一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器的制造方法
【專利摘要】一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器，由液管式真空管(1)、保溫水箱(2)、多功能聯(lián)箱(3)、支架(4)組成，液管式真空管(1)內(nèi)導(dǎo)熱液管(16)上端通過密封圈與保溫水箱(2)上的導(dǎo)熱液管接口(7)連通，導(dǎo)熱液管(16)下端通過密封圈與多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)聯(lián)集管(8)流道連通，電熱管(9)裝在多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)的聯(lián)集管(8)流道內(nèi)。液管式真空集熱管(1)有液管式真空集熱管和液管式相變蓄熱真空集熱管兩種類型，兩種真空集熱管具有通用性，可互相兼容、互相替代、可混用，組成的緊湊型液管式真空管熱水器具有防凍功能，水箱低端水溫可調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是太陽能光熱領(lǐng)域一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的現(xiàn)有緊湊式熱水器種類有全玻璃真空管太陽熱水器、全玻璃熱管太陽熱水器、熱管式真空管太陽熱水器，其中90%左右都是全玻璃真空管太陽熱水器，存在的主要問題是:
[0003]全玻璃真空管太陽熱水器的真空管內(nèi)有占所配水箱容積20%左右的熱水無法利用，熱利用率低；真空管內(nèi)易結(jié)水垢、易積污，管內(nèi)水相當(dāng)于死水，影響水質(zhì)，防凍難，易凍裂，遇急冷易炸管，真空管破裂漏水，熱水器無法使用。
[0004]全玻璃熱管太陽熱水器，雖然真空管內(nèi)無水、防凍，由于熱管冷凝端是熱導(dǎo)率很低的玻璃，傳熱效率不高，熱效率較低。
[0005]熱管式真空管太陽熱水器將熱管冷凝端直接插入水中進(jìn)行熱交換，由于熱管冷凝端面積小，表面溫度高，易結(jié)水垢影響散熱，影響熱管長期集熱效率和使用壽命，且熱管綜合成本高，性價比低等問題。
[0006]現(xiàn)有各種緊湊式真空管太陽熱水器存在的共同問題是:
[0007]1.熱水器內(nèi)電熱管外表易腐蝕、易結(jié)水垢、電熱管損壞后易漏電，且存在無水干燒隱患；
[0008]2.受全玻璃真空集熱管結(jié)構(gòu)限制，難以組成水質(zhì)好的二次自然循環(huán)熱水器；
[0009]3.受全玻璃真空集熱管結(jié)構(gòu)限制，難以在真空管內(nèi)設(shè)置相變蓄熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器。
[0011]本實(shí)用新型由液管式真空集熱管(I)、保溫水箱(2)、多功能聯(lián)箱(3)、支架(4)組成，保溫水箱(2)和多功能聯(lián)箱(3)固定在支架(4)上，液管式真空集熱管(I)內(nèi)導(dǎo)熱液管
(16)上端通過密封圈與保溫水箱(2)上的導(dǎo)熱液管接口(7)連通，導(dǎo)熱液管(16)下端通過密封圈與多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)聯(lián)集管(8)流道連通。
[0012]由于導(dǎo)熱液管(16)管徑較大，保溫水箱(2)與多功能聯(lián)箱(3)之間存在較大的上下高度差，熱交換可在導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)完成，因而液管式真空集熱管(I)吸收的太陽能、相變蓄熱器儲存的熱能和電熱管產(chǎn)生的熱能，都可通過導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)部自然循環(huán)進(jìn)入保溫水箱(2)內(nèi)，保溫水箱(2)與多功能聯(lián)箱(3)外部可接也可不接回路管。
