一種分體承壓太陽能熱水系統的製作方法
2023-12-01 02:47:46 2
專利名稱：一種分體承壓太陽能熱水系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分體承壓太陽能熱水系統，屬於太陽能光熱利用領域。
背景技術：
目前，市場上的分體承壓太陽能熱水系統主要有兩種，一種通常稱作壁掛式分體承壓太陽能熱水系統，此系統的太陽能承壓集熱器和承壓水箱通過較長管路相連；另一種通常稱作緊湊式分體承壓太陽能熱水系統，此系統的太陽能承壓集熱器和承壓水箱通過較短管路相連。上述兩種系統均採用帶換熱夾套的承壓水箱，此類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系統還可以正常使用，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。因此針對這一情況，在不改變現有水箱使用性能的前提下，本實用新型開發了一種能夠保證使用水安全的分體承壓太陽能熱水系統。
實用新型內容基於目前的現狀提出的分體承壓太陽能熱水系統，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，解決了現有承壓水箱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，內有換熱工質的換熱夾套和儲存使用水的儲熱內膽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。為實現本實用新型的目的，本實用新型提供一種分體承壓太陽能熱水系統，所述分體承壓太陽能熱水系統包括水箱外殼、換熱夾套、導熱用界面填充層、儲熱內膽和承壓集熱器，其中，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循環入口、循環出口、灌注口、溢流口；灌注口的位置高於或等於溢流口，溢流口的位置高於循環入口，循環入口的位置高於循環出口。優選地，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，充滿兩者之間的空隙。優選地，在儲熱內膽和換熱夾套的外圍填充有保溫材料。優選地，所述換熱夾套上的循環出口上焊接有循環出液管。優選地，所述循環出液管上設置有螺紋。優選地，所述換熱夾套上的循環入口上焊接有循環進液管。優選地，所述循環進液管上設置有螺紋。[0011]優選地，所述循環出液管，經連接管和承壓集熱器相連，循環進液管，經連接管和承壓集熱器相連。優選地，所述換熱夾套的內腔和承壓集熱器內腔所組成的空腔為閉式空腔。優選地，所述閉式空腔灌注有換熱工質。所述儲熱內膽內存使用水，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，兩者之間是導熱用界面填充層，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。所述承壓水箱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。所述換熱夾套上設置有和循環入口相連的循環進液管，以及和循環出口相連的循環出液管。所述換熱夾套上的循環出口通過循環出液管和承壓集熱器相連，循環入口通過循環進液管和承壓集熱器相連。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。本實用新型的有益效果是，在使用中，承壓集熱器吸收太陽光加熱集熱器內的換熱工質，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水中。通過這樣的設計，實現了使用水出水承壓、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。對比現有承壓水箱結構，在保證熱性能的前提下，解決了換熱工質滲漏而汙染使用水的危險。本實用新型提出的分體承壓太陽能熱水系統可以有不同的結構形式，即太陽能承壓集熱器可以和橫式承壓水箱 相連，也可以和豎式承壓水箱相連，同時太陽能承壓集熱器和承壓水箱之間既可以通過較長管路相連，也可以通過較短管路相連，構成壁掛式分體承壓太陽能熱水系統或緊湊式分體承壓太陽能熱水系統。
圖1是本實用新型實施例一的水箱結構圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。圖3是圖1的B-B剖視圖。圖4是本實用新型實施例二的水箱結構圖。圖5是圖4的C-C剖視圖。圖6是本實用新型實施例一系統結構示意圖(I)圖7是本實用新型實施例一系統結構示意圖(2)圖8是本實用新型實施例二的系統結構示意圖。圖中標號I水箱外殼2保溫層3換熱夾套4導熱用界面填充層5儲熱內膽6灌注口7溢流口8循環出口9循環入口10循環出液管 11循環進液管 12冷水進水管13熱水出水管 14灌注口堵頭 15溢流口堵頭 16承壓集熱器17連接管具體實施方式
實施例一請參照圖1、圖2、圖3、圖6和圖7，是一橫式承壓水箱構成的分體承壓太陽能熱水系統，包括水箱外殼1、保溫層2、換熱夾套3，換熱夾套3上開有灌注口 6、溢流口 7、循環出口 8、循環入口 9。灌注口 6的位置高於溢流口 7，溢流口 7的位置高於循環入口 9，循環入口 9的位置高於循環出口 8，換熱夾套3側置於儲熱內膽5外，與之貼合在一起，兩者之間擠壓有導熱用界面填充層4。儲熱內膽5上連接有冷水進水管12、熱水出水管13，冷水進水管12和自來水相連，熱水出水管13和用水末端相連。循環出口 8通過循環出液管10、連接管17和承壓集熱器16連接，循環入口 9通過循環進液管11、連接管17和承壓集熱器16連接。圖6中承壓集熱器16和承壓水箱的循環出液管10、循環進液管11之間的連接管17較長，圖7中承壓集熱器16和承壓水箱的循環出液管10、循環進液管11之間的連接管17較短。換熱夾套3和儲熱內膽5通過可壓縮的導熱用界面填充層4實現緊密貼合。導熱用界面填充層4起到銜接兩壁面的作用，導熱用界面填充層4為布狀，依順性好，具有較高的彈性、柔性、可壓縮性，且具有良好的熱傳導率。