熱導式太陽能熱水器及其水箱的製作方法

2023-11-29 23:11:31 1

專利名稱：熱導式太陽能熱水器及其水箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱水器，特別涉及一種熱導式太陽能熱水 器。本實用新型還涉及一種太陽能熱水器的水箱。
背景技術：
隨著人民生活水平的提高，熱水器在日常生活中的應用越來越廣泛。
現有的熱水器按照能量來源分為燃氣、燃煤、燃油熱水器，以及 電熱水器等幾大類。上述燃氣、燃煤、燃油熱水器消耗的均是不可再
生能源，還造成環境的汙染；同時，在能源價格持續高漲的今天，上 述燃氣、燃煤、燃油熱水器的使用費用很高，給用戶帶來了較大的經 濟負擔。由於用電量大，電價也有持續增長的趨勢，上述電熱水器的 廣泛應用也存在不小的障礙。
在此背景下，太陽能熱水器以其能源清潔環保、使用費用較低、 使用簡單方便等優勢得到廣泛的應用，這將對我國國民經濟和環保事 業帶來重大影響。
冬季由於室外溫度很低，太陽能熱水器管路中的水容易凍結，這 給其使用帶來了很大的不便，而熱導式太陽能熱水器則可以很好地解 決這個問題。
請參考圖1，圖1為現有技術中一種典型的熱導式太陽能熱水器 的結構示意圖。
現有技術中， 一種典型的熱導式太陽能熱水器1包括集熱器11， 集熱器11的作用是吸收太陽能並將其轉化為集熱板的內能。集熱器 11通過介質上行管12以及介質下行管13連接換熱器14，集熱器11、 介質上行管12、介質下行管13以及連接換熱器14形成介質流體的循 環路徑。
換熱器14設置於所述熱導式太陽能熱水器1的儲水箱15中，儲 水箱15設置於室內，且連接進水管152以及出水管151。所述介質流體流經集熱器11時，可以#:所述集熱板加熱，因此溫 度升高。當所述溫度較高的介質流體進入換熱器14後，可以通過換熱
器14的管壁向儲水箱15中待加熱的水傳遞熱量，vA而將其加熱。 由於儲水箱15設置於室內，因此其中的水在冬季不易被凍結；
同時，所述介質流體的凝固點較低，因此，雖然設置在室外，集熱器
13也不會被凍結。此外，所述介質流體的沸點較高，因此熱導式太陽
能熱水器1的傳熱效率也較高。
但是，由於作為換熱器14原材料的銅管比較昂貴，為了儘可能
降低成本，儲水箱15中繞設的銅管往往不足，這導致換熱面積較小、
換熱交換效率較低，並最終導致儲水箱15中的水溫達不到要求。如果
要確保水溫的要求，就必須在儲水箱15中設置較多的銅管，這勢必顯
著增加熱水器的製造成本。
因此，如何在保持較低的生產製造成本的基礎上，增大熱水器的
換熱面積，從而提高其熱交換效率，是本領域技術人員目前需要解決
的技術問題。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種熱導式太陽能熱水器，其熱交換效 率較高，同時其生產製造成本較低。本實用新型還提供一種熱導式太 陽能熱水器的水箱。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種熱導式太陽能熱水 器，包括集熱器和儲水箱，所述集熱器分別連接介質上行管以及介質 下行管，所述儲水箱分別連接進水管以及出水管；所述熱導式太陽能 熱水器進一步包括套裝於所述儲水箱外側的介質水箱；所述介質水箱 分別連接所述介質上行管以及介質下行管。
優選地，所述介質水箱中設置至少兩個儲水箱。
優選地，所述介質水箱的外側套裝外殼體，所述外殼體與所述介 質水箱之間填充保溫材料。
優選地，所述介質水箱的頂部設有排氣閥。
優選地，所述介質水箱為不鏽鋼水箱。優選地，所述介質下行管中設置循環泵。 優選地，所述儲水箱中進一步設有電加熱裝置。
優選地，包括至少兩個相併聯的儲水箱；每一所述儲水箱的外側 均套裝介質水箱以及外殼體，各介質水箱並聯連接。
本實用新型還提供一種熱導式太陽能熱水器的水箱，包括設有進 水管和出水管的儲水箱，所述儲水箱的外側套裝介質水箱，所述介質 水箱通過介質上行管以及介質下行管連接所述太陽能熱水器的集熱 器。
優選地，所述介質水箱的外側進一步套裝外殼體，所述外殼體與 所述介質水箱之間填充保溫材料。
相對上述背景技術，本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器包 括集熱器、介質水箱以及儲水箱，所述介質水箱套裝於所述儲水箱的 外側；正常工作時，介質流體可以將所述儲水箱包裹在內部，因此， 整個所述儲水箱的外壁均可以形成有效的換熱面，換熱面積以及換熱 效率均顯著地得到提高。另一方面，本實用新型所提供的熱導式太陽 能熱水器不再需要設置比較昂貴的銅管作為換熱器，因此其生產製造 成本也顯著降低。

圖1為現有技術中一種典型的熱導式太陽能熱水器的結構示意
圖2為本實用新型所提供熱導式太陽能熱水器一種具體實施方式的結構示意圖3為本實用新型所提供熱導式太陽能熱水器另一種具體實施方 式的結構示意圖。
