一種窗式太陽能熱水器的製作方法
2024-02-17 22:09:15
本實用新型涉及到一種與建築一體的窗式太陽能熱水器，屬於太陽能熱利用與建築一體化技術領域。
背景技術：
已有平板太陽能熱水器的集熱器是由背板、保溫材料、太陽能集熱板芯、玻璃面板及將以上構件組合在一起的外邊框等組成。北方高層建築為了節能保溫，一般設置80-90cm的窗臺，熱水器安裝方式是將集熱器固定在三角形金屬架上，再將金屬架固定在建築物的向陽立面窗臺下面和陽臺飄窗外邊。這種安裝方式一是破壞了建築物的外觀；二是突出建築物外面，遇到大風、冰雹等天氣，極易造成破壞、墜落等事故，是固有的安全隱患。為此，多數物業都拒絕安裝，阻礙了太陽能熱水技術的推廣普及。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種與建築落地窗整體結合兼作飄窗護欄的平板太陽能集熱器，以保持建築的完整性，減少附加的熱水器安裝成本，消除安全隱患。
本實用新型的技術方案是這樣實現的：這種窗式太陽能集熱器包括百葉窗式集熱箱體，進出液管和保溫水箱，所述的百葉窗式集熱箱體由內層中空鋼化玻璃，外層鋼化玻璃和四周的保溫框架構成集熱室，集熱室內橫向傾斜設置百葉窗式集熱扁管，集管扁管內部並排設置多條孔道，集熱扁管兩側設置垂直集流管構成百葉窗式集熱器芯，集流管下方設置進液口與進液管連接；集流管上方設置出液口與出液管連接，進液管和出液管與保溫水箱連接，保溫水箱上設置用水管和補水管。
所述的窗式太陽能集熱器，所述集熱扁管傾斜角度α根據安裝選擇比當地緯度大5～10度。
所述的窗式太陽能集熱器，所述集熱扁管進出液口一側的垂直集流管中間設置隔斷板別分隔成兩段垂直集流管，使集熱器芯中受熱的水或介質減少進出造成的換熱死角增加集熱過程換熱流程。
所述的窗式太陽能集熱器，所述百葉窗式集熱器芯的加工方法是將垂直集流管加工出與傾斜集熱扁管橫截面形狀相同、呈α夾角的長孔，將集熱扁管插入長孔2～5毫米，採用焊接或粘接方法，將垂直集流管和傾斜集熱扁管及進液管、出液管聯接成百葉窗式集熱器芯。
所述的窗式太陽能集熱器，所述百葉窗式集熱器芯的垂直集流管和傾斜集熱扁管設置有選擇性太陽能吸收塗層或表面處理層。
所述的窗式太陽能集熱器，當使用換熱介質傳導熱量時，所述的保溫水箱內設置換熱器分別與護欄式集熱箱體或百葉窗式集熱箱體的進液管和出液管相連接。
所述的窗式太陽能集熱器，所述護欄式集熱箱體或百葉窗式集熱箱體邊框上設置有透氣孔，透氣孔內裝填分子篩。
所述的窗式太陽能集熱器，所述護欄式集熱箱體或百葉窗式集熱箱體的內層中空玻璃內表面設置有透明反光塗層將照射到內層中空玻璃上的輻射能反射到集熱管背向陽光的一面，增加集熱效果。
本實用新型窗式太陽能集熱器不再作為一個單獨的設備安裝，而是融入建築的一部分，金屬集熱管可兼作大飄窗的護欄，外觀與普通窗戶一樣，安裝方式也與普通窗戶相同。本實用新型的太陽能集熱器外殼背部保溫層是低輻射的中空鋼化玻璃，是透明結構，可替代原有建築的飄窗、落地窗、陽臺的玻璃和護欄，與多層玻璃一樣安裝在普通建築的窗框內，首先保證了建築物的外觀不變，建築物外牆沒有突出物，避免了破壞、墜落等事故，提高了安全性。不僅節省了成本而且更加美觀實用。更重要的是雙層的鋼化玻璃具有保溫和安全防護功能，冬季無需增加防凍措施，符合建築節能的產業政策，利於在建築市場推廣。
附圖說明
圖1是窗式太陽能集熱箱體的主視圖
圖2是圖1的A-A剖面圖
圖3是圖2的B處放大圖
圖4是集熱箱體和熱水系統示意圖
圖5是使用換熱介質的熱水系統示意圖
圖6是護欄式太陽能集熱器應用示意圖
圖7是百葉窗式太陽能集熱器箱體主視圖
圖8是圖7的C-C剖視圖
圖9是圖8D處放大圖
圖10圖9E處剖視圖
圖11是百葉窗式集熱器芯介質流向示意圖
圖12是百葉窗式集熱器應用示意圖
圖中：
1、集熱箱體 2、集熱管 3、集流管 4、保溫框架 5、透氣孔
6、內層中空玻璃 6-1、塗透明反光塗層 7、外層中空玻璃
