專利名稱：高效太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種采用多循環(huán)方式，實(shí)現(xiàn)高效快速吸熱的全季節(jié)太陽(yáng)能熱水器。
現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水器有真空管型、翼型板型、水芯板型和聚光型等，前三種熱水器的吸熱速度慢，熱效率低，冬天低溫季節(jié)不能使用，聚光型熱水器需使用陽(yáng)光聚焦，只能在陽(yáng)光直接照射時(shí)應(yīng)用，并需要太陽(yáng)跟蹤裝置，雖然能夠獲得高溫?zé)崴?，但造價(jià)高，安裝比較復(fù)雜，推廣應(yīng)用的難度較大。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種吸熱速度快、熱效率高、冬季也能使用的，易安裝、造價(jià)低的全季節(jié)太陽(yáng)能熱水器。
本實(shí)用新型由集熱器、儲(chǔ)水筒和支架三大部件組成。根據(jù)流體對(duì)流換熱理論，流體的流動(dòng)狀態(tài)決定換熱效果，流體層流時(shí)，導(dǎo)熱是主要傳熱方式，在紊流情況下，會(huì)產(chǎn)生劇烈的、由平均速度決定的流體擾動(dòng)，傳熱效果主要由這個(gè)平均速度來(lái)決定。紊流時(shí)傳熱量要比層流時(shí)大，所以要設(shè)法建立人工紊流，對(duì)換熱表面施加動(dòng)力影響。因此，本實(shí)用新型在集熱水器的吸熱水芯板內(nèi)，設(shè)有由不同長(zhǎng)度的收縮段和擴(kuò)散段連續(xù)交替而形成的的波形通道，使流體在擴(kuò)散段中產(chǎn)生強(qiáng)渦流，把吸熱板上的熱量帶走，在收縮段又有效的利用了流速增加的效果，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，留有橫向水道，與縱向水道相互接通，縱橫交錯(cuò)，以達(dá)到充分吸熱的效果。
所說(shuō)水路的波形通道其水路中的擴(kuò)散段Q與水路中的收縮段S之比Q∶S≥2。
現(xiàn)有技術(shù)中，水道的循環(huán)是靠水溫升高產(chǎn)生的壓力差而進(jìn)行的，由于流速很小，直接影響流體的吸熱效果。本實(shí)用新型的另一特征在于在自然循環(huán)的基礎(chǔ)上，在水道上增設(shè)大循環(huán)系統(tǒng)，并在大循環(huán)系統(tǒng)中加裝強(qiáng)制循環(huán)裝置，以增加流體的流速，增加波形管的吸熱效果，達(dá)到快速加熱的目的。
為了解決冬天防凍的問(wèn)題，在大循環(huán)管路上安裝了一只水流控制裝置，在寒冷地區(qū)冬季夜晚通過(guò)它將集熱器及進(jìn)出水管中的水全部放掉，避免結(jié)冰，堵塞管道。
本實(shí)用新型可以保證流體產(chǎn)生更為頻繁的渦流、更高的平均紊流度，在同樣流阻損失下，與光滑通道相比，波形通道吸熱量增加了70％；采用了自循環(huán)、大循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)等多種循環(huán)系統(tǒng)，克服了原有太陽(yáng)能熱水器只靠溫度、壓力差自然循環(huán)緩慢換熱的缺點(diǎn)，大大加快了流體流動(dòng)速度，充分發(fā)揮了波形管對(duì)流換熱的優(yōu)越性，在同等的情況下，溫度可以提高15～20℃；具有吸熱速度快，熱效率高，冬天也能使用等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型造價(jià)低，安裝容易，宜于推廣應(yīng)用。


圖1為本實(shí)用新型的外型示意圖；圖2為本實(shí)用新型的原理圖；圖3、圖4為集熱器水路結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述
