專利名稱：壁掛式太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱水器，尤其涉及集熱板和水箱分離的壁掛式太陽能熱 水器。
背景技術(shù)：
太陽能熱水器以安全，節(jié)能，無污染等優(yōu)勢獲得大眾的青睞，目前，太陽 能熱水器大部分都是水箱及玻璃集熱管結(jié)合在一起，安裝在建筑物頂部，或其
他平面處，因其占用面積大極大程度限制了消費(fèi)者使用范圍；對于高樓層中的 低樓層用戶來說安裝太陽能熱水器不僅安裝不方便，且由于水管過長，每次需 要放空管道里的冷水浪費(fèi)水資源；且其采用真空玻璃管作為集熱管，其易碎易 爆裂，防凍性能差；隨著科技的進(jìn)步，目前市場上也出現(xiàn)了分離式熱水器，即集 熱板與儲水箱分離，可以安裝在陽臺或建筑物外墻上；比如中國專利02206240.8 防凍型新型太陽能熱水器，其真空玻璃管制作的集熱板收集熱能至集熱水箱， 再通過集熱水箱將熱能傳遞給熱載體循環(huán)裝置，通過熱載體循環(huán)裝置將熱能傳 遞給貯熱水箱中的熱交換器，在其熱載體循環(huán)裝置中安裝有使熱載體進(jìn)行循環(huán) 的泵；這種熱水器可以安裝在陽臺或建筑物外墻上，但是它還存在以下缺陷 一，由于其集熱管采用真空玻璃管，其易碎易爆裂；二，其通過集熱板將光能 聚集到集熱水箱中，再通過集熱水箱將熱能傳遞給熱載體循環(huán)裝置，再通過熱
交換器傳遞給待加熱的水，經(jīng)歷了 3次熱能傳遞，其熱能交換效率低，水溫加 熱的慢；三，其熱載體循環(huán)裝置還額外增加有泵，需要用外動力達(dá)到熱交換介 質(zhì)循環(huán)的目的。
中國專利02206009.x中，揭示了用甲醇，乙醇，丙酮或任意組合作為熱交 換介質(zhì)的分離式熱水器，其要求在于要讓熱交換介質(zhì)從液體變?yōu)闅怏w后再作為 熱載體進(jìn)行熱能傳遞；其存在的缺陷為 一，丙酮沸點(diǎn)最低，為60攝氏度，當(dāng) 環(huán)境氣溫低下，天氣陰暗時，其很難有足夠的熱能將熱交換介質(zhì)加熱到其沸點(diǎn) 使其變?yōu)闅怏w；二，當(dāng)熱交換介質(zhì)在密閉空間內(nèi)要從液體完全變?yōu)闅怏w時，根 據(jù)氣液飽和原理，其密閉空間內(nèi)允許放置的液體量很少時才能達(dá)到其完全變?yōu)闅怏w，由于熱交換介質(zhì)量少，則其能攜帶的熱能也就很有限，因此，該類熱水
器熱交換率效果低，加熱時間很長，且效果不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種不需要熱交換介質(zhì)循環(huán)泵的壁掛式 太陽能熱水器，其熱交換效率高，水溫加熱速度快。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種壁掛式太陽能熱水器， 其包括安裝有吸熱管的集熱板，位于所述集熱板上方的儲水箱， 一熱交換器位 于所述儲水箱內(nèi)，所述熱交換器與所述集熱板上的吸熱管連通形成循環(huán)回路， 在所述循環(huán)回路內(nèi)儲存有熱交換介質(zhì)；其特征在于所述熱交換介質(zhì)為為三乙醇 胺、丙三醇，十二烷基硫酸鈉、及其純水的混合液。
所述混合液的配比，按重量百分比為二乙醇胺5 15%，丙二醇5 25%， 十二垸基硫酸鈉0.15~0.5%，其余為純水。
述集熱板上的吸熱管采用金屬管，在所述金屬管上面覆蓋有大面積吸熱金 屬板。
所述金屬板為銅板，所述銅板向太陽光一面鍍有黑鉻或其他黑色涂料。 所述金屬板為鋁鍍銅板，所述鋁鍍銅板向太陽光一面氧化成黑色。 在所述集熱板最上端覆蓋有高透光率的太陽能光電鋼化玻璃。 所述熱交換器為為螺旋形管、多級彎轉(zhuǎn)的環(huán)形管、矩形管、U型管；所述
