專利名稱：承壓式太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水器，尤其是一種承壓式太陽(yáng)能熱水
器，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請(qǐng)人了解，現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器主要有非承壓式和承壓式兩 類。非承壓式太陽(yáng)能熱水器的儲(chǔ)水容器直接與太陽(yáng)能集熱管連通，因 此用戶直接使用太陽(yáng)能加熱的熱水，沒(méi)有中間換熱環(huán)節(jié)。由于儲(chǔ)水容
器內(nèi)沒(méi)有壓力，因此存在使用時(shí)水流沖擊力不足的缺點(diǎn)；此外，由于 水中無(wú)法添加防凍液，因此與太陽(yáng)能集熱管連接的外置水管在寒冷季 節(jié)存在凍結(jié)的可能。承壓式太陽(yáng)能熱水器的儲(chǔ)水容器(通常稱為內(nèi)膽) 通過(guò)換熱結(jié)構(gòu)與太陽(yáng)能集熱管循環(huán)吸熱耦合連接。由于內(nèi)膽不與太陽(yáng) 能集熱管直接連通，因此可以具有內(nèi)壓，從而輸出沖擊力強(qiáng)勁的水流； 同時(shí)太陽(yáng)能集熱管的循環(huán)傳熱介質(zhì)中可以加入防凍液，,人而避免凍 結(jié)。
檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?00620087250.4的中國(guó)專利申請(qǐng)公布了一 種承壓式的《壁掛太陽(yáng)能熱水器》，該熱水器包括分體的水箱和集熱 器，集熱器位于水箱的下方，水箱上裝有與水箱內(nèi)腔下部連通的冷水 進(jìn)管和與水箱內(nèi)腔上部連通的熱水出管，集熱器包含有集熱介質(zhì)腔和 與集熱介質(zhì)腔連通的集熱管，水箱內(nèi)腔中設(shè)有與水箱內(nèi)腔密封的換熱 介質(zhì)腔，換熱介質(zhì)腔與集熱介質(zhì)腔之間連通有熱介質(zhì)管和冷介質(zhì)管， 冷水進(jìn)管和熱水出管是從水箱的底面密封穿過(guò)進(jìn)入水箱內(nèi)腔，熱介質(zhì) 管和冷介質(zhì)管是從水箱的底面密封穿過(guò)進(jìn)入換熱介質(zhì)腔，熱介質(zhì)管的
上端口位于換熱介質(zhì)腔的中上部，冷介質(zhì)管的下端口位于集熱介質(zhì)腔 的下端，在熱介質(zhì)管位于換熱介質(zhì)腔的內(nèi)端上套裝有隔熱套管。
實(shí)驗(yàn)證明，這種熱水器雖然安裝方便，但因設(shè)置"膽中膽"而工 藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、減小了內(nèi)膽的存水空間，而且換熱效率及熱水得量均不 夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有承壓式太陽(yáng)能熱水器存在的缺 點(diǎn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出一種換熱效率高的承壓式太陽(yáng)能熱水器，從 而提高熱水得量。
為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的承壓式太陽(yáng)能熱水器包括儲(chǔ)水內(nèi)膽 和具有輸液口與回液口的太陽(yáng)能集熱裝置，所述內(nèi)膽的底部設(shè)置具有 進(jìn)水口和出水口的換熱腔，所述換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共
面，所述太陽(yáng)能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進(jìn)水 口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回if各。
將換熱腔設(shè)置在內(nèi)膽底部顯然結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并且不減小內(nèi)膽的 儲(chǔ)水空間。更為重要的是，內(nèi)膽和換熱腔中，由于溫度較高和較低的 水分別具有上升和下降的趨勢(shì)，因此其共面處的上表面始終與內(nèi)膽中 溫度最低的水接觸，而下表面始終與換熱腔中溫度最高的水接觸，從 而因共面處上下形成了最大溫差而獲得最佳換熱效果，顯著提高熱水 得量。
本發(fā)明的進(jìn)一步完善是，所述共面為上凸球冠狀，這樣不僅可以 盡可能增加熱交換面積，而且使換熱腔中上表面的熱水產(chǎn)生由周邊向 球冠中部集聚的趨勢(shì)，進(jìn)一步提高了換熱效率。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一 步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
本實(shí)施例為一種內(nèi)膽承壓的壁掛式太陽(yáng)能熱水器，如圖l所示，
主要由儲(chǔ)水內(nèi)膽和太陽(yáng)能集熱裝置構(gòu)成。包裹保溫層1的內(nèi)膽2呈豎 立圓柱狀，上部設(shè)有接熱水龍頭的熱水出水管3，下部設(shè)有接自來(lái)水 源的冷水進(jìn)水管4，因此其中具有一定的內(nèi)壓。內(nèi)膽2的圓柱主體7 底部嵌入上部呈上凸球冠狀的膽底6。該膽底6向下延伸出圓柱段， 該圓柱段的外徑與圓柱主體7的內(nèi)徑成緊配合，因此圓柱主體7的底 邊與圓柱段的外圓可以通過(guò)角焊形成理想的密封連接。在此基礎(chǔ)上， 膽底6圓柱段形成的內(nèi)凹中嵌入底蓋8，底蓋8的外徑與圓柱段的內(nèi) 徑也成緊配合，因此圓柱段的底邊與底蓋外圓也可以通過(guò)角焊形成理 想的密封連接，制造工藝切實(shí)可行。結(jié)果，在內(nèi)膽2底部形成了換熱 腔20。該換熱腔的底部設(shè)有進(jìn)水口 19和出水口 18,其上表面與內(nèi)膽 的底表面共面。
太陽(yáng)能集熱裝置為非常適合安置在陽(yáng)臺(tái)外側(cè)的壁掛式太陽(yáng)能集 熱器，該集熱器含有一組水平的真空管10,真空管10的兩端分別插 裝支撐在垂直的尾托架9和聯(lián)箱外殼12上。聯(lián)箱外殼12中固定有分 別與真空管內(nèi)腔換熱介質(zhì)液連通的聯(lián)箱內(nèi)管11。太陽(yáng)能集熱器的聯(lián) 箱內(nèi)管11^沒(méi)有輸液口 16和回液口 17，分別與換熱腔的進(jìn)水口 19和 出水口18連通，構(gòu)成熱交換的循環(huán)回路。
