專利名稱：承壓自然循環(huán)太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能熱水器，尤其涉及一種承壓自然循環(huán)太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
太陽能熱水器主要由集熱器和水箱構(gòu)成。集熱器的功能相當(dāng)于電熱水器中的電熱管。和電熱水器、燃?xì)鉄崴鞑煌氖牵柲芗療崞骼玫氖翘柕妮椛錈崃?，故而加熱時(shí)間只能在有太陽照射的時(shí)候。目前中國(guó)市場(chǎng)上普及的是全玻璃太陽能集熱真空管。結(jié)構(gòu)分為外管、內(nèi)管、選擇性吸收涂層、吸氣劑、不銹鋼卡子、真空夾層等部分。太陽能熱水器的水箱一般由內(nèi)膽、保溫層、水箱外殼三部分組成?，F(xiàn)有承壓自然循環(huán)式太陽能熱水器主要有以下幾種換熱方式，最常見的一種是水箱中不設(shè)專門的換熱裝置，直接與集熱器的進(jìn)水口和出水口聯(lián)接起來，水就是循環(huán)介質(zhì)，由于熱虹吸作用，水在水箱、集熱器及聯(lián)接的管路中循環(huán)，從而把集熱器吸收的熱量傳遞給水箱中的水。此種情況循環(huán)系統(tǒng)很容易積垢，集熱效果下降，在冬季寒冷的天氣下也宜造成集熱管凍壞的問題。另一種熱管式太陽能熱水器，熱管冷凝段與水箱水接觸，熱管蒸發(fā)段吸收集熱管熱量通過相變?cè)聿粩鄠鬟f到冷凝段，從而逐漸加熱水箱中的水。此種情況，熱管與水接觸的冷凝段表面溫度較高，易積垢，而且熱管普遍壽命較短，一旦管內(nèi)真空度下降，其換熱效率大大下降，另外，熱管式太陽能熱水器安裝時(shí)也要求熱管豎置，如果橫置的話，也會(huì)大大影響其換熱效率。總之，現(xiàn)有承壓自然循環(huán)式太陽能熱水器的換熱系統(tǒng)容易結(jié)垢，而且系統(tǒng)循環(huán)阻力大，整體集熱效果差。尤其是防凍效果差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱損失小、防凍效果好、換熱效果好的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為一種承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，包括真空集熱管和水箱，還包括設(shè)置在水箱內(nèi)膽中的換熱管，所述換熱管的左端與集熱器的循環(huán)出口連通，右端與集熱器的循環(huán)進(jìn)口連通。換熱管和集熱器組成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，因此，此封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)基本不會(huì)損失，因而熱損失小，系統(tǒng)的封閉循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)阻力也小，換熱效果好。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述換熱管由粗管和細(xì)管相連通組成， 細(xì)管的最高處低于粗管的最低處。加注介質(zhì)時(shí)，而由于細(xì)管最高處低于粗管最高處，細(xì)管內(nèi)首先充滿導(dǎo)熱介質(zhì)。這樣粗管內(nèi)就能夠只沖入部分導(dǎo)熱介質(zhì)，所以粗管內(nèi)仍有部分空間沒有沖入導(dǎo)熱介質(zhì)，從而形成空腔，粗管內(nèi)的空腔部分能夠起到膨脹罐的作用，即給導(dǎo)熱介質(zhì)的熱脹冷縮提供一個(gè)空間。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述粗管的左端設(shè)有安全閥。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述粗管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)占據(jù)粗管的部分內(nèi)腔或者充滿粗管的全部?jī)?nèi)腔。占據(jù)全部空腔時(shí)，需要在外部加一個(gè)膨脹罐。[0009]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，細(xì)管的外端與粗管的右端相連通，細(xì)管自左向右向下傾斜。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述換熱管內(nèi)和集熱器內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為防凍液。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述換熱管的兩端固定在內(nèi)膽的兩個(gè)端蓋上或者固定在內(nèi)膽的下部筒身上，或者換熱管兩端一端固定在內(nèi)膽的其中一個(gè)端蓋上， 另一端固定在內(nèi)膽的下部筒身上。