分體式太陽熱水器的製作方法

2023-10-24 17:27:07 6

專利名稱：分體式太陽熱水器的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能熱利用中一種太陽能熱水器，尤其是一種分體式太陽熱 水器。
背景技術：
目前，市場上最常見的為一體化直插式真空管太陽熱水器，它只能被安裝 固定在屋頂，無法安裝在建築立面和房頂屋面上，現在也有人將真空集熱管水 平橫置在建築的向陽立面上，這樣做不但大大降低真空管的集熱效率，還有傷 及樓下人員的危險。發明內容為了使建築立面亦能安裝上太陽能熱水器，本發明提供了一種結構簡單、 造價低、高效、承壓、雙循環、永不結垢的分體式太陽熱水器。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是集熱器採用齒狀、凸起或凹 陷殼狀透光板，將集熱器垂直或水平固定在建築物上，亦可將真空管太陽能集 熱器固定在建築物上。水箱壁內的多個孔，與其兩端的環形孔、雙環形孔或多 環形孔構成太陽能輔助電加熱液體循環通路。自來水源、水箱、熱水管構成熱 水使用通路。在系統中，水箱是承壓的，其工作方式為頂水式，加熱循環是非 承壓的，其工作方式可為自然循環或強迫循環。本發明的有益效果是，由於水箱壁上的孔是循環液的必經之路，使水箱壁 成了一個熱交換器，這樣既節約了原材料，又提高了傳熱效率。本發明採用凸起或凹陷殼狀透光板，在建築立面和平屋頂安裝時，太陽直
接輻射的日總量極大，這就為集熱器高效集熱鋪平了道路。本發明的循環系統內充滿了抗凍循環液，在高寒地區工作不會凍壞集熱器。 本發明系承壓雙循環工作制式，加熱循環液系抗凍劑，循環系統內可永不結垢。本發明有足夠大的熱交換面積，因而熱阻和熱交換溫度差小，熱交換面上 不易結垢，可永遠保持較高的熱交換效率。本發明的電加熱器與加熱循環液是相互絕緣的，既使電加熱器損壞，使加 熱循環液帶電，由於加熱循環液與水箱中的水亦是相互絕緣的，仍能保證不發 生用戶觸電事故，因而安全可靠。本發明的進/供水系統處於承壓工作狀態，不但可以省去水位自動控制系 統，而且還有操作簡單，噴淋壓力高的優點。本發明的加熱循環是非承壓的，系統開放於大氣，不會因過度加熱而爆箱。本發明採用多水箱結構，可根據洗浴人數的多少來設定工作水箱的個數， 以達到節約用電的目的。本發明採用多水箱結構，既能使其外觀靚麗，又能節約室內空間。本發明承壓、抗凍、高效、低成本、雙循環，適合溫帶、寒帶及高寒地區 使用，是直插式真空集熱管太陽熱水器的更新換代產品，有廣闊的市場前景。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 圖1是一種分體式太陽熱水器的剖面示意圖。圖2是圖1沿A — A線的剖面示意圖。 圖3是水箱過兩個電加熱器軸平面的剖面示意圖。 圖4是圖3水箱端蓋沿B—B線的剖面示意圖。 圖5是圖3水箱端蓋沿C一C線的剖面示意圖。
圖6是又一種分體式太陽熱水器的剖面示意圖。
圖7是圖6沿D—D線的剖面示意圖。
圖8是端蓋的剖面示意圖。
圖9是又一個端蓋的剖面示意圖。
圖10是又一種分體式太陽熱水器的剖面示意圖。
圖11是圖IO沿E-E線的剖面示意圖。
圖12是又一種分體式太陽熱水器的剖面示意圖。
圖13是圖12沿F—F線的剖面示意圖。
圖14是又一種分體式太陽熱水器的剖面示意圖。
圖中1.外殼，2.保溫材料，3.水箱端蓋，4.下環形孔，5.水箱壁，6.環形 孔交匯處，7.上水箱壁，8.上環形孔，9.出熱水管，IO.膨脹液孔，ll.循環液 加入管，12.循環液加入管蓋，13.上環形孔，14.水箱端蓋，15.水箱壁內的孔， 16.環形孔交匯處，17.水箱壁內的孔，18.下環形孔，19.管，20.管，21.下水箱 壁，22.排汙管，23.進冷水管，24.出熱水管口， 25.孔，26.管，27.尾託盒，28. 真空集熱管，29.保溫集管，30.管，31.水箱壁內的孔，32.電加熱器安裝孔， 33.電加熱器，34.電加熱器安裝孔，35.電加熱器，36.螺母，37.螺母，38.電 加熱器安裝孔，39.電加熱器安裝孔，40.電加熱器安裝孔，4L進冷水管，42. 電加熱器安裝 L， 43.管，44.