[0013]液管式真空集熱管(I)有兩種類型，一種是無相變蓄熱功能的液管式真空集熱管，另一種是裝有相變蓄熱器的液管式相變蓄熱真空集熱管，其特征是:液管式真空集熱管由特制真空管(12)、導(dǎo)熱液管(16)、導(dǎo)熱器(17)組成，導(dǎo)熱器(17)安裝在特制真空管(12)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從特制真空管(12)和導(dǎo)熱器(17)中心穿過；液管式相變蓄熱真空集熱管由特制真空管(12)、相變蓄熱器筒(13)、導(dǎo)熱板(14)、相變蓄熱材料(15)、導(dǎo)熱液管(16)組成，相變蓄熱器筒(13)安裝在特制真空管(12)內(nèi)，導(dǎo)熱板(14)位于相變蓄熱器筒
[13]內(nèi)外圓之間，相變蓄熱材料(15)注入相變蓄熱器筒(13)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從特制真空管(12)和相變蓄熱器筒(13)中心穿過。
[0014]保溫水箱⑵由水箱內(nèi)膽(5)、夾套換熱器(6)、加壓補(bǔ)液器(10)、過壓保護(hù)與消脹器(11)組成，夾套換熱器(6)焊在水箱內(nèi)膽(5)上，加壓補(bǔ)液器(10)裝在高于夾套換熱器
(6)的水箱內(nèi)或外，其下端通過連接管與換熱器(6)上端連通，過壓保護(hù)與消脹器(11)安裝在加壓補(bǔ)液器(10)上。
[0015]多功能聯(lián)箱(3)用于連接并聯(lián)的液管式真空集熱管(I)，使所有液管式真空集熱管⑴內(nèi)導(dǎo)熱液管(16)與聯(lián)集管⑶流道貫通。多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)聯(lián)集管⑶采用耐高溫塑膠材料制造，裝在多功能聯(lián)箱(3)外罩內(nèi)，電熱管(9)裝在聯(lián)集管(8)流道內(nèi)。
[0016]加壓補(bǔ)液器(10)是導(dǎo)熱介質(zhì)容器，利用加壓補(bǔ)液器(10)內(nèi)液體與夾套換熱器(6)之間高度差，對循環(huán)集熱系統(tǒng)自動加壓和補(bǔ)液，使夾套換熱器出)內(nèi)充滿液體，確保熱水器安全可靠運(yùn)行。加壓補(bǔ)液器(10)可裝在水箱內(nèi)，也可裝在水箱外。
[0017]過壓保護(hù)與消脹器(11)是一種具有自動進(jìn)排氣和自動封閉功能的裝置，有多種結(jié)構(gòu)，其基本運(yùn)行原理是通過自動進(jìn)排氣消除循環(huán)系統(tǒng)熱脹、冷縮和過壓影響，當(dāng)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)液體處于穩(wěn)態(tài)時，可自動封閉氣液孔，避免循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)液體蒸發(fā)。
[0018]特制真空管(12)是一種一端全開口，另一端底部有孔、導(dǎo)熱液管(16)可從真空管中心穿過的全玻璃真空太陽集熱管。特制真空管(12)種類有管口有阻熱墻和導(dǎo)熱孔的真空管、直通式真空管和管口略有變化、導(dǎo)熱液管(16)可從真空管中心穿過的全玻璃真空太陽集熱管。除改進(jìn)部分外，特制真空管(12)材料、工藝、性能與公知的全玻璃真空太陽集熱管相同，技術(shù)要求等于和優(yōu)于國標(biāo)GB / T17049全玻璃真空太陽集熱管標(biāo)準(zhǔn)，并隨真空管技術(shù)發(fā)展而提聞。
[0019]相變蓄熱器由相變蓄熱器筒(13)、導(dǎo)熱板(14)、相變蓄熱材料(15)、導(dǎo)熱液管
