專利名稱：扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱利用領(lǐng)域，是一種能將整個(gè)自然循環(huán)機(jī)制集成在一塊 扁盒式集熱板芯之內(nèi)，以滿足建筑一體化分體協(xié)調(diào)安裝集熱器，隱蔽配置保溫 水箱的平板型扁盒式太陽熱水裝置。
背景技術(shù)：
一般的自然循環(huán)太陽熱水器，必須配置一只高位保溫循環(huán)貯熱水箱，并通 過冷水下循環(huán)管和熱水上循環(huán)管與集熱器相連接，才能形成溫差對流循環(huán)換熱 回路。這種結(jié)構(gòu)存在的問題是，保溫循環(huán)貯熱水箱必須置于整個(gè)系統(tǒng)的最高部位，否則溫差對流循環(huán)換熱現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生；從而造成自然循環(huán)太陽熱水器的 高位保溫循環(huán)貯熱水箱，必然裸露在建筑造型之外，難以實(shí)現(xiàn)建筑一體化隱蔽 安裝。怎樣才能將自然循環(huán)系統(tǒng)的高位保溫循環(huán)貯熱水箱，從系統(tǒng)中分離出來， 并實(shí)現(xiàn)低位進(jìn)家入戶、分體壁掛、隱蔽安裝；從上個(gè)世紀(jì)以來，就一直是國內(nèi)、 外太陽能業(yè)界謀求取得的技術(shù)突破，而又一直未能得到徹底解決的"世紀(jì)難題"。 直到目前為止，自然循環(huán)系統(tǒng)集貯分離，水箱低位配置，按建筑設(shè)計(jì)要求隱蔽 安裝的難題；仍未見到成功解決的報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種能將整個(gè)自然循環(huán)機(jī)制 高度集成在一塊扁盒式集熱板芯范圍之內(nèi)的新型集一熱水器，從而使扁盒式自 然循環(huán)太陽熱水器系統(tǒng)，得以實(shí)現(xiàn)集貯分離，簡易組合、協(xié)調(diào)安裝、高效運(yùn)行; 保溫水箱建筑一體化隱蔽安裝的全新技術(shù)成果。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是由扁盒式集熱器板芯、絕熱 邊框、背板、透明蓋板、保溫貯熱水箱、溫控冷水補(bǔ)水閥、低溫水二次循環(huán)溫 控閥、射流三通、"放氣止水閥"、逆止閥、平屋面可調(diào)安裝角腳架、陽臺護(hù)欄 可調(diào)安裝角腳架，"太陽能瓦面坡屋頂專用鎖固支架"專利產(chǎn)品共同組合而成的一 種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，；其特征在于集熱板芯上蓋板上的集熱排管 兼上循環(huán)管和下蓋板上的下循環(huán)管之間，裝有密封絕熱板。在"梳狀掌式流道"上、下兩端頭部分，預(yù)留有上、下集管的循環(huán)回流通道。 熱水出口，通過熱水輸水管經(jīng)"放氣止水閥"，與保溫貯熱水箱相連接。 低溫水二次循環(huán)溫控閥，通過逆止閥、射流三通與溫控冷水補(bǔ)水閥控制的 冷水供水管相連接。集一熱水器可與平屋面上的腳架系統(tǒng)；或陽臺護(hù)欄上的支架系統(tǒng)；以及"太 陽能瓦面坡屋頂專用鎖固支架"專利產(chǎn)品系統(tǒng)相匹配。將自然循環(huán)系統(tǒng)不可或缺的上、下循環(huán)管，上、下集管，集熱排管，放氣 管，溢流管，排污管和冷水進(jìn)水管(口)、熱水出水管(口)，以及保溫循環(huán)水 箱，十一個(gè)管、口、部件的功能，全部有機(jī)協(xié)調(diào)高度集成在一塊板芯范圍之內(nèi)； 并進(jìn)一步將其優(yōu)化設(shè)計(jì)為一組"梳狀掌式流道"沖壓模具;利用該模具同時(shí)加工扁 盒式集熱器板芯的上、下蓋板；然后，將其中一塊定位為上蓋板，另外一塊橫 向翻身，再縱向旋轉(zhuǎn)180。后作為下蓋板。并將兩塊橫向左右完全對稱吻合；縱 向和正反面相互顛倒，外形幾何尺寸完全相同的傳熱金屬薄板"梳狀掌式流道" 沖壓件，組合成的板芯上、下蓋板中間的流道部分，用耐熱、抗腐蝕、無毒副 作用的絕熱材料加以隔絕；只在"梳狀掌式流道"上下兩端頭部分，保留有溝通上 下兩塊蓋板上的上、下集管的循環(huán)回路通道；最后，對板芯組件進(jìn)行整體全面 抗壓縫合密封；從而構(gòu)成本發(fā)明扁盒式集熱器的核心組件新型自然循環(huán)系統(tǒng)
