模塊化整體式太陽能熱水器的製作方法

2023-04-30 01:20:41 2

專利名稱：模塊化整體式太陽能熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及真空管式太陽能熱水器，特別涉及一種模塊化整體式太陽能熱水器。
背景技術：
隨著建築的高層化，屋頂太陽能熱水器的安裝位置越來越少，安裝位置的缺少限制了太陽能熱水器的推廣。基於此，雖然有部分廠家推出了分體陽臺熱水器，其太陽能集熱器安裝在戶外，儲水箱安裝在室內，需要在室外的集熱器與室內的水箱之間安裝複雜的循環管路和溫度控制設備，因此成本很高，並且儲水箱在室內還要佔據一定的空間，故此也在一定程度上限制了陽臺式太陽能熱水器的發展。此外，現在的絕大部分太陽能熱水器，包含陽臺式太陽能熱水器，安裝之後就只能按照一個角度接收太陽輻射，使得熱水器冬季水溫偏低而夏季水溫偏高，影響了用水的舒適度。

發明內容
為了克服現有技術中分體陽臺熱水器成本高，以及儲水箱佔用室內空間的問題，本發明實施例提供了一種模塊化整體式太陽能熱水器。所述技術方案如下:一種模塊化整體式太陽能熱水器，包括兩支以上的真空管，安放所述所有真空管的支架，以及與所述支架相連的固定架，所述各支真空管的開口端分別設有各自的密封件，所述各自的密封件上分別設有兩個口，所述的兩個口分別連接著兩個管子，所述所有的真空管通過所述管子以串聯方式或並聯方式連接，所述各支真空管通過分體式保溫塊保溫，所述太陽能熱水器兩側部的所述真空管還設有各自的邊緣保溫塊，所述太陽能熱水器的所述分體式的保溫塊及所述邊緣保溫塊的外部設有保護板，所述保護板用於固定並壓緊所述邊緣保溫塊及所述分體式保溫塊，其中，所述分體式保溫塊為硬質保溫材料，所述邊緣保溫塊為柔質保溫材料。具體地，所述分體式保溫塊包括上保溫塊和下保溫塊，所述上保溫塊的中間設有空腔，所述空腔由中部向兩端延伸成延伸部，所述空腔的延伸部用於容納所述管子，所述下保溫塊的中間設有通孔，所述通孔用於穿過所述真空管。具體地，所述密封件包括法蘭及套設在所述法蘭上的矽膠密封套，所述法蘭的外緣套壓在所述真空管的開口端，所述法蘭的外徑比所述真空管的外徑小2_-4_。具體地，所述保護板包括保溫塊下保護板、支撐板、保溫塊大護板及兩個邊緣保護板，它們之間相互連接並最終固定在所述支架上，並形成密閉的空間。具體地，所述固定架包括兩個支撐架和至少一個調節架，所述每個支撐架均通過連接件與所述邊緣保護板連接，所述連接件固定在所述邊緣保護板上，所述每個支撐架均包括側面板及與所述側面板垂直連接的懸臂，所述懸臂的端部設有U形槽口，所述U形槽口用於容納所述連接件，所述U形槽口的頂部設有壓板，所述壓板用於壓住所述連接件。
進一步地，為了調節真空管與安裝面之間的夾角，使真空管更好的接受太陽光的照射，所述調節架與所述支架之間通過支撐調節託盤調節角度，所述調節架包括底板和垂直於所述底板上的臂，所述臂上設有多個調節孔位，所述支撐調節託盤包括側斜面，插入所述側斜面的滑片，與所述滑片上端面相垂直並與側斜面相連的下平面，支撐所述側斜面的筋板，所述滑片上設有與所述調節孔位相配的孔，所述調節孔位及所述孔內穿過緊固螺栓，其中，所述側斜面用於抵頂所述支架，所述滑片用於相對所述臂滑動，所述下平面與安放所述真空管的支架相接觸。進一步地，為了避免太陽能熱水器夏季過熱，所述太陽能熱水器中的所述真空管接收照射的表面外部設置遮陽裝置，所述遮陽裝置包括遮陽簾，所述遮陽簾安裝在遮陽簾保護盒內，所述遮陽簾通過螺釘和拉繩固定。