一種壁掛夾套式太陽能熱水器的製作方法

2024-02-17 23:24:15 1

本實用新型涉及太陽能熱水器領域，具體的說是一種壁掛夾套式太陽能熱水器。

背景技術：

太陽能熱水器利用太陽能對自來水進行加熱，提供生產和生活用熱水，其應用和普及不僅給人們帶來了便利，還減少了常規能源消耗，降低了環境汙染，是人們對清潔能源應用的成功案例。

目前常見的太陽能熱水器為真空集熱管式太陽能熱水器，該熱水器的水箱和多根真空集熱管集成為一體結構，並通過支架安裝在房頂，水箱上開設進、出水口並利用上、下水管路與室內的管路和控制閥連接。該種一體結構的太陽能熱水器在具體使用中存在諸多缺陷：1）由於整機安裝在樓頂，安裝和檢修均十分不便，尤其對於一些尖頂樓房，操作風險更大；另外，當出現水箱漏水時會汙染整個樓頂，造成樓房滲水等不良影響；2）由於上下水管路中均是自來水，尤其是上水管路，冬季容易結冰堵塞甚至凍裂，導致太陽能熱水器在冬季無法使用；3）由於採用集熱管直接加熱自來水的方式，在集熱管和水箱中容易積聚水垢以及滋生細菌，水箱和集熱管均很難清洗，導致水質差，使用不衛生。

基於上述問題，本案申請人旨在研發一種分體式太陽能熱水器，該分體式太陽能熱水器利用太陽能集熱板對導熱介質進行加熱，加熱後的導熱介質再通入換熱箱內，利用循環換熱結構對水箱內的自來水進行加熱。

儘管現有技術中也有依據上述工作原理的分體式太陽能熱水器，但是現有的分體式太陽能熱水器在換熱效率上、能源利用率上以及實用效果上存在諸多不足。針對上述不足，並依據地域差異以及具體功能需求，本案申請人分別開發了多款分體式太陽能熱水器，按照循環換熱結構的不同主要分成兩個大類：夾套式和換熱盤管式。其中，對於每個大類，依據具體使用環境、集熱效率以及客戶具體功能定製需求，又細分為普通型、改進平板型、改進輔助加熱型以及陽臺壁掛型等。本案主要針對陽臺壁掛式太陽能熱水器，在整體換熱結構和輔助電加熱結構上均進行了大幅改進，提供一種壁掛夾套式太陽能熱水器。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、使用方便、壽命長且換熱效率高的壁掛夾套式太陽能熱水器。

為解決上述技術問題，本實用新型的壁掛夾套式太陽能熱水器包括換熱箱和太陽能集熱板，換熱箱內部設置罐體，其結構特點是所述罐體包括內膽和套設在內膽中部的夾套，夾套的頂部和底部均與內膽的外壁密封連接且夾套與內膽之間形成環形介質腔，內膽其中一側壁的頂部和底部分別連接有安裝耳，安裝耳上開設安裝孔；內膽的下部連接冷水進水管、上部連接熱水出水管，環形介質腔的下部開設導熱介質出口、上部開設導熱介質入口，導熱介質出口通過循環出液管與太陽能集熱板的進液口連接，導熱介質入口通過循環進液管與太陽能集熱板的出液口連接；太陽能集熱板的安裝位置低於換熱箱。

採用上述結構，太陽能集熱板安裝在陽臺上，換熱箱通過安裝耳安裝在陽臺或室內牆壁上，換熱箱的安裝高度高於集熱板，利用換熱介質的自循環，可將熱量由集熱板傳遞到換熱箱中；在換熱箱內，利用夾套式的換熱結構，在內膽的外部形成環形介質腔，相當於在內膽外層包覆了一層高溫護套，內膽側壁與環形介質腔內的高溫介質充分接觸，大幅增加了換熱面積，提高了換熱效率；夾套式換熱結構的內層為水，外層為高溫介質，在冬季和嚴寒地區，當換熱箱也安裝在陽臺上時，換熱箱外部溫度較低，通過該種換熱結構，可將水與外界徹底隔離，從而徹底避免結冰堵塞以及管路或罐體凍壞現象。

所述罐體外部包覆保溫層，保溫層的外部套設外殼，內膽的底端開口且開口上封裝有封蓋，內膽的頂端開設排氣口，排氣口上安裝排氣閥。設置保溫層和外殼，進一步增強了保溫效果，避免了熱量散失，增加了換熱效率。

所述循環進液管上安裝有微循環泵。依靠介質的自循環可能會出現循環動力不足的問題，設置微循環泵，可為介質循環提供動力，保證換熱效果且通過控制溫循環泵的工作狀態還可以靈活的對溫度進行調節。

所述封蓋上安裝有伸入內膽中的電加熱管、水溫感應探頭和鎂棒，太陽能集熱板的出液口處安裝有介質溫度傳感器；熱水器還包括控制盒，電加熱管的正負極、水溫感應探頭的信號輸出端、介質溫度傳感器的信號輸出端以及微循環泵的控制端均與控制盒電連接。設置輔助電加熱結構，並對水溫和介質溫度進行監控，通過控制盒內的控制電路對輔助電加熱功能以及介質循環速度進行靈活調節，並切換電加熱和介質加熱功能，裝置使用更加靈活方便。當介質溫度和水溫相差較大時，可控制增大微循環泵的速度以快速升高水溫；當介質溫度過低時，可關閉微循環泵，並開啟輔助電加熱功能，從而保證熱水器不間斷的熱水供應；當介質溫度升高時，關閉電加熱並開啟微循環泵，使用介質加熱，避免電力浪費。設置鎂棒可對不鏽鋼材質的內膽和管路起到保護作用，避免了內膽腐蝕，增加內膽使用壽命。