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述集熱器的循環(huán)出口與聯(lián)箱中的熱介質(zhì)管相連通，集熱器的循環(huán)進(jìn)口與聯(lián)箱中的冷介質(zhì)管相連通。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述集熱器采用U型管真空集熱管，U型管真空集熱管中位于集熱器的向陽面的一根與聯(lián)箱中的熱介質(zhì)管相連通；U型管真空集熱管中位于集熱器背陰面的一根與聯(lián)箱中的冷介質(zhì)管相連通。作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述U型管真空集熱管、熱介質(zhì)管(11)、 冷介質(zhì)管(12)可以是銅管、不銹鋼管、鋼管或鋁管。本實(shí)用新型采用換熱管和集熱器所組成的封閉的熱循環(huán)系統(tǒng)，因此，此封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)基本不會(huì)損失，因而熱損失小，系統(tǒng)的封閉循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)阻力也小，換熱效果好。換熱管采用粗管和細(xì)管相連通組成的結(jié)構(gòu)。工作時(shí)粗管內(nèi)并沒有充滿介質(zhì)，而是還留有一部分的空腔，此空腔能夠起到膨脹罐的作用。由于此封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)為防凍液，因此本實(shí)用新型防凍效果好?？傊緦?shí)用新型換熱效果好，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，尤其防凍能力強(qiáng)，尤其適用于寒冷地區(qū)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的U型管以及真空集熱管聯(lián)箱連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1和圖2，一種承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，包括集熱器(1)和水箱0)， 還包括設(shè)置在水箱O)的內(nèi)膽中的換熱管(3)，換熱管(3)的兩端可以固定在內(nèi)膽的兩個(gè)端蓋上或者固定在內(nèi)膽的下部筒身上，或者換熱管兩端一端固定在內(nèi)膽包的其中一個(gè)端蓋上，另一端固定在內(nèi)膽的下部筒身上。本實(shí)施例中換熱管(3)的兩端固定在內(nèi)膽的兩個(gè)端蓋上，所述換熱管⑶的左端為進(jìn)口(8)，進(jìn)口⑶與集熱器⑴的循環(huán)出口⑷連通。所述集熱器(1)采用U型管真空集熱管(13)，循環(huán)出口(4)與聯(lián)箱內(nèi)的熱介質(zhì)管(11)相連通，熱管介質(zhì)(11)與U型管真空集熱管(1 中位于集熱器(1)的向陽面的一根相連通；換熱管(3)的右端為出口(9)，出口(9)與集熱器(1)的循環(huán)進(jìn)口(5)連通，循環(huán)進(jìn)口(5)與聯(lián)箱(10)中的冷介質(zhì)管(1 相連通，冷介質(zhì)管(1 U型管真空集熱管(1 中位于集熱器 ⑴背陰面的一根相連通。換熱管⑶和集熱器⑴組成一個(gè)封閉的循環(huán)系統(tǒng)，此封閉循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)為防凍液或者水，本實(shí)施例中采用防凍液，防凍液可以適應(yīng)北方寒冷的氣候。防凍液采用高沸點(diǎn)低凝固點(diǎn)而且導(dǎo)熱性能好的防凍液，防凍液的凝固點(diǎn)為-10 -50°C，防凍液的沸點(diǎn)，110 250°C。因此，循環(huán)時(shí)，導(dǎo)熱介質(zhì)從集熱器(1)的循環(huán)出口⑷經(jīng)管道進(jìn)入換熱管C3)的進(jìn)口(8)，然后流經(jīng)粗管(3-1)和細(xì)管(3-2)，再?gòu)膿Q熱管C3)的出口(9)流出，經(jīng)管道最后流入集熱器(1)的循環(huán)進(jìn)口(5)，完成一個(gè)循環(huán)。在循環(huán)中導(dǎo)熱介質(zhì)基本不會(huì)損失，因而熱損失小，系統(tǒng)的封閉循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)阻力也小，換熱效果好。所述粗管(3-1) 內(nèi)的防凍液占據(jù)粗管(3-1)的部分內(nèi)腔或者充滿粗管(3-1)的全部?jī)?nèi)腔。占據(jù)全部空腔時(shí)， 需要在外部加一個(gè)膨脹罐。本實(shí)施例中，防凍液占據(jù)粗管(3-1)的部分內(nèi)腔。所述換熱管 (3)由位于左端的粗管(3-1)和位于右端的細(xì)管(3-2)相連通組成細(xì)管(3-2)的最高處低于粗管(3-1)的最高處。