用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，儲水箱以斜向固定，使所述儲水箱與水平線之間具有傾角，所述傾角為當?shù)鼐暥燃?0°～25°；在所述儲水箱的左、右兩側各插設有一排橫向布置的全玻璃熱管真空集熱管，每一根全玻璃熱管真空集熱管的冷凝端還向儲水箱的底部方向偏移一個轉角，所述轉角大于0°并小于20°。該熱水器高傾角安裝，冬季得熱量相對高些，利于太陽能采暖；夏季得熱量相對低些，以防熱水器過熱，非常適用于太陽能采暖系統(tǒng)。而且本實用新型運行時管內(nèi)無水，冬季運行沒有凍結的隱患，當其中一只集熱管破碎時，儲水箱內(nèi)的水不會泄漏出來，這樣集熱器仍然能夠正常使用。
【專利說明】用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到一種全玻璃真空管太陽能熱水器，屬于太陽能熱利用【技術領域】，尤其適用于太陽能采暖系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]隨著太陽能光熱技術的發(fā)展，以太陽能為熱源的太陽能采暖系統(tǒng)取得了很大的發(fā)展，逐漸得到市場的認可。在諸多類型的太陽能采暖系統(tǒng)中，采用的集熱器分為平板型太陽能集熱器和真空管型太陽能集熱器。
[0003]平板型太陽能集熱器，由于其結構限制，吸熱體與罩玻璃蓋板之間有氣體對流，使平板型太陽能集熱器熱損較大，在冬季熱損失更大，這個缺陷，使它不利于為冬季采暖運行的太陽能熱水系統(tǒng)。
[0004]傳統(tǒng)真空管型太陽能集熱器，用于采暖系統(tǒng)的一般有聯(lián)集管集熱器、U型管集熱器、金屬熱管集熱器。其中U型管集熱器和金屬熱管集熱器則采用金屬U型銅管或金屬熱管配合鋁翼換熱模式，解決了普通聯(lián)集管集熱器因管內(nèi)有水，冬季容易凍，且不能承壓的問題，但因其成本過高還不能大面積推廣。因此，以聯(lián)集管集熱器市場占有率最高，這主要是因為，聯(lián)集管集熱器采用普通雙層全玻璃真空太陽集熱管，集熱管內(nèi)走水，集熱器非承壓運行，因此，成本低廉，利于推廣應用。
[0005]但是，由于現(xiàn)有聯(lián)集管集熱器的真空管內(nèi)直接走水，由于水質(zhì)問題會在真空管內(nèi)結垢，造成系統(tǒng)性能嚴重下降。另外，真空管如遇破損，集熱系統(tǒng)的水會直接泄漏，不但系統(tǒng)無法繼續(xù)運行，還會造成安全事故。
[0006]同樣是因為真空管內(nèi)走水的原因，現(xiàn)有聯(lián)集管集熱器在寒冷的冬季運行時，如遇低溫陰雨天氣，即便采取電伴熱帶、集熱器排空等技術，依然會造成玻璃集熱管內(nèi)走水而凍結等損壞事故。例如，我國ZL00248005.0與ZL200520107421.0專利，其使用全玻璃真空太陽集熱管，當其中一支集熱管破損，就會導致熱水器泄漏而使熱水器運行破壞。
[0007]當然，目前還有一種全玻璃熱管真空集熱管組成的集熱器，所述全玻璃熱管真空集熱管內(nèi)不再走水，而僅有極少量的傳熱工質(zhì)，由于其運行時管內(nèi)無水，所以在冬季運行沒有凍結的隱患，管內(nèi)也不會沉積水垢。但是，現(xiàn)有全玻璃熱管真空集熱管統(tǒng)統(tǒng)都是豎直布置，由于其豎直布置(下端為集熱端，上端為冷凝端)，聯(lián)箱必然只能接一排集熱管，這使得采光面積受到了極大的限制；同時，現(xiàn)有全玻璃熱管真空集熱管組成的集熱器在夏季集熱過多，容易導致集熱器過熱，在冬季則集熱不足，導致集熱器在冬季無法滿足使用要求，也是常見的技術問題。
實用新型內(nèi)容
[0008]鑒于上述因素，本實用新型提出一種用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，使其能夠避免冬季凍結、破裂走水的問題，還要解決集熱器在夏季過熱、冬季不熱的問題。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0010]一種用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:儲水箱以斜向固定，使所述儲水箱與水平線之間具有傾角，所述傾角為當?shù)鼐暥燃?0°?25。;在所述儲水箱的左、右兩側各插設有一排橫向布置的全玻璃熱管真空集熱管，每一根全玻璃熱管真空集熱管的冷凝端還向儲水箱的底部方向偏移一個轉角，所述轉角大于0°并小于20°。