電加熱器安裝 L， 45.管，46.出熱水管，47.水 箱端蓋，48.環形孔，49.膨脹液孔，50.環形孔，51.水箱端蓋，52.電加熱器， 53.電加熱器，54.電加熱器，55.管，56.管，57.泵，58.管，59.保溫集管， 60.真空集熱管，61.尾託盒，62.支架，63.管，64.水箱，65.管，66.水箱壁內 的孔，67.水箱端蓋上的電加熱器安裝孔，68.水箱端蓋上的電加熱器安裝孔，69. 水箱端蓋上的電加熱器安裝孔，70.下水箱，71.對流連接管，72.上水箱，73. 出熱水管，74.循環管，75.電加熱器，76.對流連接管，77.電加熱器，78.鎂棒，79.排汙管，80.排汙閥，81.進冷水管，82.管，83.自來水管，84.熱水水龍頭， 85.冷水水龍頭，86.集管，87.保溫層，88.集熱板，89.集熱器外殼，90.集 管，91.單層凸起或凹陷殼狀透光板，92.管，93.管，94.管，95.管，96.閥，97. 閥，98.淋浴器，99.水箱端蓋，IOO.進冷水管，IOI.出熱水管，102.環形孔，103. 水箱，104.水箱壁內的孔，105.水箱接頭，106.水箱端蓋，107.環形孔，108. 管，109.管，110.集管，lll.集熱芯孔，112.集管，113.雙層凸起或凹陷殼狀透光 板，114.管，115.管，116.水箱，117.出熱水管，118.進冷水管，119.管，120.管。 121.集管，122.集熱芯孔，123.集管，124.雙層鋸齒狀透光板，125.透光板採光齒 面。
具體實施例方式
圖l、圖2、圖3、圖4、圖5共同描述了一種分體式太陽熱水器承壓水 箱依靠保溫材料(2)固定在外殼(1)當中。水箱與其端頭(3)、 (14)固定在 一起後形成環形孔(4)、 (8)、 (13)、 (18)，環形孔與水箱壁內的孔(15)、 (17)、 (31)相互連通，水箱壁內的孔的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形、 不規則形。環形孔與水箱壁內的膨脹液孔(10)相互連通，環形孔還與水箱壁 內的電加熱器安裝孔(32)、 (34)相互連通。出熱水管(9)穿過孔(25)固定 在下水箱壁(21)上。上下水箱通過孔(25)相互連通。循環液加入管(11) 與環形孔(13)相連通，循環液加入管上端有蓋(12)。環形孔(4)通過環形 孔交匯處(6)與環形孔(8)相連通。環形孔(13)通過環形孔交匯處(16) 與環形孔(18)相連通。水箱端蓋(14)上開有電加熱器安裝孔(38)、 (39)， 螺母(36)、 (37)分別鑲嵌或預埋在孔(38)、 (39)內。環形孔(18)通過管 (19)、 (20)與保溫集管(29)內腔的上部相連通，保溫集管內腔的下部通過 管(30)、 (26)與環形孔(4)相連通。排汙管(22)與下水箱的最下部相連通。 進冷水管(23)與下水箱的下部相連通。出熱水口 (24)通過出熱水管(9)與
上水箱的上部相連通。真空集熱管(28)的尾部固定在尾託盒(27)內。真空 集熱管的頭部密封固定在保溫集管(29)內。實用時，通過循環液加入管(11) 向系統內加入循環液，將水箱的進、出水系統接通後充滿水，有光照時，保溫 集管(29)內被加熱的液體，經管(20)、管(19)、環形孔(18)、環形孔交匯 處(16)、環形孔(13)、水箱壁內的孔(31)、環形孔(8)、環形孔交匯處(6)、 環形孔(4)、管(26)、管(30)到保溫集管(29)內腔的下部完成加熱循環， 當熱循環液經過水箱壁內的多個孔時，通過水箱壁與水箱內的水發生熱交換使 水溫升高。當熱水量不夠用時，接通電源，電加熱器將其安裝孔(32)、 (34) 中的循環液加熱，熱循環液經環形孔(18)、環形孔交匯處(16)、環形孔(13)、 水箱壁內的孔(31)、環形孔(8)、環形孔交匯處(6)、環形孔(4)進入電加 熱器安裝孔(32)、 (34)完成加熱循環。當熱循環液通過水箱壁內所有的孔時， 通過水箱壁，將熱量傳給水箱中的水。當用熱水量少時，可以僅開啟電加熱器 (33)的電源，這樣，僅上水箱(7)中的水被加熱。圖中省略了水溫控制及顯 示系統。
