專利名稱:一種新型換熱器的相變熱水器的制作方法
本實(shí)用新型屬于太陽能熱水器領(lǐng)域，并與換熱技術(shù)有關(guān)。
迄今人們所采用的平板太陽能熱水器冬季使用都以雙循環(huán)系統(tǒng)為主。它將太陽能熱水器分為集熱換熱迴路和熱水供應(yīng)迴路。在熱水器投入運(yùn)行之前，集熱換熱迴路封裝換熱工質(zhì)。對換熱工質(zhì)的要求是易得、安全、熱性能優(yōu)越和廉價。近年來人們開始選用低沸點(diǎn)工質(zhì)取代汽車防凍液、甘油溶液等液態(tài)換熱工質(zhì)。如氟里昂、戊烷、丙酮等。其熱水器運(yùn)行過程是太陽照射在集熱器上，集熱器吸熱板內(nèi)的換熱工質(zhì)吸收太陽能后升溫相變汽化。依靠自然循環(huán)力上升到置于水箱中的換熱器內(nèi)，將熱量傳遞給熱水供應(yīng)系統(tǒng)。顯然影響這種熱水器熱性能的主要因素除集熱器、工質(zhì)性能外，換熱器結(jié)構(gòu)是另一關(guān)鍵因素。目前商品化太陽能雙循環(huán)熱水系統(tǒng)的換熱器主要有螺旋盤管式、列管式、夾套式等類型。螺旋盤管式換熱器具有結(jié)構(gòu)簡單、易密封、耐壓高等優(yōu)點(diǎn)；但換熱面積小，傳熱性能差。列管式換熱器雖然有換熱面積較大、耐壓高的優(yōu)點(diǎn)，又存在工藝較復(fù)雜的不足；近年來也有采用螺紋肋片管增加換熱面積的嘗試。但都因成本較高無法推廣。夾套式換熱器材料易得，容易制造，但耐壓低，不適用于沸點(diǎn)工質(zhì)。
本實(shí)用新型針對上述問題提出了一種具有獨(dú)特設(shè)計的新型換熱器運(yùn)用于相變熱水器上，它采用制作集熱器的優(yōu)質(zhì)銅鋁復(fù)合條帶作為換熱器的散熱片，棱形內(nèi)管為銅材，外肋片為鋁材。內(nèi)管銅材的導(dǎo)熱系數(shù)，換熱面積，工質(zhì)的傳熱系數(shù)正好和鋁材的導(dǎo)熱系數(shù)，換熱面積，水的傳熱系數(shù)相匹配。散熱片采用傾斜橫向排列方式配有膨脹管組成一體，膨脹管在采用相變工質(zhì)時，可儲存一部分不凝氣體，一來不影響換熱面積，二來有利于廢氣的排放。在工作中，不但具有上述換熱器的各種優(yōu)點(diǎn)，而且還有使用工質(zhì)廣泛，工質(zhì)充裝量少，熱容小，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)可行的新穎性，尤其是對于相變工質(zhì)雙循環(huán)系統(tǒng)，傳熱設(shè)計更為合理，從而有利于太陽能熱水器全年使用的推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的太陽能熱水裝置是由集熱器(1)，水箱(2)，換熱器(3)，支架(4)等主要部件和附件組成。集熱器單體采光面積為1米2、1.5米2、2米2三種規(guī)格。集熱器中的吸熱板芯采用銅鋁復(fù)合條焊接工藝，耐壓大于8公斤／厘米2。散熱片為2排、3排、4排三種規(guī)格與集熱器匹配。水箱為長方形，尺寸大小與采光面積配套，并采取防銹處理，水箱中裝有進(jìn)水排空管(5)箱外有50毫米的保溫材料(6)，水箱上設(shè)有出氣口(7)，排污口(13)、進(jìn)水口(14)出水口(9)，箱內(nèi)底部裝有換熱器。換熱器是由集管(15)，散熱片(11)，接頭(16)，膨脹管(10)，放氣螺母(8)等部件組成。兩根集管與集熱器兩個循環(huán)管連接。換熱器內(nèi)裝有工質(zhì)(12)外部浸泡在水中。換熱器在水中安放有一定傾斜角度。水箱和集熱器安裝在一個支架上，用活接頭連接成一體，支架與地面傾角大約50度左右面向正南。