圖1中，熱水器由集熱器1、儲(chǔ)水筒4和支架10等三大部件組成，集熱器是熱水器的心臟，它由透光玻璃鋼板、傳遞熱體的吸熱水芯板、保護(hù)吸收熱量不致逸散的保溫隔熱背板及其保護(hù)框架構(gòu)成，吸熱芯板由兩塊鋁板鉚焊成形，面向陽(yáng)光的鋁板上壓制了不同長(zhǎng)度的收縮段和擴(kuò)散段的波形通道，使得水道相互接通、縱橫交錯(cuò)，并在其表面涂上一層特制的黑色吸熱涂料；儲(chǔ)水筒是雙層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)筒和外筒組成，中間填有30～40cm厚的聚氨酯發(fā)泡保溫材料，有良好的保溫作用；支架是用來(lái)支撐安裝熱水器的。
圖2中，冷水通過(guò)上水管8，大循環(huán)管2分別進(jìn)入到集熱器1和儲(chǔ)水筒4中，大循環(huán)管2的上端與儲(chǔ)水筒4的下部相連，大循環(huán)管2下端通向集熱器1的下部，并將集熱器1的上部用連接管與儲(chǔ)水筒4的上部連在一起，冷水加滿時(shí)，多余的水將從溢水管5溢出。當(dāng)面板被加熱以后，集熱器容腔內(nèi)的水也被加熱，于是失去平衡，熱水上升，冷水下降，形成自循環(huán)。為了發(fā)揮波形通道的作用，可開(kāi)啟強(qiáng)制循環(huán)裝置3，強(qiáng)制循環(huán)裝置3為一水泵，加快水流循環(huán)速度，以提高吸熱速度和效率。水流控制裝置7用來(lái)防止熱水器冬天結(jié)冰。在寒冷的冬季夜晚，可利用水流控制裝置將集熱器和循環(huán)管路中的水放掉，6為熱水輸出管。
圖3、圖4中，在面向陽(yáng)光的鋁板上壓制了由收縮段和擴(kuò)散段而組成的波形通道9，波形通道9在水芯板中形成相互接通、縱橫交錯(cuò)的水道。收縮段S和擴(kuò)散段Q比為1∶2。
權(quán)利要求1.一種高效太陽(yáng)能熱水器，包括透光玻璃鋼板，吸熱水芯板，隔熱材料組成的集熱器及儲(chǔ)水筒、支架，其特征在于在集熱器(1)的吸熱水芯板內(nèi)有由收縮段S和擴(kuò)散段Q連續(xù)交替形成的、可以構(gòu)成相互接通、縱橫交錯(cuò)的水道的波形通道(9)；集熱器(1)內(nèi)有與儲(chǔ)水筒(4)相連的大循環(huán)管(2)；大循環(huán)管(2)上裝有強(qiáng)制循環(huán)裝置(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所說(shuō)的收縮段S和擴(kuò)散段Q的比例為Q∶S≥2。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于所說(shuō)的波形通道(9)可以在吸熱面板上由不同長(zhǎng)度的收縮段和擴(kuò)散段連續(xù)交替連接壓制而成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能熱水器，其特征在于在其大循環(huán)管路上設(shè)有用以冬季防凍的水流控制裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高效太陽(yáng)能熱水器，解決了熱水器普遍存在的吸熱速度慢，熱效率低，冬季不能使用等問(wèn)題。特征在于在集熱器的吸熱水芯板內(nèi)設(shè)有由收縮段和擴(kuò)散段連續(xù)交替連接而成的、可以構(gòu)成相互接通，縱橫交錯(cuò)的水道的波形通道，與光滑通道比，其吸熱量增加70％；并采用了自循環(huán)、大循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)等多循環(huán)系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)只靠溫度、壓力差自然循環(huán)緩慢換熱的缺點(diǎn)。同等情況下，溫度可提高15～20℃，具有吸熱速度快，熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/05GK2270940SQ9623793
公開(kāi)日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1996年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月31日
發(fā)明者宋志榮, 中鶴皋, 和平, 黃澤民 申請(qǐng)人:宋志榮, 葉鶴皋, 和平, 黃澤民