工作時(shí)，各真空管IO吸收的太陽(yáng)能通過(guò)管中換熱介質(zhì)液的熱虹 吸作用集聚到聯(lián)箱內(nèi)管11。接著，具有較高溫度的換熱介質(zhì)液通過(guò) 熱循環(huán)液管15上升到換熱腔20，而換熱腔20中溫度較低的換熱介 質(zhì)液則通過(guò)冷循環(huán)液管14回流到聯(lián)箱內(nèi)管11中。進(jìn)入換熱腔20的 換熱介質(zhì)液始終處于上升并具有集聚到中部的趨勢(shì)，從而與內(nèi)膽中向 下沉降的低溫水在膽底6的球冠面上下形成最大的溫差，產(chǎn)生最佳的 熱交換效果。實(shí)驗(yàn)表明，本實(shí)施例的熱水得量比通規(guī)格的現(xiàn)有產(chǎn)品提 高30-50%,效果十分顯著。
此外，為了避免換熱介質(zhì)液的熱膨脹導(dǎo)致真空管產(chǎn)生內(nèi)壓以及換 熱介質(zhì)液損:耗導(dǎo)致的熱交換效率下降，換熱腔20還通過(guò)補(bǔ)液管21
與外置的膨脹罐22連通，這樣可以一舉兩得地解決上述問(wèn)題。 總之，本實(shí)施例具有以下主要優(yōu)點(diǎn)
1、 高效換熱由于內(nèi)膽底部與換熱腔上部形成對(duì)流換熱效應(yīng)，且 球冠狀換熱面增大了有效換熱面積，因此換熱效率明顯高于常 規(guī)的傳導(dǎo)或輻射換熱，顯著提高的熱水得量。
2、 成本經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工業(yè)切實(shí)可行，制造成本明顯低于現(xiàn)有
"膽中膽"或盤(pán)管換熱結(jié)構(gòu)，且不占內(nèi)膽的儲(chǔ)水空間。
3、 半自動(dòng)補(bǔ)液在膨脹罐內(nèi)預(yù)留半罐添加防凍液的換熱介質(zhì)液，， /人而通過(guò)落差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)液。
除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。例如，所述換 熱腔的上表面可以設(shè)有伸入到內(nèi)膽中的內(nèi)置膨脹罐(如煙管)，以取 代外置的膨脹罐22;再如，循環(huán)回路中裝有換熱循環(huán)泵，等等。凡 采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種承壓式太陽(yáng)能熱水器，包括內(nèi)膽和具有輸液口與回液口的太陽(yáng)能集熱裝置，其特征在于所述內(nèi)膽的底部設(shè)置具有進(jìn)水口和出水口的換熱腔，所述換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共面，所述太陽(yáng)能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進(jìn)水口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述共面為上凸球冠狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于 所述換熱腔通過(guò)補(bǔ)液管與外置的膨脹罐連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于 所述換熱腔的上表面設(shè)有伸入到內(nèi)膽中的內(nèi)置膨脹罐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述太陽(yáng)能集熱裝置為壁掛式太陽(yáng)能集熱器，所述集熱器含有一組水平 真空管，所述真空管的兩端分別插裝支撐在垂直的尾托架和聯(lián)箱外殼 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述聯(lián)箱外殼中固定有分別與真空管內(nèi)腔換熱介質(zhì)液連通的聯(lián)箱內(nèi)管， 所述聯(lián)箱內(nèi)管設(shè)有輸液口和回液口 ，分別與換熱腔的進(jìn)水口和出水口 連通，構(gòu)成熱交換的循環(huán)回路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述內(nèi)膽的圓柱主體底部嵌入上部呈上凸球冠狀的膽底，所述膽底向下 延伸出圓柱段，所述圓柱段的外徑與所述圓柱主體的內(nèi)徑成緊配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述膽底圓柱^敬形成的內(nèi)凹中嵌入底蓋，所述底蓋的外徑與所述圓柱賴: 的內(nèi)徑成緊配合，形成內(nèi)膽底部的換熱腔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述圓柱主體的底邊與所述圓柱段的外圓以及所述圓柱段的底邊與所 述底蓋的外圓分別通過(guò)角焊密封連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述承壓式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所 述循環(huán)回5^中裝有換熱循環(huán)泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種承壓式太陽(yáng)能熱水器，屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該熱水器包括儲(chǔ)水內(nèi)膽和具有輸液口與回液口的太陽(yáng)能集熱裝置，內(nèi)膽的底部設(shè)置具有進(jìn)水口和出水口的換熱腔，換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共面，太陽(yáng)能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進(jìn)水口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，不減小內(nèi)膽的儲(chǔ)水空間，并且內(nèi)膽和換熱腔中，由于溫度較高和較低的水分別具有上升和下降的趨勢(shì)，因此其共面處的上表面始終與內(nèi)膽中溫度最低的水接觸，而下表面始終與換熱腔中溫度最高的水接觸，從而因共面處上下形成了最大溫差而獲得最佳換熱效果，顯著提高熱水得量。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101354194SQ20081019606
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者萬(wàn)華新, 敖凱平, 李余錢(qián), 章友根 申請(qǐng)人:艾歐史密斯(中國(guó))熱水器有限公司