專利名稱：全日照四季太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能熱水器，特別是一種結(jié)構(gòu)經(jīng)改進(jìn)的吸熱管為圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)的全日照四季太陽能熱水器。這種熱水器在寒冷的冬季仍能進(jìn)行全日采暖。
現(xiàn)有的太陽能熱水器，一般都由貯水箱、集熱器等組成，并且大都采用板式結(jié)構(gòu)，但這種結(jié)構(gòu)熱效率并不高。另外為了便于采光，有的還需使用調(diào)節(jié)架。例如中國(guó)實(shí)用新型專利92208802號(hào)所公開的“太陽能玻璃鋼熱管熱水器”及中國(guó)實(shí)用新型專利92232730所公開的“熱管單向插入式太陽能熱水器”，由于都需要使用調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)采光角度，因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不方便，熱效率也不高。
本實(shí)用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、熱效率高且價(jià)廉的冬夏均可全日采暖的太陽能熱水器。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種太陽能熱水器，包括水箱、若干根熱管，其特征是，每一熱管包括冷凝段和蒸發(fā)段，冷凝段的一端插入水箱，另一端從水箱底部朝外傾斜伸出，并使傾斜伸出部分的若干個(gè)熱管以圓臺(tái)形式排列，形成圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的另一個(gè)特點(diǎn)是，熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)之母線與底面的夾角是根據(jù)所在地區(qū)的緯度設(shè)定時(shí)，其大小設(shè)為α，并滿足下列關(guān)系式β－10°≤α≤β＋10°
其中β為所在地區(qū)的緯度。最好取α等于β。
本實(shí)用新型的再一個(gè)特點(diǎn)是在熱管的蒸發(fā)段上，在熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)的外側(cè)，設(shè)有透光度較好的外套層，在水箱托板底部的外側(cè)，圍有上固定環(huán)，熱管的上述另一端與下定位環(huán)固定連接，所述的外套層為間隔開的雙層，固定于上定位環(huán)與下定位環(huán)之間，并由玻璃鋼軟片制作。
本實(shí)用新型還有一個(gè)特點(diǎn)，在外套層的相對(duì)側(cè)，在熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)內(nèi)側(cè)，在吸熱翼片的內(nèi)側(cè)和水箱底部，設(shè)有保溫層。保溫層采用膏狀稀土保溫材料。
此外，在水箱上部，設(shè)有倒“U”排氣管。出水管設(shè)在水箱底部。
本實(shí)用新型由于采用了圓臺(tái)式熱管排列結(jié)構(gòu)，圓臺(tái)之母線與底面的夾角根據(jù)所在地區(qū)的緯度設(shè)定。這樣，既省去了調(diào)節(jié)架，又可以最合適的方向角度進(jìn)行采光。既結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又改善了熱效率。尤其是在寒冷的冬季可以使用熱水及采暖。
還有，在熱管內(nèi)充有低凝點(diǎn)、低沸點(diǎn)的導(dǎo)熱工質(zhì)，從而保證了冬季正常運(yùn)行及熱效率高。
再者，在熱管外部采用了雙層玻璃鋼軟片套層，有效地防止了熱輻射和對(duì)流造成的熱損失。在熱管里側(cè)附有吸熱翼片，增大了熱管采光吸熱面，在吸熱翼片的背側(cè)設(shè)有稀土保溫層，對(duì)于吸熱翼片的背面起到隔熱保溫作用。
本實(shí)用新型的其他目的及優(yōu)點(diǎn)，通過下文伴隨附圖對(duì)實(shí)施例的描述，會(huì)更加清楚。其中


圖1是本實(shí)用新型太陽能熱水器一實(shí)施例的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的A—A斷面圖，圖中示出了熱管蒸發(fā)段的圓臺(tái)式排列結(jié)構(gòu)；圖3是熱管的外型圖；圖4是密封膠塞的平面圖；圖5是下定位環(huán)的局部正面圖；圖6是圖5的B—B斷面圖；圖7是上定位環(huán)的局部正面圖；圖8是圖7的正截面圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳述。但本專業(yè)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會(huì)理解，本實(shí)用新型上文下文敘述時(shí)采用的術(shù)語，如上部、下底、內(nèi)側(cè)、外側(cè)等等僅是為了敘述上的方便，并不構(gòu)成對(duì)其結(jié)構(gòu)的限制。