進一步地，為了達到真空管尺寸與熱能最優比例，所述真空管的外徑為150mm-330mm,所述真空管的內徑為110mm-300mm,所述真空管的長度為0.9m-1.8m。具體的，作為優選，所述真空管的外徑為170mm,所述真空管的內徑為150mm。具體地，所述太陽能熱水器豎向放置或橫向放置。本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:相比現有技術，本發明實施例通過真空管實現了集熱和儲水的雙重功能，無需現有技術中的水箱及水箱與集熱器之間的複雜管路，因此有效的降低了成本，本發明實施例通過分體式的保溫塊，使得集熱器安裝及維修方便簡捷，因此本發明市場前景廣泛，有利於太陽能熱水器的推廣和發展。


圖1是本發明實施例所述模塊化整體式太陽能熱水器的主視圖；圖2是圖1中所述真空管管口的局部放大圖；圖3是本發明實施例所述下保溫塊的俯視圖；圖4是本發明實施例所述下保溫塊的主視圖；圖5是本發明實施例所述上保溫塊的仰視圖；圖6是本發明實施例所述上保溫塊的主視圖；圖7是本發明一實施例所述太陽能熱水器安裝在南立面牆(或陽臺)的側視圖；圖8是圖7中所述保護板的側視圖的放大示意圖；圖9是本發明實施例所述支撐板的結構示意圖；圖10是本發明實施例所述邊緣保護板的主視圖；圖11是圖10的左視圖；圖12是本發明實施例所述支撐架的主視圖；圖13是圖12的右視圖；圖14是本發明實施例所述支撐調節託盤的主視圖；圖15是圖14的左視圖；圖16是本發明實施例所述太陽能熱水器安裝遮陽裝置的側視圖；圖17是本發明另一實施例所述太陽能熱水器橫向安裝於陽臺時的主視圖。圖18是本發明又一實施例所述太陽能熱水器採用自由落水的取水方式時的主視圖19是本發明再一實施例所述太陽能熱水器真空管口朝下安裝於陽臺時的主視圖。圖中:I真空管，2矽膠密封套，3不鏽鋼法蘭，4水嘴，5進水管，6上保溫塊，6.1空腔，6.2延伸部，7下保溫塊，7.1通孔，8支架，9護託，10支撐板，11保溫塊大護板，12保溫塊下護板，13南立面牆，14冷水管，15熱水管，16邊緣保溫塊，17邊緣保護板，17.1連接件，18壓板，19支撐架，19.1側面板，19.2懸臂，19.3U形槽口，19.4安裝孔，20遮陽簾保護盒，21拉繩，22遮陽布，23調節架，23.1底板，23.2臂，23.3調節孔位，24支撐調節託盤，24.1側斜面，24.2下平面，24.3孔，24.4滑片，24.5筋板，25螺釘，26支承軸，27上下水管，28水管。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。如圖1所示，還可參見圖2，本發明實施例一所述的一種模塊化整體式太陽能熱水器以圖1為主加以說明，所述熱水器包括兩支以上的真空管1，豎向安放所有所述真空管I的支架8，以及與所述支架8相連的固定架，所述各支真空管I的開口端分別設有各自的密封件，所述各自的密封件上分別設有兩個口，所述的兩個口分別連接著兩個管子，所述所有的真空管通過所述管子以串聯方式或並聯方式連接，本例中，所述的兩個口分別為冷水進口和熱水出口，所述冷水進水口內插入進水管5，所述進水管5插至所述真空管I的底部，所述熱水出口接熱水管15，所有的所述真空管I串聯連接，並且按照任意一支所述真空管I的熱水出口與其相鄰的所述真空管I的冷水進口相連的方式連接，所述各支真空管I通過分體式保溫塊保溫，所述太陽能熱水器兩側部的所述真空管I還設有各自的邊緣保溫塊16，所述太陽能熱水器的所述分體式的保溫塊及所述邊緣保溫塊16的外部設有保護板，所述保護板用於固定並壓緊所述邊緣保溫塊16及所述分體式保溫塊，其中，所述分體式保溫塊為硬質保溫材料，所述邊緣保溫塊16為柔質保溫材料。