熱交換器進(jìn)口端與出U端分別與所述集熱板的吸熱管的環(huán)路兩端連接形成所述
的循環(huán)回路。
在所述熱交換器位于所述儲水箱內(nèi)的管路進(jìn)口處安裝有一可進(jìn)行氣液分離 并補(bǔ)充液體的分離加速器。
該壁掛式太陽能熱水器，由于集熱板與熱交換器直接連通形成循環(huán)回路， 熱交換器直接將熱能傳遞給儲水箱中的水，減少了熱能傳遞的次數(shù)，提高了熱 能利用率；
由于熱交換介質(zhì)為專門配制的熱交換介質(zhì)，其可根據(jù)銷售區(qū)域環(huán)境氣溫的 需求按一定濃度進(jìn)行配比，達(dá)到熱能傳遞及其防凍效果；該熱交換介質(zhì)以液體 形態(tài)運(yùn)動，利用熱動力原理，隨著集熱板收集熱能使熱交換介質(zhì)吸收熱能則加 速流動，隨著溫度不斷提升熱交換介質(zhì)不斷向上運(yùn)動進(jìn)入熱交換器中，在熱交 換器中熱交換介質(zhì)將其自身攜帶的熱能傳遞給儲水箱中的水，完成熱交換后， 溫度降低的熱交換介質(zhì)在循環(huán)回路中高溫?zé)峤粨Q介質(zhì)的運(yùn)動帶動下繼續(xù)運(yùn)動再次回到集熱板中吸收熱能進(jìn)行下次熱循環(huán)。由于熱交換介質(zhì)循環(huán)是不間斷的循 環(huán)過程，其可直接將吸收的熱能傳遞給水，因此，熱能交換效率高，熱能利用 率高，比大津金潤天企業(yè)生產(chǎn)的采用立式隔層式熱交換器的壁掛式太陽能熱水
器的熱交換效率高3~5倍，比史密斯采用真空玻璃管的分離式熱水器熱交換效
率高7 8倍；
熱交換器采用螺旋管、u型管、多級彎轉(zhuǎn)的環(huán)形管等管型，在彎管處增加
了集熱效果，使得熱交換介質(zhì)所攜帶熱能最大限度的留在彎管處，使熱交換介 質(zhì)流出熱交換器時其溫度降到最低，如此，熱交換介質(zhì)所攜帶的熱能最大程度 的傳遞給了儲水箱中的水，熱交換器的彎折處越多，其交換器效率則越高，提
高了熱交換效率；
集熱板上的吸熱管采用熱傳導(dǎo)效果好的金屬管，在金屬管的上面覆蓋有在 其向光面鍍黑鉻的銅板或表面氧化成黑色的鋁鍍銅復(fù)合金屬板，很大程度上增 加丫吸熱面積，同時也利用黑色更吸熱的作用增加吸收熱能，且金屬管不會爆 裂，比較安全；在集熱板表面覆蓋有高透光率的太陽能光電鋼化玻璃，保護(hù)了 集熱板不受環(huán)境的影響，也可以達(dá)到最大限度保護(hù)集熱板熱能的散失，且可以 防止灰塵，雨水等大氣環(huán)境對集熱板造成的損害，提高了集熱板的壽命；
在熱交換器位于儲水箱內(nèi)的管道進(jìn)口處，增加分離加速器，分離加速器可 以使熱交換介質(zhì)中存在的少量氣體從液體中分離出來，從而不影響熱交換介質(zhì) 的運(yùn)動，分離加速器也可對循環(huán)回路中的熱交換介質(zhì)進(jìn)行量的補(bǔ)充，加速熱交 換介質(zhì)運(yùn)動。
其儲水箱可以制作成臥式或立式，該熱水器結(jié)構(gòu)簡單，制作安裝方便，且 占地面積小。其儲水箱可放置在陽臺內(nèi)，如此，在氣溫低冷的冬天也可以自如 使用，使其所受環(huán)境的影響被降低到最低。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖
具體實施例方式
現(xiàn)舉一較佳實施例并結(jié)合圖式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，參考圖1，本發(fā)明包 括集熱板l，儲水箱2，熱交換器3，熱交換介質(zhì)，其中