圖6、圖7、圖8、圖9共同描述了一種分體式太陽熱水器環形孔(48) 通過電加熱器安裝孔(40)、 (42)、 (44)、循環液膨脹孔(49)與環形孔(50) 相連通。環形孔(48)還通過水箱壁上的多個孔(66)與環形孔(50)相連通。 水箱由上、中、下三個分水箱組成，進冷水管(41)與下水箱的下部相連通， 下水箱的上部通過管(43)與中水箱的下部相連通。中水箱的上部通過管(45) 與上水箱的下部相連通。出熱水管(46)與上水箱的上部相連通。電加熱器(52)、
(53)、 (54)安裝固定在水箱端蓋(51)上。環形孔(50)通過管(55)、 (56)、 泵(57)、管(58)與保溫集管(59)的內腔相連通。環形孔(48)通過管(65)、
(63)與保溫集管(59)的內腔相連通。端蓋(51)上開有電加熱器安裝孔(67)、
(68)、 (69)。圖10、圖11共同描述了一種分體式太陽熱水器出熱水管(73)、循環管 (74)、進冷水管(81)、排汙管(79)安裝固定在下水箱(70)的壁上，上水 箱(72)與下水箱(70)之間通過對流連接管(71)、 (76)等相互連通。電加 熱器(75)安裝固定在上水箱的壁上。電加熱器(77)、鎂棒(78)固定在下水 箱的壁上。排汙閥(80)與排汙管(79)相連通。進冷水管(81)通過管(82) 與集管(90)相連通。管(82)通過管(95)、閥(97)與淋浴器(98)相連通。 管(82)還與自來水管(83)、冷水水龍頭(85)相連通。循環管(74)通過管 (92)與集管(86)相連通。出熱水管(73)通過管(94)、閥(96)與淋浴器 相連通。出熱水管(73)通過管(93)與熱水水龍頭(84)相連通。集熱板(88) 與集管(86)、 (90)固定在一起後構成集熱芯。集熱板內的孔與其集管孔相互 連通。集熱板與其集管的壁可為金屬材料、高分子材料、高分子增強材料或金 屬-高分子複合材料製成。集熱板孔的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、多邊 形及不規則形。集熱芯固定在保溫層(87)上。保溫層(87)固定在集熱器外 殼(89)之內。單層凸起或凹陷殼狀透光板(91)亦固定在集熱器外殼上，透 光板(91)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成。凸起或凹陷殼面是由一 段或一條曲線旋轉而成，凸起或凹陷殼面的平面布局可為行交錯相交排列、行 交錯相切排列、行交錯相離排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列、行 不交錯相離排列。 一個平面上的凸起或凹陷殼面可大小形狀相同，亦可大小形 狀不同。 一個平面上的凸起或凹陷殼面與其周圍凸起或凹陷殼面的位置關係可 為相交、相切或相離。集熱器可固定在垂直或水平牆面上使用。
圖11、圖12共同描述了一種分體式太陽熱水器水箱(103)及其端蓋(99)、 (106)可用高分子材料、增強高分子材料、金屬-塑料複合材料製成，可採用 擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋與水箱體採用熱熔連接、螺旋連接、膠接或 螺旋+膠接的方式連接在一起後，水箱端蓋上的環形槽就形成環形孔(102)、
(107)，環形孔與水箱壁內的孔(104)相互連通，孔(104)的橫斷面可為圓 形、橢圓形、多邊形、不規則形。環形孔(102)通過管(115)、 (114)、集管
(110)、集熱芯孔(111)、集管(112)、管(109)、管(108)、環形孔(107)、 水箱壁內的孔(104)組成一條循環通路。雙層凸起或凹陷殼狀透光板(113) 可用有機材料做成，亦可用無機材料做成。凸起或凹陷殼面是由一段或一條曲 線旋轉而成，凸起或凹陷殼面在水平面上的布局可為行交錯相交排列、行交錯 相切排列、行交錯相離排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列、行不交 錯相離排列。 一個平面上的凸起或凹陷殼面可大小形狀相同、亦可大小形狀不 同。 一個平面上的凸起或凹陷殼面與其周圍凸起或凹陷殼面的位置關係可為相 交、相切或相離。凸起或凹陷殼內的中空腔可相互連通，亦可相互獨立，腔內 可充滿氣體，亦可抽成真空，透光板固定在集熱器外殼上。集熱器可固定在垂 直或水平牆面上使用。