所述封蓋上垂直固接有螺紋杆，所述鎂棒的底端部開設有與螺紋杆配合的螺紋孔。鎂棒採用螺紋安裝的結構，更方便了其更換。

所述電加熱管的外部包覆搪瓷層。電加熱管容易結垢和腐蝕，設置搪瓷層可提高電加熱管的抗腐蝕性且不易結垢，從而大幅增加電加熱管的使用壽命。

綜上所述，本實用新型具有結構簡單、使用方便、換熱效率高和使用壽命長的優點。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明：

圖1為本實用新型第一種實施方式的體結構示意圖；

圖2為本實用新型第二種實施方式的體結構示意圖；

圖3為第二種實施方式的電路控制原理示意框圖；

圖4為本實用新型中罐體的結構示意圖；

圖5為本實用新型中封蓋的結構示意圖。

具體實施方式

參照附圖，本實用新型的壁掛夾套式太陽能熱水器包括換熱箱1和太陽能集熱板2，換熱箱1內部設置罐體，罐體包括內膽3和套設在內膽3中部的夾套4，夾套4的頂部和底部均與內膽3的外壁密封連接且夾套4與內膽3之間形成環形介質腔5，內膽3其中一側壁的頂部和底部分別連接有安裝耳6，安裝耳6上開設安裝孔7。內膽3的下部連接冷水進水管8、上部連接熱水出水管9，環形介質腔5的下部開設導熱介質出口10、上部開設導熱介質入口11，導熱介質出口10通過循環出液管12與太陽能集熱板的進液口13連接，導熱介質入口11通過循環進液管14與太陽能集熱板的出液口15連接。太陽能集熱板2的安裝位置低於換熱箱1。

上述結構中，太陽能集熱板2安裝在陽臺上，換熱箱1通過安裝耳6安裝在陽臺或室內牆壁上，換熱箱2的安裝高度高於集熱板，利用換熱介質的自循環，可將熱量由集熱板傳遞到換熱箱中；在換熱箱1內，利用夾套式的換熱結構，在內膽3的外部形成環形介質腔5，相當於在內膽3外層包覆了一層高溫護套，內膽3側壁與環形介質腔5內的高溫介質充分接觸，大幅增加了換熱面積，提高了換熱效率；夾套式換熱結構的內層為水，外層為高溫介質，在冬季和嚴寒地區，當換熱箱1也安裝在陽臺上時，換熱箱1外部溫度較低，通過該種換熱結構，可將水與外界徹底隔離，從而徹底避免結冰堵塞以及管路或罐體凍壞現象。

參照附圖，罐體外部包覆保溫層16，保溫層16的外部套設外殼，內膽3的底端開口且開口上封裝有封蓋17，內膽3的頂端開設排氣口，排氣口上安裝排氣閥18。設置保溫層16和外殼，進一步增強了保溫效果，避免了熱量散失，增加了換熱效率。

完全依靠換熱介質的自循環可能會出現循環動力不足問題，因此，如圖2所示，循環進液管14上安裝有微循環泵19。微循環泵可為介質循環提供動力，保證換熱效果且通過控制溫循環泵的工作狀態還可以靈活的對溫度進行調節。

參照附圖，封蓋17上安裝有伸入內膽3中的電加熱管20、水溫感應探頭21和鎂棒22，太陽能集熱板的出液口15處安裝有介質溫度傳感器23。熱水器還包括控制盒24，電加熱管20的正負極、水溫感應探頭21的信號輸出端、介質溫度傳感器23的信號輸出端以及微循環泵19的控制端均與控制盒24電連接。設置輔助電加熱結構，並對水溫和介質溫度進行監控，通過控制盒24內的控制電路對輔助電加熱功能以及介質循環速度進行靈活調節，並切換電加熱和介質加熱功能，裝置使用更加靈活方便。當介質溫度和水溫相差較大時，可控制增大微循環泵19的速度以快速升高水溫；當介質溫度過低時，可關閉微循環泵19，並開啟輔助電加熱功能，從而保證熱水器不間斷的熱水供應；當介質溫度升高時，關閉電加熱並開啟微循環泵19，使用介質加熱，避免電力浪費。設置鎂棒22可對不鏽鋼材質的內膽3和管路起到保護作用，避免了內膽3腐蝕，增加內膽3使用壽命。對於鎂棒22的安裝，封蓋17上垂直固接有螺紋杆25，鎂棒22的底端部開設有與螺紋杆配合的螺紋孔，採用螺紋安裝的結構，更方便了其更換。

參照附圖，電加熱管20的外部包覆搪瓷層201。電加熱管20容易結垢和腐蝕，設置搪瓷層201可提高電加熱管的抗腐蝕性且不易結垢，從而大幅增加電加熱管20的使用壽命。

綜上所述，本實用新型不限於上述具體實施方式。本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的前提下，可做若干的更改和修飾。本實用新型的保護範圍應以本實用新型的權利要求為準。