一體雙承壓太陽能熱水器的製作方法

2023-07-24 06:20:56

專利名稱：一體雙承壓太陽能熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙承壓水箱，以及利用雙承壓水箱的一體雙承壓太陽能熱水器，屬於太陽能熱利用領域。
背景技術：
目前，市場上的太陽能熱水器按照用水方式分主要有兩種，一種為非承壓式太陽能熱水器；一種為承壓式太陽能熱水器。非承壓式太陽能熱水器由於其低廉的價格早期得到了較大的發展，但由於其採用開式運行原理，會導致使用水易汙染、洗浴不舒適等缺點，因此，近幾年一體承壓太陽能熱水器得到了較快的發展。現有的一體承壓太陽能熱水器按照集熱原理可分為兩種，一種為金屬熱管式太陽能熱水器；一種為二次換熱夾套式太陽能熱水器。在金屬熱管式太陽能熱水器中，金屬熱管和水直接接觸，金屬熱管易受腐蝕而導致洩漏、同時也容易結垢而導致換熱性能差，另外這種熱水器加工複雜、成本也較高。對於二 次換熱夾套式太陽能熱水器，水箱的換熱夾套直接焊接在儲熱內膽的外壁上，實際運行時，換熱夾套內裝有換熱工質，儲熱內膽內部充滿使用水，換熱工質和使用水之間通過共用的儲熱內膽的外壁進行傳熱。實踐證明共用的儲熱內膽的外壁恰為該類水箱的最薄弱環節，易受腐蝕而導致穿孔破壞。穿孔破壞後，由於換熱夾套和儲熱內膽連通，換熱工質會和使用水混合在一起，而目前此類系統所用的換熱工質均為防凍液，且都有一定的毒性，將引起嚴重的水汙染。更為可怕的是此類水箱內部發生洩漏後熱水器還可以正常使用，可想而知發生洩漏後用這樣的水洗碗、洗菜、刷牙、洗臉和沐浴會產生什麼後果。針對上述兩種一體承壓太陽能熱水器存在的問題，在不改變現有水箱使用性能和力求性價比更高的前提下，本發明提出了一種有效保證使用水安全的一體雙承壓太陽能熱水器。

發明內容
基於目前的現狀提出的一體雙承壓太陽能熱水器，採用外置獨立換熱夾套的承壓水箱，換熱夾套和儲熱內膽分別為兩個獨立的承壓系統，解決了金屬熱管式太陽能熱水器易腐蝕、易結垢以及成本高的問題。同時也解決了二次換夾套式太陽能熱水器中換熱工質和使用水之間只有一層金屬壁面，一旦發生腐蝕穿孔，有毒換熱工質汙染使用水的問題。方案中，承壓太陽能真空集熱管、換熱夾套和儲存使用水的儲熱內膽三者之間通過科學的傳熱技術的應用，有效保證了系統的熱性能。為實現本發明的目的，本發明的技術方案如下所述一體雙承壓太陽能熱水器包括支架、水箱外殼、保溫層、儲熱內膽、導熱用界面填充層、換熱夾套、灌注口、灌注口堵頭、溢流口、溢流口堵頭、循環口、循環短管、承壓太陽能真空集熱管、冷水進水管、熱水出水管。所述儲熱內膽外貼覆有換熱夾套，且換熱夾套側置於儲熱內膽外，兩者之間擠壓有導熱用界面填充層，三者相對位置固定，換熱夾套和儲熱內膽外包覆有保溫層，保溫層外又包覆有水箱外殼，外殼安置在支架上。所述儲熱內膽內存使用水，儲熱內膽上設置有貫穿水箱外殼和儲熱內膽底部連通的冷水進水管，貫穿水箱外殼伸入儲熱內膽頂部的熱水出水管。所述儲熱內膽上的冷水進水管和自來水相連，熱水出水管和用水末端相連。所述換熱夾套上設置有灌注口、溢流口和一排循環口，循環口上焊有帶螺紋的循環短管。所述承壓太陽能真空集熱管通過螺紋和循環短管一對一連接，從而將承壓太陽能真空集熱管的內腔和換熱夾套的內腔連通。所述承壓太陽能真空集熱管的開口端帶螺紋。本發明的有益效果是，在使用中，承壓太陽能真空集熱管吸收太 陽光加熱管內的換熱工質，換熱工質通過熱虹吸原理把熱量送到換熱夾套中，換熱夾套內的換熱工質再通過導熱用界面填充層把熱量導入儲熱內膽內的使用水中。通過這樣的設計，不僅用材成本較低，也提高了熱水器的抗腐蝕能力，同時換熱工質和使用水之間有兩層金屬壁面和一層導熱用界面填充層，在保證熱性能的前提下，消除了換熱工質滲漏而汙染使用水的危險。