導熱用界面填充層4使換熱夾套3的內壁面和儲熱內膽5的外壁面之間不會出現縫隙，從而使換熱夾套3的內壁面和儲熱內膽5的外壁面間緊密貼合成為可能，簡化了工藝，降低了生產成本，生產製造更加容易。具體實施過程為:從灌注口 6向換熱夾套3和承壓集熱器16組成的迴路內注入換熱工質，換熱工質先通過循環出口 8流經循環出液管10，經連接管17流入承壓集熱器器16，當承壓集熱器16中換熱工質注滿後，換熱工質將經過連接管17流入循環進液管11，再經過循環入口 9流回換熱夾套3內，隨著換熱夾套3內液面的升高，當液面高度上升到溢流口 7的高度時，停止加注，然後在溢流口 7上擰緊溢流口堵頭15，在灌注口 6上擰緊灌注口堵頭14，使承壓集熱器16和換熱夾套3之間組成一閉式系統。通過冷水進水管12向儲熱內膽5注水，儲熱內膽5內的液面會逐漸升高當有水經過熱水出水管13從用水末端流出時，關閉用水末端閥門，自來水水壓一直作用於儲熱內膽的使用水中，每次打開用水末端的閥門，儲熱內膽裡的使用水就在自來水壓力的作用下流出。關閉用水末端閥門，此時儲熱內膽和自來水管道也就組成了一閉式承壓系統。當陽光照射到承壓集熱器16上時，換熱工質溫度升高，承壓集熱器16內的換熱工質與換熱夾套3內換熱工質產生密度差，致使承壓集熱器16內熱的換熱工質在浮升力的作用下經過連接管17流入循環進液管11，再通過循環入口 9流入換熱夾套3的上部，換熱夾套3上部的換熱工質攜帶的熱量再通過導熱用界面填充層4來不斷加熱儲熱內膽5中的使用水。被冷卻的換熱工質再通過循環出口 8，經過循環出液管10，再經過連接管17流入承壓集熱器16。不斷的反覆最終達到加熱儲熱內膽5中使用水的目的。用水時，自來水從冷水進水管12頂入，將儲熱內膽5中的熱水從熱水出水管13頂出。換熱夾套3閉式運行，與儲熱內膽5的換熱方式是間接式的，兩者相互獨立，且換熱夾套3由厚壁金屬材料製成，極大地降低了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。[0043]實施例二:請參照圖4、圖5及圖8，是一豎式承壓水箱構成的分體承壓太陽能熱水系統，具體實施過程同橫式承壓水箱構成的分體承壓太陽能熱水系統。
權利要求1.一種分體承壓太陽能熱水系統，包括水箱外殼、換熱夾套、導熱用界面填充層、儲熱內膽和承壓集熱器，其特徵是: 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循環入口、循環出口、灌注口、溢流口；灌注口的位置高於或等於溢流口，溢流口的位置高於循環入口，循環入口的位置高於循環出口。
2.按權利要求1所述的分體承壓太陽能熱水系統，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，充滿兩者之間的空隙。
3.按權利要求1或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材料。
4.按權利要求1所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述換熱夾套上的循環出口上焊接有循環出液管。
5.按權利要求1或4所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述循環出液管上設置有螺紋。
6.按權利要求1所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述換熱夾套上的循環入口上焊接有循環進液管。
7.按權利要求1或6所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述循環進液管上設置有螺紋。
8.按權利要求1、4、或6所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述循環出液管，經連接管和承壓集熱器相連，循環進液管，經連接管和承壓集熱器相連。
9.按權利要求5所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述循環出液管，經連接管和承壓集熱器相連，循環進液管，經連接管和承壓集熱器相連。
10.按權利要求7所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述循環出液管，經連接管和承壓集熱器相連，循環進液管，經連接管和承壓集熱器相連。
11.按權利要求8所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述換熱夾套的內腔和承壓集熱器內腔所組成的空腔為閉式空腔。
12.按權利要求9所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述換熱夾套的內腔和承壓集熱器內腔所組成的空腔為閉式空腔。
13.按權利要求10所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述換熱夾套的內腔和承壓集熱器內腔所組成的空腔為閉式空腔。
14.按權利要求5所述的分體承壓太陽能熱水系統，其特徵是:所述閉式空腔灌注有換熱工質。
專利摘要本實用新型公開了一種分體承壓太陽能熱水系統，包括水箱外殼、換熱夾套、導熱用界面填充層、儲熱內膽和承壓集熱器，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。換熱夾套上的循環出口通過循環出液管，經連接管和承壓集熱器相連，循環入口通過循環進液管，經連接管和承壓集熱器相連。換熱夾套的內腔和承壓集熱器內腔所組成的空腔為閉式空腔。儲熱內膽上冷水進水管和自來水相連，熱水出水管和用水末端相連。承壓集熱器吸收的熱量通過換熱工質進入換熱夾套，換熱夾套通過導熱用界面填充層把熱量導入儲熱內膽內部的使用水中，實現對其加熱的目的。本實用新型提出的熱水系統採用外置閉式間接換熱方式，結構設計合理，安全性能高，生產加工容易，性價比高，使用周期長。
文檔編號F24J2/46GK202928132SQ20122044346
公開日2013年5月8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