集熱板l，其包括支架，在支架的四周設(shè)置有保溫層，吸熱管ll放置安裝在
5在支架上的保溫層范圍內(nèi)，吸熱管11經(jīng)過多次彎轉(zhuǎn)形成環(huán)路，如此，可增大吸
熱面積，吸熱管11的上端開口 111及下端開口 112均位于支架上的保溫層12 一側(cè)，吸熱管11采用銅管，其也可以采用鋁鍍銅復(fù)合金屬管；在吸熱管11的 上面覆蓋著一層厚度比較薄的銅板(未圖示)，在該銅板的向光面鍍有黑鉻；也 可以在該銅板的向光面鍍其他黑色容易吸收熱能的涂料物質(zhì)，當(dāng)然該銅板也可 以采用表面氧化成黑色的鋁鍍銅復(fù)合金屬板，采用金屬吸熱管上面直接覆蓋金 屬吸熱板，可以增大吸熱面積，且黑色有利于更好的吸收太陽能，提高集熱效 果；在集熱板1的最上面，也即吸熱金屬板的上面覆蓋一層高透光率的太陽能 光電鋼化玻璃，該鋼化玻璃及其四周的保溫層將吸熱管及覆蓋其上的吸熱金屬 板密封包裹在內(nèi)形成密閉空間，保護(hù)集熱板不受外界環(huán)境的影響，可以起到防 爆防塵防雨水防熱能散失等作用，且可使太陽光很好的透射進(jìn)集熱板中使太陽 能很好的被集熱板吸收；
儲水箱2，本實施例為臥式，其也可以為立式，在其內(nèi)膽與外殼間包覆有保 溫層21，防止熱能散失；在儲水箱2上安裝有自來水進(jìn)水管22及熱水出水管 23;
熱交換器3，其位于儲水箱2內(nèi)，為螺旋形管，具有進(jìn)口端31及出口端32; 其材料選用銅，也可以采用不銹鋼等熱傳導(dǎo)行能好的金屬材料；其形狀也可以 為環(huán)形，U型，矩形；熱交換器3通過帶有保溫層的管道與集熱板1的吸熱管 11連通，其中熱交換器3的進(jìn)口端31穿過儲水箱2的側(cè)壁與吸熱管11的上 端開口 111連通，其輸出端32穿過儲水箱2的側(cè)壁與吸熱管11的下端開口 112 連通，在熱交換器3的進(jìn)口端與輸出端穿過的儲水箱2側(cè)壁處設(shè)有密封裝置； 至此，熱交換器3與集熱管11之間形成連通的循環(huán)回路；
熱交換介質(zhì)，位于熱交換器3與吸熱管11之間形成的循環(huán)回路內(nèi)，其為液 體形態(tài)；熱交換介質(zhì)為由三乙醇胺、丙三醇，十二垸基硫酸鈉、及其純水組成 的混合液；混合液的配比，按重量百分比為三乙醇胺5~15°/。，丙三醇5~25%， 十二烷基硫酸鈉0.15~0.5%，其余為純水；當(dāng)區(qū)域環(huán)境氣溫相對較低的地方，則 三乙醇胺，丙三醇及十二垸基硫酸鈉的濃度應(yīng)該高些，這樣可以在冬天防凍， 不至于濃度太低導(dǎo)致溶點(diǎn)提高；在區(qū)域環(huán)境氣溫相對較高的地方，則三乙醇胺， 丙二醇及十二烷基硫酸鈉的混合物濃度應(yīng)該低些，這樣可以在氣溫不是很低的 冬天就可防凍，不至于濃度太高導(dǎo)致熱動力能力有所降低；不過，只要在重量 百分比范圍內(nèi)進(jìn)行隨意配比，都可起到防凍且在熱動力原理作用下熱交換介質(zhì)受熱后向上運(yùn)動；這種熱交換介質(zhì)，其通過集熱板吸收熱能后，使其運(yùn)動加速 并向上運(yùn)動，在集熱板內(nèi)不斷受熱的熱交換介質(zhì)的運(yùn)動作用力下，循環(huán)回路中 的熱交換介質(zhì)向上運(yùn)動進(jìn)入到熱交換器中，在熱交換器中，熱交換介質(zhì)將其攜 帶的熱能傳遞給儲水箱中的水，隨著在熱交換器中的流動及熱能交換，其溫度 越來越低后重新進(jìn)入集熱板中吸收熱能再次進(jìn)入下個熱交換循環(huán)；通過熱動力 原理，該循環(huán)回路不需要額外的泵給與外力作用，其可在自身熱動力原理下自 行循環(huán)運(yùn)動實現(xiàn)熱交換；
