專利名稱：換熱式太陽熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱水器，尤其是換熱式太陽熱水器。
背景技術(shù)：
目前，公知的太陽熱水器按結(jié)構(gòu)形式可分為常壓式太陽熱水器和承壓式太陽熱水
ο太陽能以其清潔、無償、無窮、安全等顯著優(yōu)勢，成為人們關(guān)注重點。在太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，太陽熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)無疑是最為成熟的。安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟，是太陽熱水器的主要特征。然而，即使是帶輔助電加熱功能的太陽熱水器，也因為太陽熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換本質(zhì)和基本結(jié)構(gòu)也不能使它全年全天候使用，更何況這種輔助電加熱功能的獲取，是以犧牲或損傷太陽熱水器的安全、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟性能為代價的。這是阻礙它在如今太陽熱水器輝煌發(fā)展普遍應(yīng)用的背景下進一步提升的瓶頸。對于常壓式太陽熱水器，由于使用熱水的壓力來自于自然落差，這就給出水壓力以一自然的上限，也就給使用者帶來相當?shù)牟槐?，也給太陽熱水器的安裝帶來諸多限制。為解決這問題，有些廠家為此等太陽熱水器配置了增壓泵。然而熱水增壓泵的安全性、可靠性、經(jīng)濟性、耐久性都是值得注意的。另外，熱水器內(nèi)部的結(jié)垢現(xiàn)象也是常見的缺陷。這種缺陷輕者導致的熱利用轉(zhuǎn)換效率的下降重者使整個熱水器失效和損壞。承壓式太陽熱水器克服了常壓式太陽熱水器出水壓力受限的弊病，同時也提高了制造成本、惡化了加工工藝、降低了使用和系統(tǒng)的可靠性。當然，它對熱水器內(nèi)部的結(jié)水垢現(xiàn)象的防止并未作任何改良。這種情形正好解釋了承壓式太陽熱水器遠不及常壓式太陽熱水器普及的原因。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有太陽熱水器種種不足，本發(fā)明提供了一種換熱式太陽熱水器。這種換熱式太陽熱水器以鼠籠式內(nèi)膽代替了常規(guī)內(nèi)膽，形成了工作液與使用熱水的兩個獨立工作系統(tǒng)，因而同時具備了常壓式太陽熱水器的簡捷結(jié)構(gòu)和承壓式太陽熱水器出水壓力相對穩(wěn)定的優(yōu)點。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明換熱式太陽熱承器，由支架、 水箱、太陽真空管、壓差式上水閥、單向閥、安全閥、三通、上水管、下水管、進水管、補液管、 工作液導管、進氣管組成，所述水箱由內(nèi)膽、外筒、保溫層、端蓋組成，所述內(nèi)膽由鼠籠筒、配流蓋組成，所述鼠籠筒為一內(nèi)壁周邊排列著若干小徑圓管的金屬筒，所述配流蓋緊固于所述鼠籠筒的兩端面，所述配流蓋連通所述小徑圓管形成熱水管路，所述配流蓋密閉所述鼠籠筒除所述熱水管路外的空間的兩端形成工作液室，所述外筒和所述端蓋封閉于所述保溫層的外部，所述保溫層封閉于所述內(nèi)膽的外部，所述水箱留有一個所述熱水管路入口和一個所述熱水管路出口，所述水箱留有若干與所述工作液室連通的太陽真空管接入口，所述水箱平行插入所述太陽真空管并使所述太陽真空管的軸線所在平面與水平面的夾角約略等于使用地的緯度然后固定于所述支架上形成工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的下部留有與所述工作液室連通的工作液接口，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的端部留有與所述工作液室連通的工作液入口，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的上部留有與所述工作液室連通的進氣口，所述進氣口與所述進氣管連接，所述壓差式上水閥由閥體、閥芯、復位彈簧和調(diào)節(jié)螺栓組成，所述閥體共線異向地留有一個上水閥入口和一個上水閥出口，所述閥芯垂直于所述上水閥入口的軸線，所述閥芯的一端配有復位彈簧和調(diào)節(jié)螺栓，所述閥芯的另一端留有工作液入口，所述三通的一端與所述上水管連接，所述三通的另一端與所述單向閥、所述上水閥入口、所述上水閥出口、所述補液管和所述工作液入口依次連接，所述三通的第三端與所述安全閥、所述進水管和所述熱水管路入口依次連接，所述工作液入口和所述工作液接口通過所述工作液導管連接，所述下水管接入所述熱水管路出口。本發(fā)明的有益效果是，通過鼠籠筒、配流蓋的組合結(jié)構(gòu)形成了所述工作液與使用熱水的兩個獨立工作系統(tǒng)，所述工作液通過所述進氣管與大氣相通因而具備了常壓式太陽熱水器的簡捷結(jié)構(gòu)，使用熱水與自來水系統(tǒng)相連因而具備了承壓式太陽熱水器出水壓力相對穩(wěn)定的優(yōu)點，同時為使本發(fā)明換熱式太陽熱水器與其它熱水器尤其是太陽中繼熱水器無縫組合成太陽能供熱水系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。