細(xì)管(3-2)的最高處低于粗管(3-1)的最高處是為了保證當(dāng)粗管 (3-1)內(nèi)還留有部分空腔時(shí)，細(xì)管(3-2)內(nèi)已經(jīng)充滿介質(zhì)。本實(shí)施例中，細(xì)管(3-2)的左端與粗管(3-1)的右端相連通，在連接處，細(xì)管(3- 靠近粗管(3-1)的下邊緣，而細(xì)管(3-2) 自左向右向下傾斜。所述粗管(3-1)左端設(shè)有安全閥(7)，安全閥(7)可以位于水箱(2) 內(nèi)，也可以伸出水箱⑵夕卜，本實(shí)施例中，安全閥(7)伸出水箱(2)夕卜。安全閥(7)用于當(dāng)換熱管(3)內(nèi)壓力過大時(shí)，放出部分防凍液。所述U型管真空集熱管(13)、熱介質(zhì)管(11)、 冷介質(zhì)管(12)可以是銅管、不銹鋼管、鋼管或鋁管。本實(shí)施例中采用銅管。實(shí)施例2參見圖2和圖3，本實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同，相同之處不再詳述，不同之處在于粗管為豎直設(shè)置，細(xì)管(3-2)連接在粗管(3-1)的中部。
權(quán)利要求1.一種承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，包括集熱器(1)和水箱O)，其特征在于還包括設(shè)置在水箱O)的內(nèi)膽中的換熱管(3)，所述換熱管(3)的一端與集熱器(1)的循環(huán)出口 (4)連通，另一端與集熱器(1)的循環(huán)進(jìn)口( 連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述換熱管(3) 由粗管(3-1)和細(xì)管(3- 相連通組成，細(xì)管(3-2)的最高處高于粗管(3-1)的最低處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述粗管(3-1) 的外端設(shè)有安全閥(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述粗管(3-1) 內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)占據(jù)粗管(3-1)的部分內(nèi)腔或者充滿粗管(3-1)的全部?jī)?nèi)腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于細(xì)管(3-2)的左端與粗管(3-1)的右端相連通，細(xì)管(3-2)自左向右向下傾斜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述換熱管(3) 內(nèi)和集熱器(1)內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為防凍液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述換熱管(3) 的兩端固定在內(nèi)膽的兩個(gè)端蓋上或者固定在內(nèi)膽的下部筒身上，或者換熱管C3) —端固定在內(nèi)膽的其中一個(gè)端蓋上，另一端固定在內(nèi)膽的下部筒身上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器⑴的循環(huán)出口⑷與聯(lián)箱(10)中的熱介質(zhì)管(11)相連通，集熱器⑴ 的循環(huán)進(jìn)口(5)與聯(lián)箱中的冷介質(zhì)管(12)相連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述集熱器(1) 采用U型管真空集熱管(13)，U型管真空集熱管(13)中位于集熱器(1)的向陽面的一根與聯(lián)箱(10)中的熱介質(zhì)管(11)相連通；U型管真空集熱管(13)中位于集熱器(1)背陰面的一根與聯(lián)箱(10)中的冷介質(zhì)管(1 相連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，其特征在于所述U型管真空集熱管(13)、熱介質(zhì)管(11)、冷介質(zhì)管(1 可以是銅管、不銹鋼管、鋼管或鋁管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種承壓自然循環(huán)太陽能熱水器，包括真空集熱管和水箱，還包括設(shè)置在水箱的內(nèi)膽中的換熱管，所述換熱管的一端與集熱器的循環(huán)出口連通，另一端與集熱器的循環(huán)進(jìn)口連通。所述換熱管由粗管和細(xì)管相連通組成；細(xì)管的最高處高于粗管的最低處。本實(shí)用新型換熱效果好，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)，防凍能力強(qiáng)，尤其適用于寒冷地區(qū)。
文檔編號(hào)F24J2/30GK202002350SQ20112006927
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者鄧學(xué)鵬, 黃永偉 申請(qǐng)人:黃永偉