(16)組成，導(dǎo)熱板(14)位于相變蓄熱器筒(13)內(nèi)外圓之間，相變蓄熱材料(15)裝在相變蓄熱器筒(13)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從相變蓄熱器筒(13)中心穿過。
[0020]導(dǎo)熱液管(16)因不存在焊接問題，可采用特制高熱導(dǎo)率銅管、耐腐蝕鋁管、銅鋁復(fù)合管等各種耐高溫腐蝕的金屬管。
[0021 ] 本實(shí)用新型有益效果是:
[0022]1.與現(xiàn)有全玻真空管熱水器相比，真空管內(nèi)無水，防凍，不存在因急冷和空曬炸管問題，真空管破裂不漏水、不影響熱水器正常使用，熱水器熱水利用率提高20%以上，重量減輕20%左右；與全玻璃熱管熱水器比，集熱效率高，與熱管真空管太陽熱水器比，液管效率高、成本低，使用壽命長。
[0023]2.組成的二次自然循環(huán)集熱熱水器，生活用水與導(dǎo)熱介質(zhì)隔離，互不影響，水質(zhì)有保證。
[0024]3.在真空管內(nèi)設(shè)置相變蓄熱功能，在不改變真空管和熱水器外形，不改變連接和使用方法，不占用外部空間的前提下，使熱水器儲熱能力增加30%以上，或水箱體積、重量減少30%以上，并可限制真空管內(nèi)最高溫度，延長真空管使用壽命。[0025]4.電熱管(9)安裝在多功能聯(lián)箱(3)流道內(nèi)，有益效果:一是電熱管(9)在遠(yuǎn)低于保溫水箱(2)的多功能聯(lián)箱(3)流道內(nèi)，即使保溫水箱(2)內(nèi)無水，電熱管(9)也不存在于燒問題；二是電熱管(9)置身于無腐蝕、無水垢的防凍液中，使用壽命長；三是在電熱管(9)兩端內(nèi)置溫控器可限制電熱管加熱時最高水溫，不存在導(dǎo)致聯(lián)集管流道過熱問題。
[0026]5.新裝不用或長期不使用的熱水器，只要擰開多功能聯(lián)箱(3)任意一端接口蓋，就可形成上下貫通的空氣自然循環(huán)，集熱管、水箱都不存在空曬過熱問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1:本實(shí)用新型側(cè)面局部剖視示意圖。
[0028]圖2:本實(shí)用新型正面局部剖視示意圖例I。
[0029]圖3:本實(shí)用新型正面局部剖視示意圖例2。
[0030]圖4:相變蓄熱器局部剖視示意圖。
[0031]圖5:液管式相變蓄熱真空集熱管局部剖視示意圖。
[0032]圖6:液管式真空集熱管局部剖視示意圖。
[0033]圖1?圖6中編號:1.液管式真空集熱管，2.保溫水箱，3.多功能聯(lián)箱，4支架，
5.水箱內(nèi)膽，6.夾套換熱器，7.導(dǎo)熱液管接口，8.聯(lián)集管，9.電熱管，10.加壓補(bǔ)液器，
11.過壓保護(hù)與消脹器，12.特制真空管，13.相變蓄熱器筒，14.導(dǎo)熱板，15.相變蓄熱材料，
16.導(dǎo)熱液管，17.導(dǎo)熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0034]圖1?3中，保溫水箱⑵在上，多功能聯(lián)箱(3)在下，分別固定在支架(4)，液管式真空集熱管(I)內(nèi)導(dǎo)熱液(16)上端與夾套換熱器(6)上的導(dǎo)熱液管接口(7)連通，下端與多功能聯(lián)箱⑶內(nèi)聯(lián)集管⑶連通，電熱管(9)裝在聯(lián)集管⑶流道內(nèi)，加壓補(bǔ)液器(10)裝在保溫水箱(2) —側(cè)高于夾套換熱器(6)位置，下端與夾套換熱器(6)連通，上端接過壓保護(hù)與消脹器(11)，取下過壓保護(hù)與消脹器(11)，可從加壓補(bǔ)液器(10)上端接口加注導(dǎo)熱介質(zhì)。多功能聯(lián)箱(3)兩端接口使用時封閉，安裝維修時可打開排放內(nèi)部液體和安裝電熱管(9)。
[0035]圖2與圖3的差別僅在于:圖2中的加壓補(bǔ)液器(10)在保溫水箱⑵內(nèi)的一側(cè)，圖3中的加壓補(bǔ)液器(10)在保溫水箱(2)外的頂部。