如
圖1至3所示，本實(shí)用新型的太陽能熱水器包括水箱3，若干根熱管4，熱管4采用如鋁等金屬材料制作，每一根熱管4包括冷凝段和蒸發(fā)段，作為冷凝段的一端插入水箱3內(nèi)部，另一端從水箱3底部朝外傾斜伸出(其結(jié)構(gòu)如圖3所示)，冷凝段與蒸發(fā)段間有夾角。使伸出水箱的若干個(gè)熱管部分以圓臺(tái)形式排列，形成圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)。
上述熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)之母線與該圓底面的夾角其大小設(shè)為α，并且滿足β－10°≤α≤β＋10°其中；β為所在地區(qū)的緯度。
在本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例中，圓臺(tái)之母線與下底面之間的夾角α最好取等于所在地區(qū)的緯度β。這樣，圖3所示熱管冷凝段與蒸發(fā)段之間的夾角為(90°＋β)。
為了防止熱管與水箱底部連接處可能出現(xiàn)泄漏，在水箱底部的孔緣與熱管外壁之間裝有截面為梯形的中空密封膠塞4(圖4)，材質(zhì)選用橡膠，并且在水箱底部裝有托板8，托板8用相應(yīng)的螺栓7和螺母9與水箱緊固連接在一起，其作用是將密封膠塞牢固地塞在水箱底孔，使熱管與膠塞間及膠塞與水箱底孔間實(shí)現(xiàn)液體密封。當(dāng)然本實(shí)用新型并不限于這種密封結(jié)構(gòu)，還可以采用如公知的“O”形密封圈等結(jié)構(gòu)。
在水箱3的頂部設(shè)有排氣管1，排氣管1及進(jìn)水管2，排氣管做成倒“U”型結(jié)構(gòu)，既起到只排氣不排熱作用，又可使水箱內(nèi)水面上方的壓力與大氣壓相等，利用高位差使水箱內(nèi)的熱水能通過水箱底部的出水管5暢通地流到噴頭。另外，出水管5設(shè)在水箱3的底部，便于排出水中沉積物，使水箱內(nèi)部不發(fā)生污垢堆積。
上定位環(huán)13如
圖1及圖7、8所示結(jié)構(gòu)，圍在托板8的下方，并做成圖示的階梯形。
下定位環(huán)14的結(jié)構(gòu)如
圖1和圖5、6所示，可以做成環(huán)形的，也可以做成若干個(gè)弧段，每一弧段兩端以止口形式連接在一起，整體組成環(huán)形。其截面為階梯形的，并有傾斜孔15。這樣，熱管的另一端插入傾斜孔15中固定，便形成了圓臺(tái)結(jié)構(gòu)。
外套層10做成雙層結(jié)構(gòu)(
圖1)。選用玻璃鋼軟片，用氯丁膠之類的粘合劑粘貼在上、下定位環(huán)的臺(tái)階位置，玻璃鋼軟片要選用透光度較好的產(chǎn)品。這樣，可有效的防止散射和對(duì)流造成的熱損失。
在外套層10的相對(duì)一側(cè)，在熱管4蒸發(fā)段的內(nèi)側(cè)，附有吸熱翼片11，材質(zhì)可選用鋁。在翼片11的背面及水箱底部的外側(cè)設(shè)有稀土保溫層，采用膏狀稀土保溫材料，這樣便于施工。
此外，在本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例中，熱管所圍成的圓臺(tái)尺寸可選用10根以上。
其工作原理如下陽光通過二層外套層10照射到熱管4及吸熱翼片11上，使熱管蒸發(fā)段內(nèi)低沸點(diǎn)導(dǎo)熱工質(zhì)蒸發(fā)帶走熱量上升到冷凝段，熱管內(nèi)高溫工質(zhì)蒸汽在冷凝段被水箱內(nèi)的低溫水冷凝成液體，沿管內(nèi)避回流到蒸發(fā)段，同時(shí)將熱量傳遞給水箱內(nèi)的低溫水，使水溫隨著時(shí)間的推移而不斷上升。
熱管蒸發(fā)段圍成圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)是為了從日出到日落的任何一時(shí)刻都有合適的方向角，有二分之一以上的圓臺(tái)側(cè)面積采光，加之太陽高度角即仰角，可由當(dāng)?shù)鼐暥仍O(shè)定，這樣就極大的提高了太陽能的利用率，起到了自動(dòng)跟蹤太陽的作用。
水箱外的保溫可以防止冬季由于環(huán)境溫度低和寒風(fēng)造成的散射和對(duì)流的熱損失，使水箱內(nèi)的水不至因環(huán)境寒冷大量散失熱量而保持一定高的水溫。