具體實施方式

本實用新型核心是提供一種熱導式太陽能熱水器，其熱交換效率 較高，同時其生產製造成本較低。本實用新型的另一核心是提供一種 熱導式太陽能熱水器的水箱。
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。
請參考圖2,圖2為本實用新型所提供熱導式太陽能熱水器一種具體實施方式
的結構示意圖。
在一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水 器2包括集熱器21,集熱器21是光-熱轉換裝置，其集熱板在陽光的 照射下溫度可以升高。
集熱器21在其頂部和底部分別連接介質上行管22以及介質下行 管23,介質上行管22和介質下行管23分別通過介質流入管241和介 質流出管242連接介質水箱24。因此，集熱器21、介質上行管22、 介質水箱24以及介質下行管23可以依次形成一個閉合的循環通路； 該循環通路中充滿介質流體。所述介質流體通常應當具有防凍、防腐、 防垢以及高沸點等特點。
介質水箱24可以選用成本較低的材料，比如，可以用不鏽鋼焊 接而成。
熱導式太陽能熱水器2還包括儲水箱25,儲水箱25設置於介質 水箱24的內部，也即介質水箱24套裝於儲水箱25的外側。顯然，介 質水箱24與儲水箱25各相對應的壁面之間應當具有適當的間距，以 保證介質水箱24具有適當的容積。
儲水箱25分別連接進水管252以及出水管251，以便向儲水箱 25中補入冷水並將熱水>夂人中導出。
本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器2包括集熱器21、介質 水箱24以及儲水箱25,所述介質水箱24套裝於所述儲水箱25的外 側；正常工作時，介質流體可以將所述儲水箱24包裹在內部，因此， 整個所述儲水箱2 4的外壁均可以形成有效的換熱面，換熱面積以及換 熱效率均顯著地得到提高。另一方面，本實用新型所提供的熱導式太 陽能熱水器2也不再需要設置昂貴的銅管作為換熱器，因此其生產制 造成本也顯著降低。
還可以對上述具體實施方式
中的熱導式太陽能熱水器2進行其他 改進。請參考圖3，圖3為本實用新型所提供熱導式太陽能熱水器另一 種具體實施方式
的結構示意圖。
在另一種具體實施方式
中，本實用新型所提供的熱導式太陽能熱 水器2同樣包括作為光-熱轉換裝置的集熱器21,集熱器21在其頂部 和底部分別連接介質上行管22以及介質下行管23，介質上行管22和 介質下行管23進而分別連接介質水箱24，介質水箱24可以選用成本 較低的材料，比如不鏽鋼。
集熱器21、介質上行管22、介質水箱24以及介質下行管23可 以形成一個閉合的循環通3各；該循環通路中充滿介質流體。所述介質 流體同樣應當具有防凍、防腐、防垢以及高沸點等特點。
熱導式太陽能熱水器2還包括儲水箱25,儲水箱25設置於介質 水箱24的內部，也即介質水箱24套裝於儲水箱25的外側。顯然，介 質水箱24與儲水箱25各對應的壁面之間應當具有適當的間距，以保 證介質水箱24具有適當的容積。
儲水箱25分別連接進水管252以及出水管251，以便向儲水箱 25中補入冷水並將熱水從中導出。
熱導式太陽能熱水器2進一步包括外殼體26,介質水箱24設置 於外殼體26之中。外殼體26與介質水箱24各對應的壁面之間應當具 有適當的間距，以便兩者之間形成具有適當厚度的腔體。該腔體中可 以填充常規的保溫材料，比如聚氨酯。
由於介質水箱24通常採用不鏽鋼製成，因此在其外壁直接接觸 空氣的情況下熱損失將十分嚴重。設置了外殼體26以及保溫材料之 後，熱導式太陽能熱水器2的熱損失將顯著降低。
還可以在介質水箱24上設置排氣閥27,以使向所述循環通路中 加注介質流體時，帶入的空氣能夠順利地從集熱器27以及介質水箱 24中逸出，避免傳熱效率的下降。排氣閥27最好設置在介質水箱24 的頂部。
此外，所述介質上行管21可以連接於所述介質水箱24的上部， 所述介質下行管23可以連接於所述介質水箱的下部，這樣，所述介質流體的循環可以通過自然循環來實現，而不需要額外耗費能源。
具體地說，上述熱導式太陽能熱水器2工作時，集熱管21受熱 溫度升高，其中初始溫度較低的介質流體不斷吸收集熱板的熱量，因 此溫度逐漸升高、密度逐漸減小，因此將向上沿介質上行管22運動至 介質水箱24中；介質水箱24中的介質流體通過儲水箱25外壁與待加 熱的冷水進行熱交換，因此介質流體的溫度顯著降低，並最終沿介質 下行管23回到集熱器21中，從而完成自然循環過程。
當然，所述介質流體的循環也可以通過強制循環來實現，具體的 實現方式是在所述介質流體的循環路徑中設置循環水泵28;循環水泵 28最好設置於介質下行管23中。