圖14描述了一種分體式太陽熱水器管(120) —端與水箱(116)的上部 相連通，另一端通過集管(121)、集熱芯孔(122)、集管(123)、管(119)與 水箱的下部相連通。進冷水管(118)與水箱下部相連通。出熱水管(117)與 水箱上部相連通。雙層鋸齒狀透光板(124)固定在集熱器的上口面。透光板的 採光齒面(125)可為一平面，亦可為一曲面。兩齒面之間可以有氣體存在，亦 可以是真空狀態。集熱器亦可採用單層鋸齒狀透光板。集熱器可固定在垂直或 水平牆面上使用。
權利要求
1.一種分體式太陽熱水器，由保溫水箱、太陽能集熱器及輔助電加熱器組成，其特徵是a.集熱器採用齒狀、凸起或凹陷殼狀透光板，將集熱器垂直或水平固定在建築物上，或將真空管太陽能集熱器固定在建築物上。b.水箱壁內的多個孔，與其兩端的環形孔、雙環形孔或多環形孔，構成太陽能加熱和輔助電加熱液體循環通路。自來水源、水箱、熱水管構成熱水使用通路。
2. 根據權利要求1所述的分體式太陽熱水器，其特徵是水箱依靠保溫材料(2)固定在外殼(1)當中。水箱與其端頭(3)、 (14) 固定在一起後形成環形孔(4)、 (8)、 (13)、 (18)，環形孔與水箱壁內的孔(15)、 (17)、 (31)相互連通，水箱壁內的孔的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、 多邊形、不規則形。環形孔與水箱壁內的膨脹液孔(10)相互連通，環形孔還 與水箱壁內的電加熱器安裝孔(32)、 (34)相互連通。出熱水管(9)穿過孔(25) 固定在下水箱壁(21)上。上下水箱通過孔(25)相互連通。循環液加入管(11) 與環形孔(13)相連通，循環液加入管上端有蓋(12)。環形孔(4)通過環形 孔交匯處(6)與環形孔(8)相連通。環形孔(13)通過環形孔交匯處(16) 與環形孔(18)相連通。水箱端蓋(14)上開有電加熱器安裝孔(38)、 (39)， 螺母(36)、 (37)分別鑲嵌或預埋在孔(38)、 (39)內。環形孔(18)通過管 (19)、 (20)與保溫集管(29)內腔的上部相連通，保溫集管內腔的下部通過 管(30)、 (26)與環形孔(4)相連通。排汙管(22)與下水箱的最下部相連通。 進冷水管(23)與下水箱的下部相連通。出熱水口 (24)通過出熱水管(9)與上水箱的上部相連通。真空集熱管(28)的尾部固定在尾託盒(27)內。真空 集熱管的頭部密封固定在保溫集管(29)內。
3. 根據權利要求1所述的分體式太陽熱水器，其特徵是環形孔(48)通過電加熱器安裝孔(40)、 (42)、 (44)、循環液膨脹孔(49) 與環形孔(50)相連通。環形孔(48)還通過水箱壁上的多個孔(66)與環形 孔(50)相連通。水箱由上、中、下三個分水箱組成，進冷水管(41)與下水 箱的下部相連通，下水箱的上部通過管(43)與中水箱的下部相連通。中水箱 的上部通過管(45)與上水箱的下部相連通。出熱水管(46)與上水箱的上部 相連通。電加熱器(52)、 (53)、 (54)安裝固定在水箱端蓋(51)上。環形孔(50) 通過管(55)、 (56)、泵(57)、管(58)與保溫集管(59)的內腔相連 通。環形孔(48)通過管(65)、 (63)與保溫集管(59)的內腔相連通。端蓋(51) 上開有電加熱器安裝孔(67)、 (68)、 (69)。
4. 根據權利要求1所述的分體式太陽熱水器，其特徵是出熱水管(73)、循環管(74)、進冷水管(81)、排汙管(79)安裝固定在 下水箱(70)的壁上，上水箱(72)與下水箱(70)之間通過對流連接管(71)、 (76)相互連通。電加熱器(75)安裝固定在上水箱的壁上。電加熱器(77)、 鎂棒(78)固定在下水箱的壁上。排汙閥(80)與排汙管(79)相連通。進冷 水管(81)通過管(82)與集管(90)相連通。管(82)通過管(95)、閥(97) 與淋浴器(98)相連通。管(82)還與自來水管(83)、冷水水龍頭(85)相連 通。循環管(74)通過管(92)與集管(86)相連通。