具體地，如圖2所示，本例中，每支真空管I的密封和連接均採用模塊化可拆卸的結構，所述密封件包括法蘭及套設在所述法蘭上的矽膠密封套2，所述法蘭的外緣套壓在所述真空管的開口端，所述法蘭的外徑比所述真空管的外徑小2-4_。本例中，由矽膠密封套2和不鏽鋼法蘭3進行密封，將矽膠密封套2先套在不鏽鋼法蘭3上，然後安裝到真空管I管口處，此種安裝方式密封可靠，安裝快速。本例中，在法蘭上焊接有尺寸完全一樣的兩個水嘴4，其中，左側水嘴4為冷水進口，右側水嘴4為熱水出口，冷水進口中安裝直通真空管底部的進水管5，進水管5用來進冷水並將真空管I內的熱水頂出，即本發明為非承壓頂水式結構，熱水器本身不用承受壓力，通過冷水進入，將熱水頂出。具體地，如圖2所示，每支真空管I的保溫均採用模塊化可拆卸的結構，所述分體式保溫塊包括上保溫塊6和下保溫塊7。如圖5所示，還可參見圖6，所述上保溫塊6為方形其中間設有空腔6.1，所述空腔6.1中間為圓形並向兩端延伸成延伸部6.2，中間的圓形用來放置管路連接件17.1，所述空腔6.1的延伸部6.2用來通過真空管I之間的水管。參見圖2所示，上保溫塊6的邊緣壓在不鏽鋼法蘭3上，用來保證法蘭的穩定性，可以使真空管承受一定的水壓。如圖3所示，還可參見圖4，所述下保溫塊7為方形且中間設有通孔7.1，所述通孔7.1用於穿過所述真空管。下保溫塊7的空腔直徑與真空管I的直徑相差1_2_。此外，為了保證保溫的效果和便於安裝，上保溫塊6與下保溫塊7的外形要儘可能一致。具體地，參見圖2，上保溫塊6和下保溫塊7均採用硬質保溫材料，如聚氨酯、苯板等，本例中，每個真空管各設置一塊上、下保溫塊6、7，當然，本領域普通技術人員可知，多個真空管可以使用一個上、下保溫塊。冷水管14要穿過軟質的邊緣保溫塊16和邊緣保護板17，邊緣保護板17將邊緣保溫塊16與上保溫塊6和下保溫塊7緊密的壓在一起，邊緣保溫塊16長度方向有5mm-10mm的壓縮量,高度方向有的壓縮量,這樣可以保證密封的穩定性。具體地，如圖1所示，本例中，真空管I安裝在支架8上，真空管I尾部安裝在護託9上，自來水即冷水通過冷水管14流經進水管5,流進真空管I,熱水通過熱水管15流出，真空管通過上保溫塊6和下保溫塊7進行保溫，邊緣保溫塊16為冷水管14和熱水管15進行保溫。參見圖1，具體實施時，根據真空管的直徑、長度選取1-5支真空管作為一個單元，進行安裝，根據用戶的需求可以隨時增加安裝單元，最好是2-3支作為一個單元，本例中選取兩支真空管為一個單元。具體地，如圖7所示，還可參見圖8，所述保護板包括保溫塊下保護板、支撐板10、保溫塊大護板11及兩個邊緣保護板17，它們形成一個密閉矩形的空間，對保溫塊進行保護。其中，所述保溫塊下護板12為一塊矩形的鋁製或者鋼製平板，所述保溫塊下保護板通過緊固件與所述支架8相連。所述支撐板10用於支撐所述分體式保溫塊，參見圖9，所述支撐板10上設有容納所述真空管的孔(圖中未標出)，本例中，孔的尺寸比真空管I的直徑大3_-5_。如圖8所示，所述支撐板10與所述保溫塊大保護板通過鉤扣連接(參見圖8)，既能進行小角度的旋轉，又保證不脫開。所述保溫塊大保護板通過緊固件與所述支架固定連接。參見圖10及圖11所示，邊緣保護板17為鋼板，其上有2-3個安裝孔19.4為了安裝螺栓以便與支架8相連接，為了壓緊邊緣保溫塊16 (參見圖1)，邊緣保護板17上進行折彎處理，以便與支撐板10、保溫塊大護板11通過螺釘25相連接。邊緣保護板17與支架8通過螺栓進行連接，邊緣保護板17與保溫塊大護板11通過自攻螺釘25將邊緣保溫塊16壓緊。