[0011]其中:所述轉角介于5°?10°之間。
[0012]其中:所述儲水箱以斜向固定在支架上，所述支架為直角狀。
[0013]其中:每一排所述全玻璃熱管真空集熱管的集熱端固定在一個尾架上，所述尾架用支架固定并具有所述傾角。
[0014]其中:每根全玻璃熱管真空集熱管的集熱端朝外，冷凝端在插入儲水箱后用密封圈密封連接。
[0015]其中:所述儲水箱設為錐臺狀或圓臺狀，其左右兩側均具有斜面，所述斜面的斜度即為所述轉角，每根全玻璃熱管真空集熱管的冷凝端以垂直于所述斜面的方向與所述儲水箱連接。
[0016]其中:所述儲水箱為圓柱狀或長方體狀。
[0017]其中:所述全玻璃熱管真空集熱管的規(guī)格是直徑47mm、長1.2m?1.8m，或者是直徑 58mm、長 1.5m ?2.lm。
[0018]其中:所述全玻璃熱管真空集熱管與儲熱水箱的容水量的配比是:每支全玻璃熱管真空集熱管配3?11升水，或者每支全玻璃熱管真空集熱管配5?8升水。
[0019]全玻璃熱管真空集熱管是無芯重力熱管，為了提高單個全玻璃熱管真空集熱管的熱效率，現(xiàn)有集熱器均采用集熱管豎直放置的結構形式，只能接一列集熱管，而且存在夏季集熱能力過強與冬季集熱能力不足的問題。
[0020]與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型將全玻璃熱管真空集熱管橫向布置，則儲水箱能夠連接兩排集熱管，大幅增加了集熱面積；而且集熱管橫向布置以后，意外的發(fā)現(xiàn):集熱器的仍然能良好的運行工作，而且由于橫向布置的集熱管之間很少發(fā)生相互遮擋，采光面積隨陽光照射角度的變化的影響非常小，具有所謂自然跟蹤效果，使其集熱性能更為穩(wěn)定，不僅在冬季具有較佳的集熱能力，而且在夏季也不會產(chǎn)生過熱的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型一個較佳實施例提供的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器的立體示意圖；
[0022]圖2是圖1的側視圖；
[0023]圖3是圖2的A向視圖；
[0024]圖4是本實用新型另一個較佳實施例的立體示意圖。
[0025]附圖標記說明:支架I ;儲水箱2 ;全玻璃熱管真空集熱管3 ;尾架4。

【具體實施方式】
[0026]如圖1、圖2、圖3所示，是本實用新型的一個較佳實施例提供的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其包括支架1、儲水箱2、全玻璃熱管真空集熱管3與尾架4，所述支架I側面為直角狀，以利于靠墻放置，所述儲水箱2以斜向固定在所述支架I上，使所述儲水箱2與水平線之間具有傾角β，所述傾角β以當?shù)鼐暥燃?0°?25°為宜，優(yōu)選為當?shù)鼐暥燃?5°?20° ;在所述儲水箱2的左、右兩側各插設有一排橫向布置的所述全玻璃熱管真空集熱管3，每根全玻璃熱管真空集熱管3的集熱端朝外，并固定在所述尾架4上，所述尾架4用所述支架I固定并同樣具有所述傾角β，每根全玻璃熱管真空集熱管3的冷凝端則在插入儲水箱2后用密封圈密封連接；再參閱圖3所示，每一根全玻璃熱管真空集熱管3的冷凝端還向儲水箱2的底部方向偏移一個轉角α，所述轉角α大于0°并小于20°，以5°?10°為最佳。
[0027]如圖3所示，為了便于全玻璃熱管真空集熱管3的安裝，所述儲水箱2設為錐臺狀，使其左右兩側均具有斜面，所述斜面的斜度即為所述轉角α，如此一來，每根全玻璃熱管真空集熱管3只要垂直于所述斜面安裝，即可自然形成所述轉角α。
[0028]所述儲水箱2的形狀并不限定為錐臺狀，也可以是圓柱狀、長方體狀或圓臺狀(如圖4所示)。
[0029]所述全玻璃熱管真空集熱管3的規(guī)格可以是直徑47mm、長1.2m?1.Sm，也可以是直徑 58mm、長 1.5m ?2.lm。
[0030]所述全玻璃熱管真空集熱管3與儲熱水箱的容水量的配比是:每支全玻璃熱管真空集熱管3配3?11升水，優(yōu)選5?8升水。