[0036]聯(lián)集管(8)采用耐高溫、無毒性、阻燃塑膠材料制造，具有不腐蝕、不結(jié)水垢、保溫性能好，更符合熱水環(huán)境應(yīng)用所需特性，且適于模具注塑成型，符合大批量生產(chǎn)要求。
[0037]圖4是相變蓄熱器局部剖視示意圖，相變蓄熱器筒(13)采用高熱導(dǎo)率金屬材料制造，既是相變蓄熱材料(15)的容器，又是導(dǎo)熱器；導(dǎo)熱板(14)位于相變蓄熱器筒(13)內(nèi)外圓之間，其用途:一是為真空管吸收的太陽能越過相變蓄熱材料提供通道，二是將相變蓄熱材料分隔成小間隔，以縮短相變蓄熱材料(15)到導(dǎo)熱板(14)的距離，加大相變蓄熱材料與導(dǎo)熱板(14)接觸面積，減少相變蓄熱材料(15)熱阻，加速吸熱釋熱，導(dǎo)熱板(14)數(shù)量根據(jù)需要確定。相變蓄熱材料(15)用于相變蓄熱，其種類很多，可選范圍較大，例如石蠟、石蠟復(fù)合材料等，凡適于注入相變蓄熱器筒(13)，無毒性、相變溫度滿足使用要求的相變蓄熱材料都可使用。導(dǎo)熱液管(16)與相變蓄熱器筒(13)可以是連體，也可以是分體。[0038]圖5是液管式相變蓄熱真空集熱管局部剖視示意圖，相變蓄熱器裝在特制真空管(12)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從特制真空管(12)和相變蓄熱器中心穿過。
[0039]圖6是液管式真空集熱管局部剖視示意圖，導(dǎo)熱器(17)采用高熱導(dǎo)率金屬材料制造，作用是將特制真空管(12)吸收的熱量直接傳送到導(dǎo)熱液管(16)上，消除導(dǎo)熱液管(16)與特制真空管(12)內(nèi)管之間空氣熱阻的影響，導(dǎo)熱器(17)形狀有翼板式、翅片式、圓筒式，如不考慮成本，相變蓄熱器筒(13)是最好的導(dǎo)熱器。
[0040]液管式真空集熱管和液管式相變蓄熱真空集熱管結(jié)構(gòu)、連接方法和集熱運(yùn)行方法相同，兩種集熱管具有通用性，可互相兼容、互相替代、可混用。
[0041]液管式真空集熱管(I)與保溫水箱(2)和多功能聯(lián)箱(3)的連接采用插接方法，安裝時先將液管式真空集熱管(I)內(nèi)導(dǎo)熱液管(16)插入保溫水箱(2)上導(dǎo)熱液管接口(7)密封圈內(nèi)，待導(dǎo)熱液管(16)下端對準(zhǔn)多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)的導(dǎo)熱液管密封圈，插到底即可，拆下時步驟相反。
[0042]緊湊型液管式真空管熱水器工作原理是:有陽光照射時，特制真空管(12)吸收的太陽能加熱導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)液體，在液管真空管集熱管⑴與保溫水箱(2)之間形成自然循環(huán)，把特制真空管(12)吸收的熱量導(dǎo)入保溫水箱(2)熱水中保存。
[0043]緊湊型液管式相變蓄熱真空管熱水器工作原理是:有陽光照射時，特制真空管
(12)吸收的太陽能經(jīng)導(dǎo)熱板(14)傳導(dǎo)至導(dǎo)熱液管(16)，加熱導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)液體，當(dāng)水箱水溫低于相變蓄熱材料“固-液”相變溫度時，相變蓄熱器不吸熱，特制真空管(12)吸收的太陽能通過導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)液體自然循環(huán)，將熱能導(dǎo)入保溫水箱(2);當(dāng)保溫水箱(2)內(nèi)水溫達(dá)到相變蓄熱材料“固-液”相變溫度時，特制真空管(12)吸收的太陽能經(jīng)相變蓄熱器筒(13)內(nèi)外圓和導(dǎo)熱板(14)進(jìn)入相變蓄熱材料(15)內(nèi)，相變蓄熱材料(15)固-液相變過程中大量吸收熱能，直至相變蓄熱材料(15)完全熔化，在此期間水箱水溫基本不變。