支撐板10、保溫塊大護板11、保溫塊下護板12通過支架8連接到一起。具體地，如圖7所示，所述固定架包括兩個支撐架19和至少一個調節架23，本例中調節架23的數量為一個，具體實施時可以選擇兩個調節架23。每個所述支撐架19均與所述邊緣保護板17通過連接件17.1連接，所述連接件17.1固定在所述邊緣保護板17上，本例中，連接件17.1為圓鋼管，所述圓鋼管焊接在所述緣保護板17上。如圖12及圖13所示，每個所述支撐架19均包括側面板19.1及與所述側面板19.1垂直連接的懸臂19.2。側面板19.1上設有安裝孔19.4，通過螺栓將側面板19.1固定到陽臺或立面牆上。所述懸臂19.2的端部設有U形槽口 19.3，所述U形槽口 19.3用於容納所述連接件17.1。為了將支撐架19固定在牆上，根據全玻璃真空集熱管太陽能集熱器的重量和牆體的材料結構需要在全玻璃真空集熱管太陽能集熱器支撐架19的側面板19.1加工2-4個安裝孔19.4，本例中，安裝孔19.4為兩個。參見圖7，所述U形槽口 19.3的頂部設有壓板18，所述壓板18用於壓住所述連接件17.1，進一步穩固所述太陽能熱水器，其中，邊緣保護板17上的圓鋼管可以在熱水器支撐架19的「U」形開口內進行小角度的旋轉，即有利於根據季節的變化調整真空管的角度，也有利於太陽能熱水器在室外的安裝時的作業。進一步地，為了調節真空管與安裝面之間的夾角，使真空管更好的接受太陽光的照射，如圖7所示，所述調節架23與所述支架8之間通過支撐調節託盤24的位置變化改變真空管的角度，所述調節架23包括底板23.1和垂直於所述底板23.1上的臂23.2，所述臂
23.2上設有多個調節孔位23.3。如圖14和圖15所示，所述支撐調節託盤24包括側斜面
24.1，插入所述側斜面24.1的滑片24.4，與所述滑片24.4上端面相垂直並與側斜面24.1相連的下平面24.2，支撐所述側斜面24.1的筋板24.5，所述滑片24.4上設有與所述調節孔位23.3相配的孔24.3，所述調節孔位23.3及所述孔24.3內穿過緊固螺栓。其中，所述側斜面24.1用於抵頂所述支架8，起到推動全玻璃真空集熱管太陽能集熱器達到調整角度的作用。所述滑片24.4用於相對所述臂23.2滑動，所述下平面24.2與安放所述真空管的護託9的最底部相接觸，起到支撐的作用。進一步地，為了避免太陽能熱水器夏季過熱，如圖16所示，所述太陽能熱水器中的所述真空管接收照射的表面外部設置遮陽裝置，本例中，所述遮陽裝置包括遮陽簾，所述遮陽簾安裝在遮陽簾保護盒20內，所述遮陽簾通過螺釘25和拉繩21固定。顧客可以在護託9安裝遮陽簾保護盒20，遮陽簾有阻尼裝置，拉動拉繩21將遮陽布22拉起，可以起到遮擋陽光的作用，防止水溫過熱的作用，拉繩21可以固定到螺釘25上，螺釘25可以安裝在室內，也可以安裝在全玻璃真空集熱管太陽能集熱器上，鬆開拉繩21，遮陽布22自動回到保護盒20內，遮陽簾也有在冰雹天氣保護真空管不被冰雹損害的作用。此外，還可在最後兩隻真空管上安裝電加熱裝置，以防止水溫達不到洗浴溫度時可以啟動電加熱給熱水器加熱，在最後一隻真空管上安裝溫度檢測探頭，可以隨時測試並顯示集熱器內水的溫度。通過理論計算，真空管外徑可以選擇120mm-330mm，真空管內徑可以選擇110mm-300mm。但是，真空管直徑尺寸的選擇是一個矛盾互相影響的過程，隨著真空管直徑的增大，水容量也隨之增大，單位容水量對應的真空管成本隨之降低，但是在同樣輻照情況下的溫升卻隨著真空管直徑的增大而降低，但是隨著真空管容水量的增加，真空管的熱損降低，溫度降低會減小，熱水器就是要追求白天溫升高，夜間溫降低，白天溫升高需要減小真空管的直徑，夜間溫降低需要加大真空管的直徑。