集成集熱板芯。將該板芯與"多功能平板集熱器邊框型材"(專利號ZL200420104531. 7) 以及背板、保溫層、透明蓋板相組合；即可完成本發(fā)明全新一代自然循環(huán)平板 型扁盒式集一熱水器系統(tǒng)的組裝。該平板集一熱水器內(nèi)部裝滿水后，在太陽光 熱輻射下，處于上蓋板上的下集管和集熱排管兼上循環(huán)管中的水，首先吸收太 陽光熱被加熱，溫度升高的水分子比重變小，順"梳狀掌式流道"上浮到端頭，經(jīng) 上口預(yù)留的循環(huán)回路通道轉(zhuǎn)入到下蓋板上的上集管內(nèi)；同時(shí)擠壓上集管和下循 環(huán)管中的低溫水；在重力作用下低溫水沿下循環(huán)管下沉到端頭，并經(jīng)下方向預(yù) 留的循環(huán)回路通道補(bǔ)充到上蓋板上的下集管內(nèi)，再轉(zhuǎn)入集熱排管兼上循環(huán)管中 接受太陽光熱輻射加熱。周而復(fù)始，在該板芯自動(dòng)產(chǎn)生的溫差自然循環(huán)換熱機(jī) 制的作用下；密閉在平板集一熱水器扁盒空腔中的水，很快就會(huì)被加熱到系統(tǒng) 設(shè)定的溫度(例如50°C±5°);并被置于下蓋板上的上集管中的溫控冷水補(bǔ)水 閥的溫度傳感器探測到，自動(dòng)開啟冷水補(bǔ)水閥，將冷水供水管中的自來水，經(jīng) 板芯下集管中的冷水進(jìn)水口，導(dǎo)入上蓋板上的下集管內(nèi)；同時(shí)擠壓集一熱水器 扁盒空腔中的達(dá)標(biāo)熱水，由上集管上的熱水出水口，經(jīng)熱水輸水管，過"放氣 止水閥"(專利號ZL200420104530. 2)，直達(dá)處于建筑一體化、低位、隱蔽安 裝的保溫貯熱水箱內(nèi)貯存待用。由于整個(gè)自然循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)管道，均被高度集成在一塊扁盒式的平板集 一熱水器板芯范圍之內(nèi)；這樣，不僅大大簡化了系統(tǒng)的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而且降低了 系統(tǒng)管網(wǎng)的內(nèi)部循環(huán)阻力和散熱面積，從而減少了熱損，相應(yīng)提高了系統(tǒng)的循 環(huán)換熱效率和總的可得熱產(chǎn)量；同時(shí)，降低了產(chǎn)品的原材料消耗和制造成本。因?yàn)?，新型集一熱水器本身已完全具備了溫差自然循環(huán)換熱的功能，故不 再需要保溫貯熱水箱參與系統(tǒng)的宏觀循環(huán)換熱過程；作為功能已經(jīng)單一化了的保溫貯熱水箱，故可完全按建筑承重的要求，協(xié)調(diào)放置在任何方便隱蔽安裝和 更接近用戶取用熱水的地方。由于本發(fā)明已將整個(gè)溫差自然循環(huán)系統(tǒng)的功能，集成在實(shí)現(xiàn)了超薄、超輕 型和一體化整體結(jié)構(gòu)的扁盒式集一熱水器之內(nèi)，剪除了外部循環(huán)管網(wǎng)的強(qiáng)制和 拖累，故可根據(jù)任何既有建筑的安裝的條件，選擇相適應(yīng)的專利腳架系統(tǒng)，即 可簡易協(xié)調(diào)地直接錨固在瓦面坡屋頂、陽臺護(hù)欄或平屋面上。