根據本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器2的結構及其工作 原理可知，如果儲水箱25的體積過大，換熱效率將會在一定程度上降 低；而如果減小儲水箱25的體積，則熱水量不能保證，會給使用者的 使用帶來不便。
為了解決這個問題，可以同時設置兩組或者兩組以上的水箱，每 組水箱均包括一介質水箱24、 一儲水箱25和一外殼體26，三者的具 體設置位置以及連接關係請參考上文。這樣既減小了單個儲水箱25 的體積、提高了換熱效率，又保證了熱水量、避免給使用者帶來不便。
上述兩組或者兩組以上的水箱可以串聯也可以並聯，最好是將其 並聯。
還可以採用其他結構在保證熱水量的前提下提高換熱效率。比 如，本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器2可以仍然僅包括 一 個 體積4交大的介質水箱24,但其中可以同時設置兩個或者兩個以上的體 積較小的儲水箱25;由於儲水箱25的壁面是換熱面，因此從總體上 看，換熱面積顯著增加，熱交換效率得到提高。各儲水箱25之間最好 是並聯，當然串聯也是可以的。
本實用新型所提供熱導式太陽能熱水器的水箱的具體結構請參 閱上文對熱導式太陽能熱水器的描述。
以上對本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器及其水箱進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式 進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法 及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進 和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1、一種熱導式太陽能熱水器，包括集熱器和儲水箱，所述集熱器分別連接介質上行管以及介質下行管，所述儲水箱分別連接進水管以及出水管；其特徵在於，進一步包括套裝於所述儲水箱外側的介質水箱；所述介質水箱分別連接所述介質上行管以及介質下行管。
2、 如權利要求1所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述介質水箱中設置至少兩個儲水箱。
3、 如權利要求2所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述介質水箱的外側套裝外殼體，所述外殼體與所述介質水箱之間填充 保溫材料。
4、 如權利要求3所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述介質水箱的頂部設有排氣閥。
5、 如權利要求4所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述介質水箱為不鏽鋼水箱。
6、 如權利要求5所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述介質下行管中設置循環泵。
7、 如權利要求6所述的熱導式太陽能熱水器，其特徵在於，所 述儲水箱中進一步設有電加熱裝置。
8、 如權利要求1至7任一項所述的熱導式太陽能熱水器，其特 徵在於，包括至少兩個相併聯的儲水箱；每一所述儲水箱的外側均套 裝介質水箱以及外殼體，各介質水箱並聯連接。
9、 一種熱導式太陽能熱水器的水箱，包括設有進水管和出水管 的儲水箱，其特徵在於，所述儲水箱的外側套裝介質水箱，所述介質水箱通過介質上行管以及介質下行管連接所述太陽能熱水器的集熱器。
10、 如權利要求9所述的熱導式太陽能熱水器的水箱，其特徵在 於，所述介質水箱的外側進一步套裝外殼體，所述外殼體與所述介質 水箱之間填充保溫材料。
專利摘要本實用新型公開了一種熱導式太陽能熱水器，包括集熱器和儲水箱，所述集熱器分別連接介質上行管以及介質下行管，所述儲水箱分別連接進水管以及出水管；所述熱導式太陽能熱水器進一步包括套裝於所述儲水箱外側的介質水箱；所述介質水箱分別連接所述介質上行管以及介質下行管。本實用新型還公開了一種所述熱導式太陽能熱水器的水箱。本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器正常工作時，介質流體可以將所述儲水箱包裹在內部，因此，整個所述儲水箱的外壁均可以形成有效的換熱面，換熱面積以及換熱效率均顯著地得到提高。另一方面，本實用新型所提供的熱導式太陽能熱水器也不再需要設置昂貴的銅管作為換熱器，因此其生產製造成本也顯著降低。
文檔編號F24J2/00GK201229065SQ20082000565
公開日2009年4月29日 申請日期2008年4月1日 優先權日2008年4月1日
發明者周奇迪, 唐玉敏 申請人:寧波晟唐基業科能電器有限公司