在真空管內加入水，通過不斷地實際測試，真空管的外徑選擇150mm-220mm最好,此時每天的水溫大致升高40-65度,通過多次測算，真空管的最優選擇尺寸外徑170mm,內徑150mm,真空管的長度0.9-1.8米。具體地，所述太陽能熱水器豎向放置或橫向放置。如圖17所示，本發明另一實施例所述太陽能熱水器橫向安裝於陽臺時的側視圖。當採用橫式集熱器安裝時，其與圖7所示立式集熱器結構基本一樣，兩者的區別在於:冷水管14和熱水管15要在一側進行進出，要在支架8的左右兩側安裝支承軸26，用以與支撐架19相結合。如圖18所示，本發明又一實施例所述太陽能熱水器倒置安裝於屋頂時的主視圖，當真空管採用倒置式安裝時，可以與現有的自由落水式太陽能一樣使用，尤其是在我國農村採用定時供水的地區，不能採用頂水式取水時，可以採用此方式。本實施例與圖7所示立式集熱器結構基本一樣，兩者的區別在於:本例中，所有的真空管通過所述管子以並聯方式連接，其中，上下水管27既是進水管，也是出水管，另一隻水管28是排氣管。本例中，太陽能熱水器採用自由落水的方式，在冷水上水的時候，冷水通過上下水管27進入真空管1，隨著水量增加，真空管I中的空氣通過28排氣管排出，水滿後，冷水通過排氣管28流出，就可以停止上水，如果用真空管I內的熱水時，熱水通過上下水管27流出，由於採用了非頂水的結構，可以不受自來水壓力的限制。如圖19所示，本發明再一實施例所述太陽能熱水器真空管口朝下安裝於陽臺時的主視圖，真空管採用此安裝方式，用戶能夠在室內對支撐調節託盤24的位置進行調整，故具有調節更加安全，快捷，方便的優點。本發明所述太陽能熱水器中的真空管可以以一隻或者幾隻作為一個單元，根據顧客的用水量需要隨時增加，故此減少了產品規格降低了庫存，並且本發明安裝及維修方便。另外，本發明所述支架可以根據季節的變化調整真空管與牆面的角度以調整太陽光的入射角，以得到比較適合的水溫，保證在冬天保證水溫比較高，在夏天水溫不會太高，同時，所述太陽能熱水器可以整體或一組一組抬起，有利於維修和保養。本發明所述太陽能集熱器不僅僅可以安裝在陽臺或立面牆上，也可以安裝在斜屋面和平屋面上，安裝也非常的方便，既可以先將上固定架固定在屋頂上，將集熱器固定在固定架上，也可以用鐵絲或者鋼絲繩進行固定。以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種模塊化整體式太陽能熱水器，包括兩支以上的真空管，安放所述所有真空管的支架，以及與所述支架相連的固定架，其特徵在於，所述各支真空管的開口端分別設有各自的密封件，所述各自的密封件上分別設有兩個口，所述的兩個口分別連接著兩個管子，所述所有的真空管通過所述管子以串聯方式或並聯方式連接，所述各支真空管通過分體式保溫塊保溫，所述太陽能熱水器兩側部的所述真空管還設有各自的邊緣保溫塊，所述太陽能熱水器的所述分體式的保溫塊及所述邊緣保溫塊的外部設有保護板，所述保護板用於固定並壓緊所述邊緣保溫塊及所述分體式保溫塊，其中，所述分體式保溫塊為硬質保溫材料，所述邊緣保溫塊為柔質保溫材料。
2.如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述分體式保溫塊包括上保溫塊和下保溫塊，所述上保溫塊的中間設有空腔，所述空腔由中部向兩端延伸成延伸部，所述空腔的延伸部用於容納所述管子，所述下保溫塊的中間設有通孔，所述通孔用於穿過所述真空管。