熱管及其翼片背面采用保溫以及雙層外套層的共同作用是造成一個(gè)相對(duì)外界寒冷氣候的溫暖的小環(huán)境。加之熱管內(nèi)采用低凝點(diǎn)、低沸點(diǎn)的導(dǎo)熱工質(zhì)不會(huì)在冬季凝結(jié)，只要有陽光，有熱量，真空熱管內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)便可以蒸發(fā)到冷凝段與水箱內(nèi)的水進(jìn)行熱交換，這就保障了冬季的正常運(yùn)行。另外，圓臺(tái)部分的熱管外表面及其吸熱翼片都要涂黑，以利吸收熱量，這是普通技術(shù)人員都知曉的。
以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例作了詳述，但本專業(yè)的普通技術(shù)人員都會(huì)理解。本實(shí)用新型并不限于上述結(jié)構(gòu)，在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求書范圍的前提下，還可以做出其它的變更或變型。
權(quán)利要求1.一種全日照四季太陽能熱水器，包括水箱(3)、若干根熱管(4)，其特征是，每一根熱管包括冷凝段和蒸發(fā)段，冷凝段的一端插入水箱(3)，另一端從水箱底部朝外傾斜伸出，并使傾斜伸出部分的若干個(gè)熱管以圓臺(tái)式排列，形成圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征是，熱管以圓臺(tái)式排列所形成的圓臺(tái)之母線與底面的夾角是根據(jù)所在地區(qū)的緯度設(shè)定的，其大小為α，并滿足下列關(guān)系式β－10°≤α≤β＋10°其中β為所在地區(qū)的緯度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水器，其特征是所述的α角等于β角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水器，其特征是，在熱管(4)的蒸發(fā)段上，在熱管以圓形式排列所形成的圓臺(tái)的外側(cè)，設(shè)有透光度較好的外套層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能熱水器，其特征是水箱(3)的底部設(shè)有托板(8)，托板(8)底部熱管插入水箱處的外側(cè)，圍有上定位環(huán)(14)，熱管(4)的另一端與下定位環(huán)(13)固定連接，所述的外套層為間隔開的雙層，固定于上定位環(huán)(14)與下定位環(huán)(13)之間，并由玻璃鋼軟片制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能熱水器，其特征是，在所述的熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)內(nèi)側(cè)及吸熱翼片(11)的內(nèi)側(cè)以及在水箱(3)的底部設(shè)有用稀土保溫材料制作的保溫層(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能熱水器，其特征是，在所述的水箱(3)的底部，形成有若干個(gè)熱管(4)可以穿過的孔，在每根熱管外壁與孔之間裝有密封元件(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能熱水器，其特征是，在水箱(3)的上部設(shè)有倒“U”形排氣管，在水箱(3)底部設(shè)有出水管(5)。
專利摘要一種全日照四季太陽能熱水器，該熱水器包括水箱，若干根熱管，每一熱管包含冷凝段和蒸發(fā)段，冷凝段的一端插入水箱之內(nèi)，另一端從水箱底部朝外傾斜伸出，并使傾斜伸出部分的若干個(gè)熱管以圓臺(tái)形式排列，形成圓臺(tái)式結(jié)構(gòu)，熱管以圓臺(tái)形式排列所形成的圓臺(tái)之母線與下底面的夾角由當(dāng)?shù)鼐暥人_定這樣。本實(shí)用新型省去了調(diào)節(jié)采光角度架其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，達(dá)到全日照的目的，并且熱管內(nèi)裝有低凝點(diǎn)、低沸點(diǎn)的導(dǎo)熱工質(zhì)，從而保證了四季正常運(yùn)行，且具有熱效率高之優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/32GK2231781SQ9520792
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月16日
發(fā)明者趙國(guó)柱 申請(qǐng)人:趙國(guó)柱