8、集熱室 9、進液管 10、出液管 11、用水管
12、保溫水箱 13、補水管 14、補水閥門 15、換熱器
16、進液口 17、出液口 18、玻璃窗
1-1、百葉窗式集熱箱體 2-1、集熱扁管 2-1-1、集熱扁管孔道
3-1、垂直集流管 3-2、兩段垂直集流管
7-1、鋼化透光玻璃 19、集熱器外框 20、密封條
21、隔斷板 22、百葉窗式集熱器芯
具體實施方式
實施例1護欄式窗式集熱器
圖1、2所示本實用新型集熱箱體的主體結構，集熱箱體1上設置進液管9和出液管10，所述的集熱箱體由內層中空玻璃6，外層中空玻璃7和四周的保溫框架4構成集熱室，集熱箱體的集熱室內縱向設置護欄式金屬集熱管2，金屬集熱管2上下橫向設置集流管3，集流管下方設置進液口16與進液管9連接；集流管上方設置出液口17與出液管10連接，進液管和出液管與保溫水箱連接，保溫水箱上設置用水管11和補水管13，如圖4所示。
圖5所示當使用換熱介質傳導熱量時，所述的保溫水箱內設置換熱器15分別與集熱箱體的進液管9和出液管10相連接。
太陽輻照時，因為集熱室內溫度升高空氣膨脹，完全密封會將玻璃漲裂。在集熱室底面或側面開透氣孔5可以平衡集熱室內和外部環境壓力。為了避免空氣中的水分子進入集熱室，使集熱室形成水霧，本實用新型用分子篩裝填透氣孔，即可換氣又可阻止空氣中的水分子滲入集熱室內形成水霧。分子篩選擇中空玻璃專用分子篩，購自上海同星分子篩有限公司。
為了提高陽光輻照效果，本實用新型在集熱箱體的內層中空玻璃6內表面設置有透明反光塗層6-1，將照射到內層中空玻璃上的輻射能反射到集熱管背向陽光的一面，增加集熱效果。
所述的集熱管採用截面為圓形、扁圓形或矩形的鍍膜不鏽鋼集熱管。
實施例2百葉窗式集熱器
由於太陽輻射隨地域緯度不同，有四季變化的傾角，普通集熱器與建築牆面平行安裝時，集熱面積實際可利用率會減少30～70％。本實用新型設計的百葉窗式的集熱板芯，其集熱扁管傾斜設置，可使集熱器像普通窗戶一樣，與建築牆面平行安裝時，不減小吸收太陽輻射熱的面積，可大幅減少太陽能熱水器投資。
這種百葉窗式太陽能集熱器的進出液管9、10和保溫水箱12連接關係都與實施例1相同。所述的百葉窗式集熱箱體1-1由內層中空鋼化玻璃6，外層鋼化玻璃7-1和四周的保溫框架4構成集熱室8，集熱室8內橫向傾斜設置百葉窗式集熱扁管2-1，集管扁管內部並排設置多條孔道2-1-1，集熱扁管2-1兩側設置垂直集流管3-1，3-2構成百葉窗式集熱器芯22，集流管下方設置進液口16與進液管9連接；集流管上方設置出液口17與出液管10連接，進液管和出液管與保溫水箱連接，保溫水箱上設置用水管11和補水管13。
所述集熱扁管2-1傾斜角度α根據安裝選擇比當地緯度大5～10度。
所述集熱扁管2-1進液口16、出液口17一側的垂直集流管中間設置隔斷板21別分隔成兩段垂直集流管3-2，使集熱器芯中受熱的水或介質減少進出造成的換熱死角增加集熱過程換熱流程，提高換熱能力。
所述百葉窗式集熱器芯22的加工方法包括：
將垂直集流管3-1,3-2加工出與傾斜集熱扁管2-1橫截面形狀相同、呈α夾角的長孔，將集熱扁管插入長孔2～5毫米，採用焊接或粘接方法，將垂直集流管3-1、3-2和傾斜集熱扁管2-1及進液管16、出液管17連接成百葉窗式集熱器芯22。
所述百葉窗式集熱器芯22的垂直集流管3-1,3-2和傾斜集熱扁管2-1設置有選擇性太陽能吸收塗層或表面處理層，採用電泳、陽極氧化，電鍍或磁控濺射實現。
然後用與普通多層玻璃窗框相同的集熱器外框19，將向陽面鋼化透光玻璃7-1、中空玻璃6和百葉窗式集熱器芯22封裝成百葉窗式集熱箱體1-1，其他防霧，密封措施與實施例1相同。
百葉窗式集熱箱體1-1設置金屬外框19以便於安裝在飄窗、落地窗、陽臺等已有的窗框內。在通過管路將進液管、出液管連接到保溫水箱及用水設施。
上述描述僅作為本實用新型窗式太陽能熱水器幾種可實施的技術方案提出，不作為對其結構或技術的限制條件。