順便地，工作液的適當選擇有效地防止了普通太陽熱水器的結(jié)水垢理象的發(fā)生。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明同一個實施例的安裝示意圖。圖3是本發(fā)明同一個實施例中壓差式上水閥開啟時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明同一個實施例中壓差式上水閥關(guān)閉時的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1、圖2、圖3、圖4所示實施例中，本發(fā)明換熱式太陽熱水器，由支架(100)、 水箱000)、太陽真空管(300)、壓差式上水閥000)、單向閥(500)、安全閥(600)、三通 (700)、上水管(810)、下水管(820)、進水管(830)、補液管(930)、工作液導管(940)、進氣管組成(900)，所述水箱(200)由內(nèi)膽(210)、外筒(220)、保溫層(230)、端蓋(240)組成，所述內(nèi)膽O10)由鼠籠筒011)、配流蓋012)組成，所述鼠籠筒為一內(nèi)壁周邊排列著若干小徑圓管的金屬筒，所述配流蓋緊固于所述鼠籠筒的兩端面，所述配流蓋連通所述小徑圓管形成熱水管路(880)，所述配流蓋密閉所述鼠籠筒除所述熱水管路外的空間的兩端形成工作液室(980)，所述外筒(220)和所述端蓋(MO)封閉于所述保溫層O30)的外部，所述保溫層(230)封閉于所述內(nèi)膽O10)的外部，所述水箱留有一個所述熱水管路(880)的入口 (881)和一個所述熱水管路(880)的出口(882)，所述水箱留有若干與所述工作液室連通的太陽真空管接入口(310)，所述水箱O00)由所述太陽真空管接入口(310)處平行插入所述太陽真空管(300)并使所述太陽真空管(300)的軸線所在平面與水平面的夾角約略等于使用地的緯度然后固定于所述支架(100)上形成工作狀態(tài)G，所述工作狀態(tài)G下的所述水箱(200)的下部留有與所述工作液室連通的工作液接口(920)，所述工作狀態(tài)G下的所述水箱(200)的端部留有與所述工作液室連通的工作液入口(910)，所述工作狀態(tài)G下的所述水箱(200)的上部留有與所述工作液室連通的進氣口(930)，所述進氣口(930)與所述所述進氣管(900)連接，所述壓差式上水閥G00)由閥體010)、閥芯020)、復位彈簧(430)和調(diào)節(jié)螺栓(440)組成，所述閥體(410)共線異向地留有一個上水閥入口(461)和一個上水閥出口 062)，所述閥芯020)的軸線垂直于所述上承閥入口 G61)的軸線，所述閥芯的一端配有所述復位彈簧(430)和所述調(diào)節(jié)螺栓040)，所述閥芯020)的另一端留有工作液入口(960)，所述三通(700)的一端與所述上水管(810)連接，所述三通(700)的另一端與所述單向閥(500)、所述上水閥入口 061)、所述上水閥出口 062)、所述補液管(930)和所述工作液接口(910)依次連接，所述三通(700)的第三端與所述安全閥(600)、進水管(830) 和所述熱水管路(880)的入口(881)依次連接，所述工作液入口(960)和所述工作液接口 (920)通過所述工作液導管(940)連接，所述下水管(820)接入所述熱水管路(880)的出口 (882)。調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)螺栓(440)，使所述復位彈簧(430)的壓應(yīng)力(440)等于所述工作液室(980)在充滿工作液時水柱壓力(941)，此時所述閥芯(420)處于使所述壓差式上水閥 (400)處于關(guān)閉狀態(tài)的位置；當所述工作液室(980)的工作液缺失時，所述壓力(941)小于所述壓應(yīng)力G40)，此時所述閥芯(420)下移使所述壓差式上水閥(400)處于開啟狀態(tài)的位置。于是所述工作液室(980)中的工作液的液面高度，動態(tài)自動地穩(wěn)定在一預(yù)設(shè)高度。這樣，當太陽能作用于所述太陽真空管(300)時，轉(zhuǎn)換的熱能使所述工作液升溫。此時的所述工作液室(980)通過所述進氣管(900)與大氣相通，因而承受1個大氣壓，即工作在常壓環(huán)境。而這正是常壓式太陽熱水器的使用效果。所述熱水管路(880)通過熱傳導自所述高溫工作液取得熱量。所述熱水管路(880)是獨立密閉地連接在所述上水管(810)和所述下水管(820)之間。忽略所述熱水管路(880)的水阻，所述下水管(820)內(nèi)的水壓約略等于所述上水管(810)內(nèi)的水壓。而這正是承壓式太陽熱水器的使用效果。作為優(yōu)化，所述熱水管路(880)獨立配置。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的制造工藝的選擇途徑得以擴展。作為優(yōu)化，所述水箱Q00)與所述太陽真空管(300)分體配置。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的安裝途徑得以擴展。作為優(yōu)化，所述工作液是水或是鹽的水溶液。這樣是避免熱水器的結(jié)水垢現(xiàn)象。作為優(yōu)化，壓差式上水閥000)由內(nèi)浮球式上水閥或由外浮球式上水閥或由電磁閥替代。