專利名稱：玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽熱能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
目前太陽能熱水器大多為緊湊型，其結(jié)構(gòu)形式為全玻璃真空集熱管直接直插入 蓄熱水箱，利用冷水比重大，熱水比重小的特點(diǎn)，在真空管、蓄熱水箱內(nèi)形成冷水自上而下， 熱水自下而上的自然微循環(huán)，使整個(gè)水的溫度逐步升高，達(dá)到一定溫度。其保溫蓄熱水箱均 為單腔的(非分層蓄熱)，故水箱進(jìn)出口溫差很小，使得集熱管的集熱效率很低。分體壁掛 式太陽能熱水器大多采用的是U形管或超導(dǎo)熱管式真空玻璃管集熱器，其目的只是為了克 服真空玻璃管集熱器不能承壓、不防凍等弊端，但其缺點(diǎn)卻是顯著的，因集熱管內(nèi)的傳熱工 質(zhì)是空氣，使得集熱器的集熱效率很低，U形管或超導(dǎo)熱管在連集管內(nèi)的換熱面積不足而使 得換熱效率甚為低下，故目前分體壁掛式太陽能熱水器要比傳統(tǒng)緊湊型熱水器的熱效率低 13%左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種承接于具有一定壓力的自來水管道上，以溫差控制熱循 環(huán)，注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊，循環(huán)加熱高效能分層蓄熱水箱的熱水至高溫， 為用戶提供熱水的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器。本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是提供一種玻璃集熱管單工質(zhì)承 壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，包括進(jìn)水止回閥、溫度傳感器、出水止回閥、太陽能集 熱器，所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括分層蓄熱水箱、 防爆壓力表、循環(huán)泵，自來水管道經(jīng)進(jìn)水止回閥與四通連接管一端相連接，四通連接管一端 通過管道與分層蓄熱水箱連接，四通連接管一端連接防爆壓力表，四通連接管一端通過管 道經(jīng)電磁閥、熱循環(huán)泵與太陽能集熱模塊冷水工質(zhì)注入口連接；太陽能集熱模塊熱水工質(zhì) 出口經(jīng)溫度傳感器A1、出水止回閥連接另一三通連接管，三通連接管一端經(jīng)流量傳感器連 接用水端，三通連接管一端經(jīng)管道連接分層蓄熱水箱，分層蓄熱水箱在連接三通連接管端 安裝有溫度傳感器A2。所述太陽能集熱器為注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊；所述注水式承壓循 環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中的電伴熱帶延伸鋪設(shè)在與注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱 模塊冷水工質(zhì)注入口相連接的管道一段距離；所述注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊 中的電伴熱帶延伸鋪設(shè)在與注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊熱水工質(zhì)出口相連接 的管道一段距離。所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括智能控制中心，防爆壓力表、電磁閥、循環(huán)泵、電伴熱帶和流量傳感器由線路與智能控制中心連接。所述防爆壓力表為磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表。
所述分層蓄熱保溫水箱包括至少2個(gè)承壓容器，承壓容器通過連通管連接，承壓 容器外表面包裹有保溫層。本發(fā)明所述的的分層蓄熱水箱的工作機(jī)理如下(水箱溫度分層多節(jié)點(diǎn)模型概 念)多節(jié)點(diǎn)模型的基本思想是將原來的蓄熱水箱變成多個(gè)蓄熱水箱，每一個(gè)蓄熱水箱 即為一層亦為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)完全混合后對(duì)應(yīng)一個(gè)溫度，不同的節(jié)點(diǎn)溫度可不同。溫度 越高密度越低，故高溫水在高位層面。若要提高太陽能集熱系統(tǒng)的集熱效率，就要使得集熱 器的進(jìn)水溫度盡可能的低，故取水箱最低點(diǎn)，而取用的熱水一般希望溫度盡可能高，故取用 熱水點(diǎn)亦即集熱器出水口接入點(diǎn)在水箱的最上端。采用分層蓄熱概念的水箱可顯著提高集 熱器的效率，增加集熱器的集熱量，從而有效降低輔助能源的能耗。本發(fā)明依據(jù)分層蓄熱節(jié) 點(diǎn)概念，獨(dú)創(chuàng)出分層組合，構(gòu)成直立與橫臥兩種安裝形式，很方便地安裝在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑 上，并切具有同樣的蓄熱效能。本發(fā)明所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器其運(yùn)行方 式為1、當(dāng)溫度傳感器A1≥溫度傳感器A2≥5°C時(shí)，電磁閥開啟，循環(huán)泵啟動(dòng)，大約經(jīng)過 3. 5分鐘，循環(huán)泵關(guān)閉(視注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊的存水量多少而定)，客戶用 水時(shí)，流量傳感器輸出信號(hào)，電磁閥、循環(huán)泵關(guān)閉，防止冷水通過注水式承壓循環(huán)全玻璃真 空管集熱模塊送至住戶用水端。2、當(dāng)停水時(shí)，進(jìn)水止回閥逆流截止，防止負(fù)壓抽干水箱。3、若發(fā)生特殊原因引起注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中真空集熱管破 裂時(shí)，系統(tǒng)壓力將降為“0”磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表輸出信號(hào)，使電磁閥、循環(huán)泵關(guān)停，同時(shí) 出水止回閥逆流截止，防止跑水。