在熱交換器位于儲水箱內(nèi)的管道進(jìn)口處，還可增加分離加速器4，其具有儲 存液體的空間，使液體中的氣體逃逸的空間及其液體可以通過的通道；通過該 分離加速器可以使熱交換介質(zhì)中存在的少量氣體從液體中分離出來，從而不影 響熱交換介質(zhì)的運(yùn)動，分離加速器也可對循環(huán)回路中的熱交換介質(zhì)進(jìn)行量的補(bǔ) 充，加速熱交換介質(zhì)運(yùn)動。
由于該壁掛式太陽能熱水器儲水箱與集熱板分離，因此，其儲水箱可以安 裝在陽臺，衛(wèi)生間等室內(nèi)位置，集熱板可以安裝在窗臺或建筑物外墻上，安裝 簡單方便，且占地面積小。
權(quán)利要求
1.一種壁掛式太陽能熱水器，其包括安裝有吸熱管的集熱板，位于所述集熱板上方的儲水箱，一熱交換器位于所述儲水箱內(nèi)，所述熱交換器與所述集熱板上的吸熱管連通形成循環(huán)回路，在所述循環(huán)回路內(nèi)儲存有熱交換介質(zhì)；其特征在于所述熱交換介質(zhì)為為三乙醇胺、丙三醇，十二烷基硫酸鈉、及其純水的混合液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在丁-所述混合液的配比， 按重量百分比為三乙醇胺5 15%，丙三醇5~25%，十二烷基硫酸鈉 0.15^0.5%，其余為純水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在于所述集熱板上的吸 熱管采用金屬管，在所述金屬管上面覆蓋有大面積吸熱金屬板。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在T所述金屬板為銅板， 所述銅板向太陽光一面鍍有黑鉻或其他黑色涂料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在于所述金屬板為鋁鍍 銅板，所述鋁鍍銅板向太陽光一面氧化成黑色。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在于在所述集熱板的最 上端覆蓋有高透光率的太陽能光電鋼化玻璃。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在于所述熱交換器為螺 旋形管、多級彎轉(zhuǎn)的環(huán)形管、矩形管、U型管；所述熱交換器進(jìn)口端與出口 端分別與所述集熱板的吸熱管的環(huán)路兩端連接形成所述的循環(huán)回路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁掛式太陽能熱水器，其特征在于在所述熱交換器位 于所述儲水箱內(nèi)的管路進(jìn)口處安裝有一可進(jìn)行氣液分離并補(bǔ)充液體的分離加 速器。
全文摘要
一種壁掛式太陽能熱水器，其包括安裝有集熱管的集熱板，位于所述集熱板上方的儲水箱，一熱交換器位于所述儲水箱內(nèi)，所述熱交換器與所述集熱板的集熱管連通形成循環(huán)回路，在所述循環(huán)回路儲存有熱交換介質(zhì)；其特征在于所述熱交換介質(zhì)為為三乙醇胺、丙三醇，十二烷基硫酸鈉、及其純水的混合液。其結(jié)構(gòu)簡單，熱交換介質(zhì)通過熱動力原理進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動，熱交換效率高，且防凍，安裝使用安全方便，占地面積小。
文檔編號F24J2/30GK101625165SQ20091018196
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者王念孝 申請人:王念孝