3.如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述密封件包括法蘭及套設在所述法蘭上的矽膠密封套，所述法蘭的外緣套壓在所述真空管的開口端，所述法蘭的外徑比所述真空管的外徑小2mm-4mm。
4.如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述保護板包括保溫塊下保護板、支撐板、保溫塊大護板及兩個邊緣保護板，它們之間相互連接並最終固定在所述支架上，並形成密閉的空間。
5.如權利要求4所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述固定架包括兩個支撐架和至少一個調節架，每個所 述支撐架均通過連接件與所述邊緣保護板連接，所述連接件固定在所述邊緣保護板上，所述每個支撐架均包括側面板及與所述側面板垂直連接的懸臂，所述懸臂的端部設有U形槽口，所述U形槽口用於容納所述連接件，所述U形槽口的頂部設有壓板，所述壓板用於壓住所述連接件。
6.如權利要求5所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述調節架與所述支架之間通過支撐調節託盤調節角度，所述調節架包括底板和垂直於所述底板上的臂，所述臂上設有多個調節孔位，所述支撐調節託盤包括側斜面，插入所述側斜面的滑片，與所述滑片上端面相垂直並與側斜面相連的下平面，支撐所述側斜面的筋板，所述滑片上設有與所述調節孔位相配的孔，所述調節孔位及所述孔內穿過緊固螺栓，其中，所述側斜面用於抵頂所述支架，所述滑片用於相對所述臂滑動，所述下平面與安放所述真空管的支架相接觸。
7.如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述太陽能熱水器中的所述真空管接收照射的表面外部設置遮陽裝置，所述遮陽裝置包括遮陽簾，所述遮陽簾安裝在遮陽簾保護盒內，所述遮陽簾通過螺釘和拉繩固定。
8.如權利要求1所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述真空管的外徑為150mm-330mm,所述真空管的內徑為110mm-300mm,所述真空管的長度為0.9m-1.8m。
9.如權利要求8所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述真空管的外徑為170mm，所述真空管的內徑為150mm。
10.如權利要求1-9任一項權利要求所述的太陽能熱水器，其特徵在於，所述太陽能熱水器豎向放置或橫向放置。
全文摘要
本發明公開了一種模塊化整體式太陽能熱水器，屬於真空管太陽能熱水器領域。所述太陽能熱水器包括兩支以上的真空管，安放真空管的支架以及與支架相連的固定架，各支真空管的開口端分別設有各自的密封件，所述各自的密封件上分別設有兩個口，所述的兩個口分別連接著兩個管子，所述所有的真空管通過所述管子以串聯方式或並聯方式連接，各支真空管通過上下兩塊保溫塊進行保溫，兩側部的真空管設有邊緣保溫塊，分體式的保溫塊及邊緣保溫塊的外部設有鋁合金或鋼製保護板，分體式保溫塊為硬質保溫材料，邊緣保溫塊為柔質保溫材料。本發明有效的降低了成本，並且具有安裝及維修方便簡捷的特點，故市場前景廣泛。
文檔編號F24J2/05GK103216947SQ201110145548
公開日2013年7月24日 申請日期2011年6月1日 優先權日2011年6月1日
發明者勾淑芳, 苑金良 申請人:勾淑芳