安裝在平屋面上的系統(tǒng)，不僅可根據(jù)日照變化情況，簡易調(diào)整正對太陽的安裝角和方位角；而 且，置于平屋面腳架上的水箱，其隔夜的散熱余水，在次日有日照時(shí)，還能利 用自來水動(dòng)壓，通過逆止閥、"射流三通"自動(dòng)進(jìn)行無源二次循環(huán)增溫，以節(jié)約 水資源和確保熱水供水質(zhì)量。本發(fā)明的有益效果是，利用本發(fā)明高技術(shù)含量的新型扁盒式集熱板芯，配 合國家專利技術(shù)產(chǎn)品"定補(bǔ)雙循環(huán)太陽熱水器"(專利號ZL200320104776. 5); "放氣止水闊"(專利號ZL200420104530. 2);"多功能平板集熱器邊框型材" (專利號ZL200420104531. 7);以及"太陽能瓦面坡屋頂專用鎖固支架"(專 利號ZL200520099968. 0);等提供的新技術(shù)和新產(chǎn)品，集成創(chuàng)新，優(yōu)化設(shè)計(jì) 的全新一代建筑一體化平板型扁盒式自然循環(huán)系統(tǒng)集成太陽熱水器；其系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)更簡單，功能和適用范圍更廣泛，更方便進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，也更便于 面向各類既有建筑用戶，包括高層建筑(陽臺系統(tǒng))、現(xiàn)代大中城市(坡屋頂 和平屋面系統(tǒng))、小城鎮(zhèn)、農(nóng)村民族民居(土木結(jié)構(gòu)瓦面坡屋頂系統(tǒng))；以及國 內(nèi)、外(特別是低緯度回歸帶或西部地區(qū))，廣大無電地區(qū)的家庭或集體單位用 戶選用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明扁盒式集一熱水器的板芯結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明扁盒式集一熱水器的縱向中心剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的平屋面熱水系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的陽臺熱水系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1、扁盒式系統(tǒng)集成集熱板芯；2、集熱板芯上蓋板上的下集管；3、 集熱板芯上蓋板上的集熱排管兼上循環(huán)管；4、絕熱邊框；5、背板；6、透明蓋 板；7、集熱板芯下蓋板上的上集管；8、集熱板芯下蓋板上的下循環(huán)管；9、上、 下循環(huán)管道之間的密封絕熱板；10、保溫層；11、冷水進(jìn)水口 (兼排污管口)； 12、熱水出水口 (兼放氣管口，溢流管口)； 13、"梳狀掌式流道"上、下集管的 循環(huán)回路通道；14、保溫貯熱水箱；15、溫控冷水補(bǔ)水閥；16、低溫水二次循 環(huán)溫控閥；17、射流三通；18、放氣止水閥；19、熱水輸水管；20、冷水供水 管；21、平屋面可調(diào)安裝角腳架；22、陽臺護(hù)欄可調(diào)安裝角腳架；23、逆止闊；本發(fā)明結(jié)構(gòu)不僅限于附圖所示。
具體實(shí)施方式
用集熱板芯平面視圖所示的"梳狀掌式流道"模具，沖壓耐腐蝕傳熱金屬薄 板，成型集熱板芯(1)的上、下蓋板；在將下蓋板橫向翻身，再縱向旋轉(zhuǎn)180。 后，與上蓋板四邊對齊；再在集熱板芯上蓋板上的集熱排管兼上循環(huán)管(3)和 下方向相對應(yīng)處的集熱板芯下蓋板上的下循環(huán)管(8)之間，除"梳狀掌式流道" 兩端預(yù)留的上、下集管循環(huán)回路通道(13)夕卜，其余部分加裝密封絕熱板(9); 同時(shí)，在集熱板芯下蓋板規(guī)定位置處安裝冷水進(jìn)水口 (11);熱水出水口 (12) 和溫控冷水補(bǔ)水閥(15)后；將集熱板芯(1)上、下蓋板(含密封絕熱板)進(jìn) 行全面抗壓、密封縫合而構(gòu)成扁盒式集一熱水器板芯組件；并經(jīng)通水耐壓檢驗(yàn); 涂鍍選擇性吸熱涂層；從而完成扁盒式(自然循環(huán))系統(tǒng)集成太陽熱水器集熱 板芯(1)部分的制造檢驗(yàn)過程。