4、溫度傳感器A1 ≤ 2°C時(shí)，電伴熱帶通電加熱；5、溫度傳感器A1≥6°C時(shí)，電伴熱帶斷電。本發(fā)明所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，其有益效 果在于1、所述分層蓄熱水箱與注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊強(qiáng)制溫差集熱循 環(huán)并與自來水壓力管道承接。2、自來水管道通過進(jìn)水止回閥連接注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊，并且 連接磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表，在壓力異常時(shí)接點(diǎn)輸出控制信號(hào)，防止熱水器冷、熱水泄露。3、本發(fā)明所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器為單一 水工質(zhì)溫差式強(qiáng)制性循環(huán)。4、本發(fā)明所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器是采用 多腔體分層蓄熱承壓水箱，它能有效的按不同水溫密度分層排布，使得進(jìn)、出水兩端溫差顯 著，進(jìn)而提高集熱模塊的集熱效率。5、智能控制中心實(shí)現(xiàn)了溫差式集熱循環(huán)，并采集各傳感器的信號(hào)變量，實(shí)時(shí)控制、 再現(xiàn)太陽能熱水器的運(yùn)行狀態(tài)，安全可靠地為用戶提供熱水。


圖1本發(fā)明所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器結(jié)構(gòu)示 意圖。圖2本發(fā)明所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器中注水 式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，21-分層蓄熱水箱；22-注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊；23-智能控制中 心；24-循環(huán)泵；25-電磁閥；26-進(jìn)水止回閥；27-防爆壓力表；28-溫度傳感器A2 ；29-流 量傳感器；210-出水止回閥；211-溫度傳感器A1 ；213-管道；214-住戶用水端；215-保溫 層；216-承壓容器；217-連接管；218-自來水管道；1_注水循環(huán)流道；2-連集管保溫外殼； 3-連集管；4-熱水工質(zhì)收集口 ；6-電伴熱帶；7-熱水工質(zhì)出口 ；8-流道盲板；9-集熱模塊 連接槽；10-三角穩(wěn)固板；11-集熱管尾座；12-冷水工質(zhì)注入口 ； 14-注水管；16-保溫層； 18-玻璃真空集熱管。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1—種玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，如圖1所示包括進(jìn) 水止回閥26、溫度傳感器、出水止回閥210、太陽能集熱器22，玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán) 分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括分層蓄熱水箱21、防爆壓力表27、循環(huán)泵29，自來水管 道218經(jīng)進(jìn)水止回閥26與四通連接管一端相連接，四通連接管一端通過管道與分層蓄熱水 箱21連接，四通連接管一端連接防爆壓力表，四通連接管一端通過管道經(jīng)電磁閥25、熱循 環(huán)泵24與太陽能集熱模塊冷水工質(zhì)注入口連接；太陽能集熱模塊熱水工質(zhì)出口經(jīng)溫度傳 感器、211、出水止回閥210連接另一三通連接管，三通連接管一端經(jīng)流量傳感器連接用水 端214，三通連接管一端經(jīng)管道連接分層蓄熱水箱21，分層蓄熱水箱在連接三通連接管端 安裝有溫度傳感器A228。太陽能集熱器為注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊22 ；注水式承壓循環(huán)全 玻璃真空管集熱模塊22如圖2所示，注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊，包括玻璃真 空集熱管、連集管、連集管保溫外殼、集熱管尾座、集熱模塊連接槽等，玻璃真空集熱管與連 集管相連接，所述注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊包括注水管、注水循環(huán)流道，注水 管一端與注水循環(huán)流道相連接、另一端直通玻璃真空集熱管底部。注水式承壓循環(huán)全玻璃 真空管集熱模塊至少一根真空集熱管有一根將冷水工質(zhì)注入真空管底部的注水管。注水循 環(huán)流道置于連集管內(nèi)，注水循環(huán)流道注水末端設(shè)置流道盲板，注水循環(huán)流道一端為冷水工 質(zhì)注入口、另一端為熱水工質(zhì)出口，注水管安裝在冷水工質(zhì)注入口與流道盲板之間，注水循 環(huán)流道在盲板與熱水工質(zhì)出口間開有缺口為熱水工質(zhì)收集口，與連集管相連通。注水式承 壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊采用了冷水工質(zhì)與熱水工質(zhì)相分離的設(shè)計(jì)，改變了目前公開 的全玻璃真空管太陽能集熱器進(jìn)水口與出水口短路流的問題。注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中的電伴熱帶6延伸鋪設(shè)在與注水式承 壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊進(jìn)水口相連接的管道一段距離；注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中的電伴熱帶6延伸鋪設(shè)在與注水式循 環(huán)全玻璃真空管集熱模塊出水口相連接的管道一段距離。
玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括智能控制中心23， 防爆壓力表27、電磁閥25、循環(huán)泵24、電伴熱帶6、溫度傳感器Afl 1、溫度傳感器A228和流 量傳感器29由線路與智能控制中心23連接。防爆壓力表27為磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表。磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表是一種采 用干簧管31、印刷電路板32等構(gòu)成，不僅具有示數(shù)精準(zhǔn)，且具有防爆性能，而印刷電路板更 是可以根據(jù)需要進(jìn)行連接，使干簧管組成不同的應(yīng)用陣列，如圖3所示為磁控陣列接點(diǎn)防 爆壓力表結(jié)構(gòu)示意圖。
分層蓄熱水箱包括3個(gè)承壓容器216，采用304#不銹鋼焊接成3個(gè)Φ400Χ300ΜΜ 容器，彼此間隔30MM。承壓容器通過連通管217連接，承壓容器設(shè)置有保溫層215，3個(gè)承壓 容器216并排放置，承壓容器216之間的連通管217 —端連接承壓容器的底部，一端連接另 一承壓容器的頂端。承壓容器外表面包裹有保溫層，保溫層采用不易傳熱的材料構(gòu)成，采用 聚安脂發(fā)泡制作。圖示分層蓄熱水箱為臥式放置，但是該分層蓄熱水箱也可以立式放置使 用。本實(shí)施例所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器具體運(yùn)行方式1、當(dāng)溫度傳感器Afll彡溫度傳感器A228彡5°C時(shí)，電磁閥25開啟，循環(huán)泵24啟 動(dòng)，大約經(jīng)過3. 5分鐘，循環(huán)泵關(guān)閉(視注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊12的存水量多 少而定)，客戶用水時(shí)，流量傳感器29輸出信號(hào)，電磁閥25、循環(huán)泵24關(guān)閉，防止冷水通過 注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊送至住戶用水端。2、當(dāng)停水時(shí)，進(jìn)水止回閥26逆流截止，防止負(fù)壓抽干水箱。3、若發(fā)生特殊原因引起注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中真空集熱管破裂時(shí)， 系統(tǒng)壓力將降為“0”磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表27輸出信號(hào)，使電磁閥25、循環(huán)泵24關(guān)停， 同時(shí)出水止回閥210逆流截止，防止跑水。4、溫度傳感器、211彡2°C時(shí)，電伴熱帶通電加熱；5、溫度傳感器Afll彡6°C時(shí)，電伴熱帶斷電。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，包括進(jìn)水止回閥、溫度傳感器、出水止回閥、太陽能集熱器，其特征在于所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括分層蓄熱水箱、防爆壓力表、循環(huán)泵，自來水管道經(jīng)進(jìn)水止回閥與四通連接管一端相連接，四通連接管一端通過管道與分層蓄熱水箱連接，四通連接管一端連接防爆壓力表，四通連接管一端通過管道經(jīng)電磁閥、熱循環(huán)泵與太陽能集熱器冷水工質(zhì)注水口連接；太陽能集熱器熱水工質(zhì)出口經(jīng)溫度傳感器A1、出水止回閥連接另一三通連接管，三通連接管一端經(jīng)流量傳感器連接用水端，三通連接管一端經(jīng)管道連接分層蓄熱水箱，分層蓄熱水箱在連接三通連接管端安裝有溫度傳感器A2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，其 特征在于所述太陽能集熱器為注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊；所述注水式承壓 循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊中的電伴熱帶延伸鋪設(shè)在與注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集 熱模塊冷水工質(zhì)注水口相連接的管道一段距離；所述注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模 塊中的電伴熱帶延伸鋪設(shè)在與注水式循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊熱水工質(zhì)出口相連接的 管道一段距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，其 特征在于所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器還包括智能控制中 心，防爆壓力表、電磁閥、循環(huán)泵、電伴熱帶和流量傳感器由線路與智能控制中心連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水 器，其特征在于所述防爆壓力表為磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，其 特征在于所述分層蓄熱水箱包括至少2個(gè)承壓容器，承壓容器通過連通管連接，承壓容器 外表面包裹有保溫層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器，涉及太陽熱能利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器主要是使用分層蓄熱水箱、注水式承壓循環(huán)全玻璃真空管集熱模塊、磁控陣列接點(diǎn)防爆壓力表來設(shè)計(jì)熱水器。而分層蓄熱水箱是采用多節(jié)點(diǎn)模型概念設(shè)計(jì)而成，包括至少2個(gè)承壓容器，承壓容器通過連通管連接，承壓容器外包裹有保溫層。本發(fā)明所述的玻璃集熱管單工質(zhì)承壓循環(huán)分層蓄熱分體太陽能熱水器為單一水工質(zhì)溫差式強(qiáng)制性循環(huán)，采用多腔體分層蓄熱承壓水箱與注水式承壓循環(huán)全玻璃真空集熱模塊組合，智能控制中心實(shí)現(xiàn)了溫差式集熱循環(huán)，利用自來水管道壓力將熱水頂出，供用戶使用熱水。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101846400SQ201010203069
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者鄧曉東 申請(qǐng)人:大連希奧特檢測設(shè)備有限公司