[0031]由于本實用新型的全玻璃熱管真空集熱管3內(nèi)僅有極少量的傳熱工質(zhì)，運行時管內(nèi)無水，冬季運行沒有凍結的隱患，管內(nèi)也不會沉積水垢。而且由于使用冷凝端插入儲水箱2后用密封圈密封，當其中一只集熱管破碎時，由于密封圈的擠壓作用，集熱管頭部及冷凝段不會脫落，保證儲水箱2內(nèi)的水不會泄漏出來，這樣集熱器仍然能夠正常使用，大幅度提高了產(chǎn)品的安全性和可靠性。
[0032]此外，該熱水器高傾角安裝，冬季得熱量相對高些，利于太陽能采暖；夏季得熱量相對低些，以防熱水器過熱，非常適用于太陽能采暖系統(tǒng)。例如，圖1-圖3所示的實施例，其在北京北郊的冬季運行實測，儲水箱2含170公斤水，儲水箱2兩側共有32支直徑58mm、長1.8m的全玻璃熱管真空集熱管3，傾角為60度。典型日，從8:40到16:40運行8小時，太陽輻照量20.5MJ/m2,水箱升溫38.(TC，按輪廓采光面積計算，該太陽能熱水器，日有用得熱量為7.8MJ/m2，運行時間內(nèi)的日平均環(huán)境溫度為7.1°C，風速小于4m/sec。而以如圖4所示的實施例在北京北郊的冬季運行實測，儲水箱2含170公斤水，儲水箱2兩側共有32支直徑58mm、長1.8m全玻璃熱管真空集熱管3，傾角為60度。典型日，從8:00到16:00運行8小時，太陽輻照量18.2MJ/m2，水箱升溫30.9°C，按輪廓采光面積計算，該太陽能熱水器，日有用得熱量為6.3MJ/m2，運行時間內(nèi)的日平均環(huán)境溫度為零下1.(TC，風速小于4m/sec。
[0033]另外，該熱水器沒有采用金屬流道結構，同時真空集熱管采用了橫雙排布置，成本較低。
[0034]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:儲水箱以斜向固定，使所述儲水箱與水平線之間具有傾角，所述傾角為當?shù)鼐暥燃?0°?25。;在所述儲水箱的左、右兩側各插設有一排橫向布置的全玻璃熱管真空集熱管，每一根全玻璃熱管真空集熱管的冷凝端還向儲水箱的底部方向偏移一個轉角，所述轉角大于0°并小于20°。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述轉角介于5°?10°之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述儲水箱以斜向固定在支架上，所述支架為直角狀。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:每一排所述全玻璃熱管真空集熱管的集熱端固定在一個尾架上，所述尾架用支架固定并具有所述傾角。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:每根全玻璃熱管真空集熱管的集熱端朝外，冷凝端在插入儲水箱后用密封圈密封連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述儲水箱設為錐臺狀或圓臺狀，其左右兩側均具有斜面，所述斜面的斜度即為所述轉角，每根全玻璃熱管真空集熱管的冷凝端以垂直于所述斜面的方向與所述儲水箱連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述儲水箱為圓柱狀或長方體狀。
8.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述全玻璃熱管真空集熱管的規(guī)格是直徑47mm、長1.2m?1.8m,或者是直徑58mm、長1.5m? .2.lm。
9.根據(jù)權利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太陽能熱水器，其特征在于:所述全玻璃熱管真空集熱管與儲熱水箱的容水量的配比是:每支全玻璃熱管真空集熱管配3?.11升水，或者每支全玻璃熱管真空集熱管配5?8升水。
【文檔編號】F24J2/32GK203857692SQ201420125714
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2014年3月19日
【發(fā)明者】殷志強, 鐘洪偉, 周小雯, 李旭光, 趙娟, 趙海鷗 申請人:北京華業(yè)陽光新能源有限公司, 北京清華陽光能源開發(fā)有限責任公司