圖I是本發明實施例的結構示意圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是圖I的B-B剖視圖。圖4是圖I的C處放大視圖。圖中標號I支架2水箱外殼 3保溫層 4儲熱內膽5導熱用界面填充層 6換熱夾套 7灌注口 8灌注口堵頭9溢流口 10溢流口堵頭 11換熱工質循環口 12換熱工質循環短管13承壓太陽能真空集熱管 14冷水進水管 15熱水出水管
具體實施例方式請參照圖I、圖2、圖3、圖4，本發明是一種一體雙承壓太陽能熱水器，包括支撐整個熱水器的支架1，支架I上安置水箱外殼2，水箱外殼2上設有和儲熱內膽4連通的冷水進水管14和熱水出水管15，冷水進水管14和自來水相連，熱水出水管15和用水末端相連。換熱夾套6側置於儲熱內膽4外，兩者之間擠壓有導熱用界面填充層5，兩者外圍包覆有保溫層3，保溫層的外圍包覆有外殼2。換熱夾套6上還開有灌注口 7、溢流口 9和換熱工質循環口 11，灌注口 7高於或等於溢流口 9，溢流口 9高於換熱工質循環口 11，灌注口 7和灌注口堵頭8連接，溢流口 9和溢流口堵頭10連接，換熱工質循環口 11上焊接有換熱工質循環短管12，換熱工質循環短管12和承壓太陽能真空集熱管13通過其開口端的螺紋一對一連接。換熱夾套6和儲熱內膽4之間的導熱用界面填充層5為布狀，依順性好，具有高度的可壓縮性、彈性、柔性，且具有良好的熱傳導率。導熱用界面填充層5擠壓於換熱夾套6的內壁面和儲熱內膽4的外壁面之間，從而實現了三者間無縫緊密貼合，該加工工藝簡單，生產成本低，製造更加容易。具體實施過程為使用時，從灌注口 7向換熱夾套6和承壓太陽能真空集熱管13組成的迴路內注入換熱工質，換熱工質先通過一排換熱工質循環口 11流經一排換熱工質循環短管12，流入一排承壓太陽能真空集熱管13內，當一排承壓太陽能真空集熱管13的內腔充滿換熱工質後，換熱夾套6內的液面開始升高，當液面高度上升到溢流口 9的高度時，停止加注，然後在溢流口 9上擰緊溢流口堵頭10，在灌注口 7上擰緊灌注口堵頭8，使承壓太陽能真空集熱管13和換熱夾套6之間組成一閉式系統。
通過冷水進水管14向儲熱內膽4注水，儲熱內膽4內的液面會逐漸升高當有水經過熱水出水管15從用水末端流出時，關閉用水末端，自來水水壓一直作用於儲熱內膽4內的使用水中，每次打開用水末端，儲熱內膽4裡的使用水就在自來水壓力的作用下流出。關閉用水末端，此時儲熱內膽4和自來水管道也就組成了一閉式承壓系統。當陽光照射到承壓太陽能真空集熱管13上時，換熱工質溫度升高，承壓太陽能真空集熱管13內的換熱工質與換熱夾套6內的換熱工質產生密度差，致使熱的換熱工質在浮升力的作用下沿著承壓太陽能真空集熱管13內腔的上壁面流入換熱夾套6，熱的換熱工質再通過導熱用界面填充層5來不斷加熱儲熱內膽4中的使用水。被冷卻的換熱工質經過換熱工質循環口 11再次回到承壓太陽能真空集熱管13中。就這樣，換熱工質不斷地在承壓太陽能真空集熱管13和換熱夾套6之間反覆流動，最終達到加熱儲熱內膽4中使用水的目的。用水時，自來水從冷水進水管14頂入，將儲熱內膽4中的熱水從熱水出水管15頂出。換熱夾套6閉式運行，與儲熱內膽4的換熱方式是間接式的，兩者相互獨立，換熱工質和使用水之間有換熱夾套6的金屬壁面、儲熱內膽4的金屬壁面和導熱用界面填充層，且換熱夾套6由厚壁金屬材料製成，極大地降低了換熱工質和使用水之間因某一壁面被腐蝕穿而串液的可能性，充分保證了用水的安全性。
權利要求
1.一體雙承壓太陽能熱水器，包括水箱外殼、換熱夾套、導熱用界面填充層、儲熱內膽和承壓太陽能真空集熱管，其特徵是 所述儲熱內膽的外壁上布置有換熱夾套，換熱夾套的內壁面通過導熱用界面填充層與儲熱內膽的外壁面緊密貼合在一起，儲熱內膽上連有冷水進水管和熱水出水管，換熱夾套的外壁面開有灌注口、溢流口和一排換熱工質循環口；灌注口的位置高於或等於溢流口，溢流口的位置高於換熱工質循環口。
2.如權利要求I所述的一體雙承壓太陽能熱水器，其特徵是所述導熱用界面填充層具有可壓縮性，被擠壓在換熱夾套和儲熱內膽之間，導熱用界面填充層充滿換熱夾套和儲熱內膽之間的縫隙。
3.如權利要求1、2所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是在儲熱內膽和換熱夾套的外圍填充有保溫層。
4.如權利要求I所述的一體雙承壓太陽能熱水器，其特徵是一排換熱工質循環口上焊接有一排換熱工質循環短管。
5.如權利要求1、4所述的一體雙承壓太陽能熱水器，其特徵是所述一排換熱工質循環短管上設置有螺紋。
6.如權利要求1、4、5所述的一體雙承壓太陽能熱水器，其特徵是所述換熱工質循環短管和承壓太陽能真空集熱管通過螺紋相連。
7.如權利要求6所述的一體雙承壓太陽能熱水器，其特徵是由換熱夾套內腔和承壓太陽能真空集熱管內腔組成的空腔為閉式空腔。
全文摘要
本發明公開了一種一體雙承壓太陽能熱水器，包括支架、水箱外殼、保溫層、換熱夾套、導熱用界面填充層和儲熱內膽，換熱夾套上設有用於連接承壓太陽能真空集熱管的換熱工質循環短管，並且開有換熱工質灌注口和換熱工質溢流口，換熱工質循環短管將承壓太陽能真空集熱管與換熱夾套的內腔聯通。儲熱內膽上連有冷水進水管和熱水出水管。換熱夾套通過導熱用界面填充層與儲熱內膽緊密貼合在一起。本發明提出的一體雙承壓太陽能熱水器集熱、儲熱分別獨立閉式運行，使用水承壓使用，使用水不會因換熱工質滲漏而被汙染，用水衛生，系統安全可靠，整個系統結構設計合理，成本低，性價比高，使用壽命長。
文檔編號F24J2/46GK102798233SQ201210320209
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者孫傳玲 申請人:孫傳玲