專利名稱：懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種屬于自然對流傳熱工作方式的太陽能熱水器集熱管的旁集管，尤其是涉及通過加快自然對流傳熱的流速來提高懸掛(分體)式太陽能熱水器熱效率的一種旁集管。
背景技術：
在我國，工作方式屬于自然對流(循環(huán))傳熱的“陽臺懸掛式”太陽能熱水器的早期產(chǎn)品是北京凱笛新技術公司的專利ZL94200291.1(一種壁掛式真空管太陽能熱水器)，該專利的保護期已過期，但其衍生產(chǎn)品仍見于市。這類產(chǎn)品的特點是采用全玻璃真空集熱管，這種集熱管已有百年成功史、價格又低；另一個特點是采集太陽能的工作方式歸屬于自然對流(循環(huán))傳熱，因而不需配備帶有自動啟動裝置的循環(huán)泵；再一個特點是由多根集熱管按“橫向”插入一根旁集管組成集熱管系統(tǒng)，集熱管按橫向布置方式可使集熱管系統(tǒng)的高度降低，因而適宜安裝在陽臺矮墻的外側(因矮墻的高度不足1m)。但是該熱水器集熱管系統(tǒng)中的“旁集管”的結構極簡單，其內(nèi)腔是一個空腔，從以后的分析可知這種空腔式的旁集管使集熱管系統(tǒng)的熱效率不高。本實用新型的主導思想是改變“旁集管”內(nèi)腔的結構，即沿軸向設置一塊獨特的分割板，使集熱管系統(tǒng)的自然對流傳熱的強度提高，最終提高熱水器的熱效率。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于“懸掛(或分體)式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管”，本“懸掛式”熱水器集熱管系統(tǒng)中每根全玻璃真空集熱管均按“橫向”插入一根旁集管，該旁集管內(nèi)腔設置一塊沿軸向呈現(xiàn)左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)的隔板，它把旁集管內(nèi)腔分割成兩部分，分別使冷熱水在其中流動，這樣最終使集熱管系統(tǒng)的熱效率得以提高。
多根全玻璃真空集熱管沿水平或略有傾斜方向插入一根旁集管組成集熱管系統(tǒng)，然后與水箱連接使系統(tǒng)中充滿水。當入射陽光后使集熱管內(nèi)腔的水溫逐漸增高。熱水的密度比冷水要小，使熱水總是處于集熱管內(nèi)腔的“上半圓”部分(冷水--“下半圓”部分)這樣，在旁集管內(nèi)腔，冷水總是從集熱管端口的“下半圓”部分流進集熱管(熱水--“上半圓”部分流出)，這種冷、熱水之間的溫差ΔT正是集熱管、或集熱管系統(tǒng)、或熱水器按自然對流傳熱獲取太陽能的原動力。ΔT愈大，自然對流傳熱的強度就愈大、熱水器的熱效率就愈高。所以，采用適當裝置使旁集管內(nèi)腔的冷、熱水相互隔離，不混合，才能使ΔT維持最大值，最終提高熱效率。


圖1是本實用新型的旁集管的軸向(縱向)剖面視圖，虛線圓是“橫向”集熱管插入口。當集熱管沿水平或略有傾斜(仰角小于30°)方向插進(所謂“橫向”插進)一根垂直放置或略有傾斜(與鉛垂線夾角不應超過30°)的旁集管(1)組成集熱管系統(tǒng)，那么每根集熱管端口的“上半圓”部分是熱水出口(“下半圓”部分--冷水進口)，每根集熱管的“上(下)半圓”部分的交界線不一定恰是經(jīng)過圓心的水平線，其具體位置隨不同季節(jié)陽光入射方向變動而變動；為簡潔計本說明書設定它是過圓心的水平線。這樣，在旁集管(1)的內(nèi)腔，各集熱管的端口恰沿垂線方向排布，從而使各集熱管端口的“上半圓”(熱水出口)與“下半圓”(冷水進口)呈交錯排布，即自旁集管(1)頂端開始往底端統(tǒng)計，按“熱-冷-熱-冷-…熱-冷”交錯排布。為使各“上(下)半圓”，即熱(冷)水的出(進)口分別聯(lián)通在一起，必須采用一塊沿軸向呈現(xiàn)“左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)”的隔板(2)把旁集管內(nèi)腔分隔成兩部分一部分稱冷水室(X)，它與各集熱管端口“下半圓”冷水進口相聯(lián)通，其頂端開設冷水進口(a)；另一部分稱熱水室(Y)，它與各集熱管端口“上半圓”熱水出口相聯(lián)通，其頂端開設熱水出口(b)。冷(x)、熱(Y)水室相互隔離。
以下結合附圖把本實用新型的內(nèi)容與附圖內(nèi)容進一步說明。
圖1是本實用新型“分隔室型旁集管”的縱剖面圖，(1)為長方盒形旁集管的外殼，底端封閉，頂端有冷水進口(a)與熱水出口(b)；虛線圓是安插全玻璃真空集熱管(f)的示意插口，各虛線圓的上半圓形面積與集熱管熱水出口相應、各虛線圓的下半圓形面積與集熱管冷水進口相應；(2)是從頂端開始整體方向沿軸向往下，呈左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)直至底端的隔板。從
圖1的投影圖觀察可見，隔板(2)恰把各集熱管端口的“上半圓”形熱水出口聯(lián)通成為熱水室(Y)、熱水從頂端熱水出口(b)流出；隔板(2)同時把各集熱管端口的“下半圓”冷水出口聯(lián)通成為冷水室(X)、冷水從頂端冷水出口(a)流入。為進一步顯示隔板(2)的工作原理結構，分別畫出四個層面的剖面圖圖2是A-A向剖視圖；圖3是B-B向剖視圖；圖4是C-C向剖視圖；圖6也是C-C向剖視圖，其中虛線圖形表示集熱管(f)插進旁集管的示意圖；圖5是E-E向剖視圖。從
圖1可見，旁集管(1)內(nèi)腔的熱水與冷水相互隔離、各行其道不會混合，這就使冷熱水之間的溫差ΔT保持最大值，因而自然對流傳熱的流速加快、強度增加，使集熱管系統(tǒng)的熱效率大幅度提高。
旁集管(1)的殼體以及沿軸向呈左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)隔板(2)，它倆可由金屬材料制成、亦可由工程塑料制成、亦可由“金屬--工程塑料型”復合材料制成。
旁集管(1)垂直安置，亦可偏離鉛垂方向略傾斜安置，這時旁集管(1)軸線與鉛垂線之間夾角不應大于30°，因集熱管(f)按直角關系插進旁集管(1)，當旁集管(1)過度傾斜時，集熱管(f)亦隨之過度傾斜，漸漸呈現(xiàn)“直立”狀態(tài)，這時集熱管(f)進入“直插式”范疇，不屬于本實用新型所述的“橫插式”范疇。
本實用新型的優(yōu)點集熱管(f)屬“橫插式”進入旁集管(1)，由于陽臺南側矮墻高度不足1m，只有橫插式才可能使用長度超過1.5m的、通用的全玻璃真空集熱管(f)；集熱管系統(tǒng)熱效率有大幅提高；集熱管系統(tǒng)基本緊貼墻面安置，使迎風面與遭受冰雹撞擊面積大為減小。
實施方式實際安裝時，旁集管(1)外圍均有聚氨酯保溫層，并盡量緊貼墻面。以減小冰雹侵襲的損害。旁集管(1)頂部有兩根工程塑料軟管與冷(a)、熱(b)水接管連接，兩根軟管保溫后與安置在陽臺內(nèi)側高處的儲水箱連通。水箱的冷、熱水接管口設置在底部(儲水箱的其他附屬設與慣例相同)。旁集管(1)沿鉛垂線方向安置，緊貼墻面，以減小冰雹侵襲的損害。集熱管(1)的數(shù)量配置及其長度與管徑取決于儲水箱的盛水容積。各集熱管(f)按直角關系插入旁集管(1)后就構成懸掛在陽臺矮墻外側的集熱管系統(tǒng)。至此，遵照常規(guī)規(guī)程，可使本實用新型“(陽臺)懸掛(鑲嵌)式太陽能熱水器”投入使用。
權利要求1.一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，由多根全玻璃真空集熱管橫向插入一根基本直立的旁集管組成懸掛式太陽能熱水器的集熱管系統(tǒng)，旁集管的內(nèi)腔是空腔，其特征在于，在基本直立的旁集管內(nèi)腔設置一塊從頂端開始，基本沿著軸向左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)直達底端的隔板(2)，該隔板(2)把旁集管內(nèi)腔分隔成兩部分，組成基本直立的分隔室型旁集管(1).