出熱水管(73)通過管 (94)、閥(96)與淋浴器相連通。出熱水管(73)通過管(93)與熱水水龍頭 (84)相連通。集熱板(88)與集管(86)、 (90)固定在一起後構成集熱芯。集熱板內的孔與其集管孔相互連通。集熱板與其集管的壁可為金屬材料、高分 子材料、高分子增強材料或金屬-高分子複合材料製成。集熱板孔的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形及不規則形。集熱芯固定在保溫層(87)上。 保溫層(87)固定在集熱器外殼(89)之內。單層凸起或凹陷殼狀透光板(91) 亦固定在集熱器外殼上，透光板(91)可用有機材料做成，亦可用無機材料做 成。凸起或凹陷殼面是由一段或一條曲線旋轉而成，凸起或凹陷殼面的平面布 局可為行交錯相交排列、行交錯相切排列、行交錯相離排列、行不交錯相交排 列、行不交錯相切排列、行不交錯相離排列。 一個平面上的凸起或凹陷殼面可 大小形狀相同、亦可大小形狀不同。 一個平面上的凸起或凹陷殼面與其周圍凸 起或凹陷殼面的位置關係可為相交、相切或相離。集熱器可固定在垂直或水平 牆面上使用。
5.根據權利要求1所述的分體式太陽熱水器，其特徵是水箱(103)及其端蓋(99)、 (106)可用高分子材料、增強高分子材料、 金屬-塑料複合材料製成，可釆用擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋與水箱體採 用熱熔連接、螺旋連接、膠接或螺旋+膠接的方式連接在一起後，水箱端蓋上 的環形槽就形成環形孔(102)、 (107)，環形孔與水箱壁內的孔(104)相互連 通，孔(104)的橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形、不規則形。環形孔(102) 通過管(115)、 (114)、集管(110)、集熱芯孔(111)、集管(112)、管(109)、 管(108)、環形孔(107)、水箱壁內的孔(104)組成一條循環通路。雙層凸起 或凹陷殼狀透光板(113)可用有機材料做成，亦可用無機材料做成。凸起或凹 陷殼面是由一段或一條曲線旋轉而成，凸起或凹陷殼面在水平面上的布局可為 行交錯相交排列、行交錯相切排列、行交錯相離排列、行不交錯相交排列、行不交錯相切排列、行不交錯相離排列。 一個平面上的凸起或凹陷殼面可大小形 狀相同，亦可大小形狀不同。 一個平面上的凸起或凹陷殼面與其周圍凸起或凹 陷殼面的位置關係可為相交、相切或相離。凸起或凹陷殼內的中空腔可相互連 通，亦可相互獨立，腔內可充滿氣體，亦可抽成真空，透光板固定在集熱器外 殼上。集熱器可固定在垂直或水平牆面上使用。 6.根據權利要求1所述的分體式太陽熱水器，其特徵是管(120) —端與水箱(116)的上部相連通，另一端通過集管(121)、集熱芯 孔(122)、集管(123)、管(119)與水箱的下部相連通。進冷水管(118) 與水箱下部相連通。出熱水管(117)與水箱上部相連通。雙層鋸齒狀透光板(124) 固定在集熱器的上口面。透光板的向陽齒面(125)為一平面，或為一曲面。兩 齒面之間可以有氣體存在，亦可以是真空狀態。集熱器亦可採用單層鋸齒狀透 光板。集熱器可固定在垂直或水平牆面上使用。
全文摘要
分體式太陽熱水器，由保溫水箱、太陽能集熱器及輔助電加熱器組成。本發明採用凸起(或凹陷)殼狀透光板，在垂直或水平放置時，有極高的光透過率，集熱效率很高。本發明的循環系統內充滿抗凍循環液，在高寒地區工作不會凍壞集熱器。本發明熱交換面積大，熱阻和熱交換溫度差小，熱交換效率高。本發明的加熱循環液與電加熱器是相互絕緣的，與水箱中的水亦是相互絕緣的，既使電加熱器損壞，仍能保證不發生觸電事故。本發明的進/供水系統處於承壓雙循環工作狀態，可以省去水位自動控制系統，而且操作簡單，噴淋壓力高，循環系統內可永不結垢。本發明採用多水箱結構，不僅外觀靚麗、節約空間，而且可根據洗浴人數的多少設定工作水箱的個數，達到節電的目的。
文檔編號F24J2/00GK101149187SQ20061010707
公開日2008年3月26日 申請日期2006年9月20日 優先權日2006年9月20日
發明者侯國山, 侯穎賢, 平 王 申請人:侯國山