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的制造工藝多樣化。作為優(yōu)化，所述配流蓋連通所述小徑圓管形成熱水管路，其連通方式是鼠籠式或是往復式或是迷宮式。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的熱效率得以提高。作為優(yōu)化，所述支架是落地式或是壁掛式。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的安裝途徑得以擴展。作為優(yōu)化，所述壓差式上水閥的上水閥出口與所述工作液入口合并。這樣是使所述壓差式上水閥的設(shè)計方案得以拓寬。作為優(yōu)化，所述壓差式上水閥的上水閥出口與所述熱水管路入口合并。這樣是使所述壓差式上水閥的設(shè)計方案得以拓寬。作為優(yōu)化，所述鼠籠筒的筒體與所述熱水管路分體配置。這樣是使所述換熱式太陽熱水器的制造工藝多樣化。
權(quán)利要求
1.一種換熱式太陽熱水器，由支架、水箱、太陽真空管、壓差式上水閥、單向閥、安全閥、 三通、上水管、下水管、進水管、補液管、工作液導管、進氣管組成，其特征在于所述水箱由內(nèi)膽、外筒、保溫層、端蓋組成，所述內(nèi)膽由鼠籠筒、配流蓋組成，所述鼠籠筒為一內(nèi)壁周邊排列著若干小徑圓管的金屬筒，所述配流蓋緊固于所述鼠籠筒的兩端面，所述配流蓋連通所述小徑圓管形成熱水管路，所述配流蓋密閉所述鼠籠筒除所述熱水管路外的空間的兩端形成工作液室，所述外筒和所述端蓋封閉于所述保溫層的外部，所述保溫層封閉于所述內(nèi)膽的外部，所述水箱留有一個所述熱水管路入口和一個所述熱水管路出口，所述水箱留有若干與所述工作液室連通的太陽真空管接入口，所述水箱平行插入所述太陽真空管并使所述太陽真空管的軸線所在平面與水平面的夾角約略等于使用地的緯度然后固定于所述支架上形成工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的下部留有與所述工作液室連通的工作液接口，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的端部留有與所述工作液室連通的工作液入口，所述工作狀態(tài)下的所述水箱的上部留有與所述工作液室連通的進氣口，所述進氣口與所述進氣管連接，所述壓差式上水閥由閥體、閥芯、復位彈簧和調(diào)節(jié)螺栓組成，所述閥體共線異向地留有一個上水閥入口和一個上水閥出口，所述閥芯垂直于所述上水閥入口的軸線，所述閥芯的一端配有復位彈簧和調(diào)節(jié)螺栓，所述閥芯的另一端留有工作液入口，所述三通的一端與所述上水管連接，所述三通的另一端與所述單向閥、所述上水閥入口、所述上水閥出口、所述補液管和所述工作液入口依次連接，所述三通的第三端與所述安全閥、所述進水管和所述熱水管路入口依次連接，所述工作液入口和所述工作液接口通過所述工作液導管連接， 所述下水管接入所述熱水管路出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述熱水管路獨立配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述水箱與所述太陽真空管分體配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述工作液是水或是鹽的水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述壓差式上水閥由內(nèi)浮球式上水閥或由外浮球式上水閥或由電磁閥替代。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述配流蓋連通所述小徑圓管形成熱水管路，連通方式是鼠籠式或是往復式或是迷宮式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太阻熱水器，其特征在于所述支架是落地式或是壁掛式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述壓差式上水閥的上水閥出口與所述工作液入口合并。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述壓差式上水閥的上水閥出口與所述熱水管路入口合并。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱式太陽熱水器，其特征在于所述鼠籠筒的筒體與所述熱水管路分體配置。
全文摘要
一種換熱式太陽熱水器，以鼠籠式內(nèi)膽代替了常規(guī)內(nèi)膽，形成了工作液與使用熱水的兩個獨立工作系統(tǒng)，因而具備了常壓式太陽熱水器的結(jié)構(gòu)簡捷和承壓式太陽熱水器出水壓力相對穩(wěn)定的優(yōu)點，同時為使本發(fā)明換熱式太陽熱水器與其它熱水器尤其是太陽中繼熱水器無縫組合成太陽能供熱水系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。順便地，工作液的適當選擇有效地防止了普通太陽熱水器結(jié)水垢現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號F24J2/24GK102563905SQ20121004655
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者吳中敏 申請人:吳中敏, 張愛章