將已檢驗(yàn)合格的集熱板芯(1)總成部件，置于已安裝好背板(5)的"多功 能平板集熱器邊框型材"絕熱邊框(4)內(nèi)，再用發(fā)泡材料建立保溫層(10)，并 將集熱板芯(1)、背板(5)和絕熱邊框(4)粘接為一個(gè)整體；最后再加裝透明蓋板(6);完成整個(gè)平板型扁盒式(自然循環(huán))系統(tǒng)集成太陽集一熱水器部分的系統(tǒng)組裝。本發(fā)明的保溫貯熱水箱(14)，可以根據(jù)用戶既有建筑安裝條件，選用直接 進(jìn)家入戶，懸掛在衛(wèi)生間、廚房，天花板之上的小直徑圓臥保溫水箱；也可以 配置直立于陽臺地面，或廚房角柜中的立式圓筒保溫水箱。由于本發(fā)明的保溫 貯熱水箱不再參加系統(tǒng)的宏觀循環(huán)換熱，箱內(nèi)只裝來自集一熱水器的定溫?zé)崴?供水方式則完全靠重力自流；或增壓泵取水，故無所謂冷、熱水滲混問題；并 能保證集一熱水器當(dāng)日所產(chǎn)熱水，可全部有效被提取使用。系統(tǒng)采用無源(或有源)溫控冷水補(bǔ)水閥(15)進(jìn)行定溫控制；當(dāng)集_熱 水器腔內(nèi)的存水在太陽照射下，通過自然循環(huán)加熱到設(shè)定溫度(例如50°C±5°) 之后，溫控冷水補(bǔ)水閥(15)會(huì)自動(dòng)打開自來水供水管(20)的冷水通道，將 自來水通過冷水進(jìn)水口 (11)補(bǔ)入到集熱板芯下集管(2)和與其相連接的集熱 排管兼上循環(huán)管(3)和下循環(huán)管(8)內(nèi)，擠壓集熱板芯(1)中的達(dá)標(biāo)熱水由 熱水出口 (12)處，通過熱水輸水管(19)，經(jīng)"放氣止水閥"(18)，在重力作 用下直接流到處于低位的保溫貯熱水箱(14)內(nèi)貯存待用。在集—熱水器板芯 (1)內(nèi)重新裝滿冷水后，溫控冷水補(bǔ)水閥(15)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉冷水通道，集一熱 水器進(jìn)入新一輪的內(nèi)部自然循環(huán)加熱過程；同時(shí)，"放氣止水閥"(18)之后的 熱水管道(19)會(huì)自動(dòng)延時(shí)排空，將熱水輸水管道(19)內(nèi)的全部管道余留熱 水，導(dǎo)入保溫貯熱水箱(14)內(nèi)保存；熱水輸水管道(19)內(nèi)，不會(huì)再產(chǎn)生散
熱管道余水的排棄浪費(fèi)問題。被置于平屋面集—熱水器下方支架上的圓臥保溫貯熱水箱(14)內(nèi)，若有 頭天用剩的，達(dá)到水箱總?cè)莘e1/5以上數(shù)量，溫度又低于一定值(如35°C)的 剩余冷水；靠近水箱底部的有源或無源低溫水二次循環(huán)溫控閥(16)會(huì)自動(dòng)打 開，在溫控冷水補(bǔ)水閥(15)工作時(shí)，水箱內(nèi)的低溫余水會(huì)通過逆止閥(23) 和射流三通(17)，在冷水供水管(20)提供的自來水動(dòng)壓作用下，自動(dòng)滲混到 集熱板芯(1)中，進(jìn)行二次循環(huán)增溫。本發(fā)明配置有將集一熱水器安裝在平屋面上的平屋面可調(diào)安裝角腳架(21) 《與"定補(bǔ)雙循環(huán)太陽熱水器"(專利號ZL200320104776. 5)腳架通用》；或 安裝在陽臺護(hù)欄上的可調(diào)安裝角腳架(22);至于需要安裝在瓦面坡屋頂上的系 統(tǒng)，可采用"太陽能瓦面坡屋頂專用鎖固支架"(專利號ZL200520099968. 0) 所提供的新技術(shù)、新產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)；上述不同支架，可供既有建筑安裝條件不同 的用戶按需選用。