當(dāng)相變蓄熱材料(15)完全熔化后，相變蓄熱器儲熱達(dá)到飽和，不再吸收熱量，真空管后續(xù)吸收的熱量經(jīng)導(dǎo)熱板(14)加熱導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)液體，通過液體循環(huán)進(jìn)入水箱，水箱水溫和相變蓄熱器溫度隨真空管吸收的熱量增加而提高。當(dāng)水箱水溫降至低于相變蓄熱材料(15)液-固相變溫度時，相變蓄熱材料(15)通過導(dǎo)熱板(14)和導(dǎo)熱液管(16)“液-固”相變釋放儲存的熱量，通過導(dǎo)熱液管(16)內(nèi)液體自然循環(huán)，將相變蓄熱器中儲存的熱量導(dǎo)入保溫水箱(2)熱水中，相變蓄熱材料(15)隨熱量釋放恢復(fù)固化狀態(tài)，等待下一次重復(fù)“固-液”相變吸熱、“液-固”相變放熱過程。
【權(quán)利要求】
1.一種可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器，由液管式真空集熱管(I)、保溫水箱(2)、多功能聯(lián)箱(3)、支架(4)組成，其特征是:保溫水箱(2)和多功能聯(lián)箱(3)固定在支架(4)上，液管式真空集熱管(I)內(nèi)導(dǎo)熱液管(16)上端通過密封圈與保溫水箱(2)上的導(dǎo)熱液管接口(7)連通，導(dǎo)熱液管(16)下端通過密封圈與多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)聯(lián)集管(8)流道連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器，液管式真空集熱管(I)有兩種類型，一種是無相變蓄熱功能的液管式真空集熱管，另一種是裝有相變蓄熱器的液管式相變蓄熱真空集熱管，其特征是:液管式真空集熱管由特制真空管(12)、導(dǎo)熱液管(16)、導(dǎo)熱器(17)組成，導(dǎo)熱器(17)安裝在特制真空管(12)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從特制真空管(12)和導(dǎo)熱器(17)中心穿過；液管式相變蓄熱真空集熱管由特制真空管(12)、相變蓄熱器筒(13)、導(dǎo)熱板(14)、相變蓄熱材料(15)、導(dǎo)熱液管(16)組成，相變蓄熱器筒(13)安裝在特制真空管(12)內(nèi)，導(dǎo)熱板(14)位于相變蓄熱器筒(13)內(nèi)外圓之間，相變蓄熱材料(15)注入相變蓄熱器筒(13)內(nèi)，導(dǎo)熱液管(16)從特制真空管(12)和相變蓄熱器筒(13)中心穿過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器，保溫水箱⑵由水箱內(nèi)膽(5)、夾套換熱器(6)、加壓補(bǔ)液器(10)、過壓保護(hù)與消脹器(11)組成，其特征是:夾套換熱器(6)焊在水箱內(nèi)膽(5)上，加壓補(bǔ)液器(10)裝在高于夾套換熱器(6)的水箱內(nèi)或外，其下端通過連接管與換熱器(6)上端連通，過壓保護(hù)與消脹器(11)安裝在加壓補(bǔ)液器(10)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可兼容相變蓄熱功能的緊湊型液管式真空管熱水器，其特征是:多功能聯(lián)箱(3)內(nèi)聯(lián)集管(8)采用耐高溫塑膠材料制造，裝在多功能聯(lián)箱(3)外罩內(nèi)，電熱管(9)裝在聯(lián)集管(8)流道內(nèi)。
【文檔編號】F24J2/24GK203533915SQ201320453052
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】秦三根 申請人:秦三根