聯(lián)連通并置于各玻璃真空管中的細導管。
采用本實用新型的上述技術(shù)方案，水箱中的冷水經(jīng)過冷水主管而分流直達玻璃真空管的底部，由于存在一定的壓差，下部的水由下而上地推動吸收了太陽能熱能的熱水溢出玻璃真空管的管口，經(jīng)聯(lián)集管上方出口而匯集到水箱上部。在這個傳熱的流程中，將冷熱水的相向運動基本上隔離開，從而加快了將玻璃真空管采集到的太陽能熱能輸送到保溫性能很好的水箱中貯存起來的過程，因而提高了太陽能熱水器的吸熱效率。同時，由于水箱位置降低，安裝的穩(wěn)定性得到提高。
下面將參照附圖對本實用新型的具體實施例進行具體描述，以便更清楚理解本實用新型的目的、特點和優(yōu)點。
圖1是已有技術(shù)的太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型一實施例的太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是將圖2所示實施例應(yīng)用于熱水工程的一種結(jié)構(gòu)布置的示意圖；圖4是將圖2所示實施例應(yīng)用于熱水工程的另一種結(jié)構(gòu)布置的示意圖。
圖2示出本實用新型的一種自然循環(huán)式太陽能熱水器，它包括水箱2、多個并列布置(圖中僅示出一個)的玻璃真空管3和固定所述水箱2和玻璃真空管3的支架1；與水箱2形成一體的聯(lián)集管4，所述各玻璃真空管3的管口端7伸入所述聯(lián)集管內(nèi)腔8的下部，在該內(nèi)腔上部有一通入水箱的出水通路9；一設(shè)置在聯(lián)集管內(nèi)腔8中的冷水主管5，它通過連接管10與水箱2的下部冷水區(qū)相連通；多根與所述冷水主管5并聯(lián)連通并置于相應(yīng)各玻璃真空管3中的細導管6。
如圖2所示，水箱2下部冷水區(qū)的冷水經(jīng)過連接管10到達冷水主管8，由冷水主管再通過細導管6分流而直達玻璃真空管3的底部，在水壓差的作用下，下部的水由下而上，如圖中所示小箭頭方向推動吸收了來自太陽光線S的輻射熱能的熱水溢出玻璃真空管3的管口7而進入聯(lián)集管內(nèi)腔8，再經(jīng)聯(lián)集管4上部的出水通路9引入到水箱2的上部。在此傳熱過程中，由于冷水是通過細導管6直接引入玻璃真空管3的底部，故能將冷熱水的相向運動基本上隔離開，從而加快了將玻璃真空管3收集到的太陽能熱能輸送到保溫性能很好的水箱中貯存起來的過程，因而提高了太陽能熱水器的吸熱效率。
圖3示出本實用新型應(yīng)用于熱水工程的一種布置型式，如圖所示，在這種型式中玻璃真空管3橫向排列，聯(lián)集管4垂向例如按照屋頂斜面傾斜，各玻璃真空管3的開口端相對引入聯(lián)集管的內(nèi)腔8，冷水由下方經(jīng)冷水主管5分流到各細導管6中，在近玻璃真空管封閉末端處流出，熱水則匯集到聯(lián)集管內(nèi)腔8由上方出口排出。其冷熱水的流動和熱量傳輸過程同圖2所示的實施例。由下而上分布在各玻璃真空管3中的各根冷水細導管6具有簡單的結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生不同的阻尼，使各玻璃真空管3中的流量趨于均勻。這種布置方式采用直流式運行，要比圖2實施例自然循環(huán)式效果好，因而適合大型熱水工程。在聯(lián)集管的出口設(shè)置有溫控閥(未圖示)。采用溫控閥控制，可使玻璃真空管中的熱水在達到一定溫度后才排出，此即直流式運行。溫控閥可以是電控的，也可以是波紋管閥。采用電控方式更理想，因可以應(yīng)用現(xiàn)代智能型自動控制技術(shù)，大量有效地儲存太陽能熱能，以供陰雨天使用。由于具有一定的規(guī)模，這種方式實際上很經(jīng)濟；同時，由于水箱并不置于屋頂上，免除了笨重的支架及安裝的危險性，適合于城市居民多層住宅的推廣應(yīng)用。對于更大規(guī)模的工程或冷水水位偏低的條件，則可以采取強制循環(huán)式。
圖4示出本實用新型的另一種布置型式。如圖所示，在這種布置型式中玻璃真空管3垂向傾斜而聯(lián)集管4橫向布置。這種排列的應(yīng)用方式同圖3，適宜采用直流式或強制循環(huán)式，也可獲得良好的效果。尤其當精確控制玻璃真空管中的進水水位時，可得到低壓或中壓蒸汽，以供空調(diào)或發(fā)電用。
雖然上面例舉了本發(fā)明的三種布置型式，但應(yīng)理解到，只要不違背本實用新型的精神實質(zhì)，還可以有種種的變型和變化，這些變型和變化都在本實用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1．一種太陽能熱水器，它包括水箱、多個并列布置的玻璃真空管和固定所述水箱和玻璃真空管的支架；其特征在于，還包括與水箱連通的聯(lián)集管，所述各玻璃真空管的管口端插入所述聯(lián)集管；一設(shè)置在聯(lián)集管內(nèi)腔中與水箱的冷水區(qū)相連通的冷水主管；多根與所述冷水主管并聯(lián)連通并置于各玻璃真空管中的細導管。
2．如權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的聯(lián)集管與水箱一體形成；所述的玻璃真空管斜向地并列布置。
3．如權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述玻璃真空管橫向排列布置；所述聯(lián)集管垂向傾斜布置；水箱與聯(lián)集管脫體，另行布置在屋頂以下的地方或其它位置上。
4．如權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述玻璃真空管垂向傾斜布置；所述的聯(lián)集管橫向排列布置；水箱與聯(lián)集管脫體，另行布置在屋頂以下的地方或其它位置上。
5．如權(quán)利要求3或4所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的細導管具有不同的阻尼。
6．如權(quán)利要求3或4所述的太陽能熱水器，其特征在于，在所述聯(lián)集管的出口處設(shè)有溫控閥。
7．如權(quán)利要求6所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的溫控閥是一種電控閥。
8．如權(quán)利要求6所述的太陽能熱水器，其特征在于，所述的溫控閥是一種波紋管閥。
專利摘要一種太陽能熱水器包括:水箱、玻璃真空管和支架;其特點是還包括:與水箱連通的聯(lián)集管,各玻璃真空管的管口端插入聯(lián)集管;設(shè)置在聯(lián)集管內(nèi)腔中與水箱的冷水區(qū)相連通的冷水主管;與冷水主管并聯(lián)連通并置于各玻璃真空管中的細導管。由于采用了新型的聯(lián)集管將冷熱水的相向運動基本隔離開,加快了熱傳導和熱對流,從而提高了其吸熱效率。這種太陽能熱水器可以是自然循環(huán)式、直流式或強制循環(huán)式;應(yīng)用于大型的太陽能熱水工程,效果更為顯著。
文檔編號F24J2/05GK2438985SQ0021804
公開日2001年7月11日 申請日期2000年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月15日
發(fā)明者施展 申請人:施展