本發(fā)明是在一系列國家專利新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝的基礎(chǔ)上，集成創(chuàng)新， 優(yōu)化設(shè)計(jì)開發(fā)出來的，全新一代建筑一體化自然循環(huán)系統(tǒng)板芯集成系列新產(chǎn)品 之一。其新成果試驗(yàn)樣機(jī)的技術(shù)性能，經(jīng)國家質(zhì)監(jiān)部門檢測，其熱性能指標(biāo)體 系達(dá)到國際先進(jìn)，國內(nèi)領(lǐng)先水平。
權(quán)利要求
1、 一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，由扁盒式集熱器板芯(1)、絕熱邊框(4)、背板(5)、透明蓋板(6)、保,熱水箱(14)、溫控冷水補(bǔ)水閥(15)、低 溫水二次循環(huán)溫控閥(16)、射^H通(17)、"放氣止水閥"(18)、逆止閥(23)、 平屋面可調(diào)安裝角腳架(21)、陽臺護(hù)欄可調(diào)安裝角腳架(22)，"太陽能瓦面坡屋 頂專用鎖固支架"專利產(chǎn)品共同組合而成；其特征在于集熱板芯(1)上蓋板上 的集熱排管兼上循環(huán)管(3)和下蓋板上的下循環(huán)管(8)之間，裝有密封絕熱板(9)。
2、 一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，其特征在于在"梳狀掌式流道"上、下 兩端頭部分，預(yù)留有上、下集管的循環(huán)回流通道。
3、 一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，其特征在于熱水出口 (12)，通過熱水 輸水管(19)經(jīng)"放氣止水閥"(18)，與保溫忙熱7jC箱(14)相連接。
4、 一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，其特征在于:低溫水二次循環(huán)溫控閥(16)， 通，止閥(23)、射MH通(17)與溫控冷水補(bǔ)水閥(13)控制的冷水供水管(20) 相連接。
5、 一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，其特征在于集一熱7jC器可與平屋面上 的腳架系統(tǒng)(21);或陽臺護(hù)欄上的支架系統(tǒng)(22);以及"太陽能瓦面坡屋頂專用鎖固支架'專利產(chǎn)品系統(tǒng)相匹配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種扁盒式系統(tǒng)集成太陽熱水器，能將自然循環(huán)機(jī)制高度集成在一塊扁盒式集熱板芯范圍之內(nèi)，從而使扁盒式自然循環(huán)熱水器系統(tǒng)，得以實(shí)現(xiàn)集貯分離，簡易組合、協(xié)調(diào)安裝、高效運(yùn)行；保溫水箱建筑一體化隱蔽安裝。實(shí)現(xiàn)了超薄、超輕型和一體化整體結(jié)構(gòu)的扁盒式集-熱水器，可根據(jù)既有建筑的安裝條件，選擇相適應(yīng)的專利腳架系統(tǒng)，簡易協(xié)調(diào)地直接錨固在瓦面坡屋頂、陽臺護(hù)欄或平屋面上。安裝在平屋面上的系統(tǒng)，不僅可根據(jù)日照情況，簡易調(diào)整正對太陽的安裝角和方位角；而且，置于平屋面腳架上的水箱，其隔夜的散熱余水，在有日照時(shí)，還能自動(dòng)進(jìn)行無源二次循環(huán)增溫，以節(jié)約水資源和確保供水質(zhì)量。
文檔編號F24J2/04GK101144653SQ20071006626
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者涂濟(jì)民 申請人:涂濟(jì)民