2.根據(jù)權利要求1所述的一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述沿著軸向左、右連續(xù)彎轉(zhuǎn)直達底端的隔板(2)經(jīng)過各全玻璃真空集熱管(f)插入口的圓形端口時，從投影圖觀察把各插入口圓形端口都分割成“上半圓形”部分與“下半圓形”兩種類型的部分.
3.根據(jù)權利要求2所述的一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述連續(xù)彎轉(zhuǎn)的隔板(2)把各集熱管(f)的圓形端口都分割成“上(下)半圓形”兩種類型的“半圓形”部分的同時，各個“上半圓形”部分與旁集管(1)的內(nèi)腔聯(lián)通成一體成為分隔室型旁集管(1)內(nèi)腔中的熱水室(Y)；各個“下半圓形”部分與旁集管(1)的內(nèi)腔聯(lián)通成一體成為分隔室型旁集管(1)內(nèi)腔中的冷水室(X).冷水室(X)與熱水室(Y)的頂端各有接管口.
4.根據(jù)權利要求1所述的一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述基本直立的分隔室型旁集管(1)的軸線與鉛垂線之間的夾角小于30°.
5.根據(jù)權利要求1所述的一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述多根全玻璃真空集熱管橫向插入分隔室型旁集管(1)以后，各全玻璃真空集熱管的軸線與水平線方向的夾角不超過30
6.根據(jù)權利要求1所述的一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述分隔室型旁集管(1)與連續(xù)彎轉(zhuǎn)直達底端的隔板(2)，它倆可以由金屬材料制成，亦可以由工程塑料制成，亦可以由“金屬--工程塑料”復合型材料制成.
專利摘要本實用新型公開了一種懸掛式太陽能熱水器集熱管的分隔室型旁集管，該旁集管直立式安裝，各全玻璃真空集熱管從其側面插入構成集熱管系統(tǒng)，旁集管內(nèi)腔安裝一塊從頂端開始、整體沿軸向往下、呈現(xiàn)左右連續(xù)彎轉(zhuǎn)直至底端的隔板，把旁集管內(nèi)腔分隔成互不混合的冷(熱)水室，冷(熱)水室頂端有冷(熱)水接口與儲水箱相連通。旁集管內(nèi)腔的冷、熱水互相不混合，使兩者之間溫差維持最大值，從而使集熱管系統(tǒng)的自然對流傳熱強度大幅度提高，使該懸掛式太陽能熱水器具有很高的性價比。因集熱管按橫向插入旁集管，使集熱管系統(tǒng)的高度不會太高，可安裝在高度不足1m的陽臺南側矮墻的外側，故極適合于陽臺懸掛(鑲嵌)式太陽能熱水器使用。
文檔編號F24J2/46GK2932233SQ20062011754
公開日2007年8月8日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權日2006年5月29日
發(fā)明者劉聲普 申請人:劉聲普