當(dāng)陽光照射在集熱器上時，吸熱板內(nèi)的工質(zhì)受熱相變汽化，熱氣體沿著上循環(huán)管進(jìn)入熱交換器集管，氣體在通過幾條散熱片棱形管道時，遇冷還原成液態(tài)工質(zhì)，把釋放出的汽化潛熱由散熱片傳遞給水，工質(zhì)液靠重力沿下循環(huán)管流回集熱器，完成一個工作循環(huán)。經(jīng)過反復(fù)循環(huán)集熱器將水箱的水加熱供洗浴使用。當(dāng)采用防凍液、甘油做工質(zhì)時，工質(zhì)靠自然循環(huán)把熱能傳給水。
本實(shí)用新型的熱水器裝置，原理清楚、換熱效果好，制造工藝簡單，并具有良好的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，為太陽能熱水器的全年使用開辟了美好的前景。
附圖1 為太陽能熱水器系統(tǒng)示意圖(本圖同時為說明書摘要附圖)1. 集熱器 2. 水箱 3. 換熱器 4. 支架附圖2為水箱換熱器結(jié)構(gòu)圖 附圖3為換熱器結(jié)構(gòu)示意圖5. 進(jìn)水排空管 6. 保溫材料 7. 出氣口8. 放氣螺母 9. 出水口 10. 膨脹管11. 散熱片 12. 工質(zhì) 13. 排污口14. 進(jìn)水口 15. 集管 16. 接頭實(shí)施例本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖1圖2圖3所示裝置采用2米2采光面積的集熱器。水箱中裝有4根銅鋁復(fù)合散熱片組成的換熱器。散熱片選用寬135毫米，長800毫米，厚0.5毫米的整體成型優(yōu)質(zhì)材料，集管選用φ20×1的紫銅管。組裝成形后，作8公斤／厘米2的壓力試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后，從排氣口灌入工質(zhì)，相變工質(zhì)充裝量為集熱器長度的80％左右，液態(tài)工質(zhì)充裝量到膨漲管的三分之一處即可。當(dāng)太陽照射一定時間，打開螺母把裝置內(nèi)的不凝氣體排出，再把循環(huán)管道保好溫便可使用。洗浴時打開冷水閥，冷水把水箱中的熱水從噴頭頂出，洗浴完畢后，關(guān)上冷水閥，進(jìn)水管路的冷水全部排空防止凍結(jié)。熱水器的傾角隨地理緯度不同而變化，一般為當(dāng)?shù)鼐暥燃?0～15°為好。本實(shí)施例適用于家用單體熱水器，也可以制作組合式集體使用的熱水裝置。
權(quán)利要求
1.一種把熱管技術(shù)運(yùn)用到電采暖器的相變式家用采暖器，由前后兩排板管式散熱片，中間的回液管將上下聯(lián)箱焊聯(lián)為一體，內(nèi)充裝相變工質(zhì)，其特征是散熱片為銅鋁復(fù)合肋片，且下聯(lián)箱外側(cè)布有電熱膜，或者下聯(lián)箱內(nèi)側(cè)布有電熱絲。
專利摘要
一種新型換熱器的相變熱水器，由集熱器，水箱，換熱器，支架，及附件組成。換熱器由銅鋁復(fù)合的散熱條傾斜橫向排列布置，并配有工質(zhì)膨脹管，在換熱器內(nèi)充裝相變工質(zhì)，當(dāng)集熱器受熱后，通過工質(zhì)將熱量傳到換熱器內(nèi)在將水加熱。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，通用性強(qiáng)，熱容小，熱效高，使用期長，是一種適用于家庭和小集體全年洗浴的新型熱水器。
文檔編號F24J2/04GK87205530SQ87205530
公開日1988年11月16日 申請日期1987年12月1日
發(fā)明者許新中, 霍志臣, 雷寶良, 張 林 申請人:北京市太陽能研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan