專利名稱：內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬太陽(yáng)能集熱裝置，具體地說是一種真空管太陽(yáng)能熱水器。
目前市售的玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器用于正向垂直和斜置安裝時(shí)，參與流動(dòng)循環(huán)的水只是水箱內(nèi)的水，而真空管中的水是難以流動(dòng)的“死水”。真空管內(nèi)被曬熱的水與水箱內(nèi)的冷水熱交換方式是以水體熱傳導(dǎo)為主。由溫差產(chǎn)生的熱水上浮冷水下降的熱力對(duì)流理論，實(shí)際應(yīng)用中往往受水壓作用等形成冷柱阻塞，使真空管中的熱量難以高效地傳遞出來，最終表現(xiàn)為真空管的熱效率大大低于設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，長(zhǎng)期滯留于真空管內(nèi)的水使真空管壁產(chǎn)生污垢和管內(nèi)雜物沉積，也使真空管的熱效率逐漸下降。專利號(hào)為93232591.2和95207259.9的中國(guó)專利分別提出了注水管式的強(qiáng)制循環(huán)和導(dǎo)向循環(huán)的玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器，其共同特征是冷水由注水管進(jìn)入真空管，熱水從真空管剩余空間上升到水箱。注水管采用了金屬和塑料材料在箱體內(nèi)焊接的方式。這種注水管的方式出水仍是水箱內(nèi)的水，水溫依然偏低，且真空管內(nèi)還會(huì)積垢；箱內(nèi)焊點(diǎn)易銹蝕產(chǎn)生堵塞；塑料注水管在缺水時(shí)，甚至在安裝過程中很容易受熱變形或燒焦。同時(shí)上述兩項(xiàng)專利實(shí)施難度很大，尤其是難應(yīng)用于中、大型的集中供熱裝置。
本實(shí)用新型的目的是提供一種對(duì)流換熱為主，傳導(dǎo)換熱為輔的高出水溫、高熱效率的內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，可以家用，更適用于中、大型集中供熱系統(tǒng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括水枕(或稱水箱)、玻璃真空管、上水管、下水管以及閥組，水枕外有保溫層，水枕下部裝有真空管，水枕頂部有溢水管，其特征在于它還包括一根熱水引出內(nèi)管，它從水枕頂部穿過水枕直插入真空管底部；該熱水引出內(nèi)管上端引出在保溫層內(nèi)，與埋設(shè)在保溫層內(nèi)的熱水集管相連通；熱水集管連通下水管；上水管上接有上水電磁閥或水泵，下水管上接有下水電磁閥，上水管和下水管之間通過上下水循環(huán)管及三通閥連接。水枕的最高點(diǎn)設(shè)置液位計(jì)；在真空管內(nèi)裝有溫度傳感器。另外，本實(shí)用新型設(shè)有水枕連通管、上水管連通口、熱水集管連通口，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)熱水器單元的串聯(lián)組合。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在真空管內(nèi)設(shè)置了熱水引出內(nèi)管，可使真空管內(nèi)的熱水直接排除并能排盡，提高了出水溫度，減少了真空管的積垢，延長(zhǎng)了真空管的高效期。通過熱水引出內(nèi)管和閥結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)水枕和真空管內(nèi)的水對(duì)流換熱，提高了熱效率；水枕上的液位計(jì)和真空管內(nèi)的溫度傳感器分別控制上水電磁閥和下水電磁閥，實(shí)現(xiàn)溫度控制和液位控制，提高了自動(dòng)化水平；采用單元組合設(shè)計(jì)特別適用于中、大型太陽(yáng)能采熱系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)敘述本實(shí)用新型。


圖1為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1中的熱水集管和下水系統(tǒng)剖視示意圖；圖3為
圖1中沿A-A線的剖視示意圖。
如圖所示，水枕1，或稱水箱，為一圓桶形的密封體，最里層為水枕內(nèi)膽21，外面是由聚苯乙烯泡沫板和PU單組分聚氨酯發(fā)泡材料構(gòu)成的保溫層5，保溫層5外是用反光材料制成的外殼4。水枕1下部裝有玻璃真空管2，真空管口與水枕的連接處通過硅膠密封圈17、真空管護(hù)套18、真空管孔密封圈19保證密封良好。熱水引出內(nèi)管3為一根金屬細(xì)管，從水枕頂部穿過水枕直插入真空管2底部，穿過水枕處通過硅膠密封圈22密封；其上端彎曲，彎曲端20插入熱水集管8中。熱水集管8埋設(shè)在箱體保溫層5內(nèi)，其一端通向下水管33，另一端是供多個(gè)熱水器單元連通的熱水集管連通口16。水枕1頂部設(shè)置進(jìn)水支管7、溢水管13、液位計(jì)9、液位計(jì)引線10和供多個(gè)單元連通時(shí)用的水枕連通管14等。水枕底部還設(shè)有排污管29，可按期排污。
使用時(shí)，冷水從上水管6進(jìn)入，通過進(jìn)水支管7進(jìn)入水枕1和各個(gè)真空管2內(nèi)，并經(jīng)上水管連通口15進(jìn)入其他級(jí)連的熱水器單元。圖中箭頭所指為水的流動(dòng)方向。真空管2內(nèi)被加熱的水在內(nèi)管虹吸作用下，通過熱水引出內(nèi)管3進(jìn)入熱水集管8，然后向下流入下水管33引出。在下水管33和上水管6之間通過上下水循環(huán)管25及三通閥24、27連接。接上水泵，水枕1與真空管2內(nèi)的水可以進(jìn)行封閉式對(duì)流熱交換，從而充分發(fā)揮真空管的集熱功能，提高集熱裝置的熱效率。真空管和水枕的冷熱水強(qiáng)制對(duì)流，可由時(shí)間控制器控制水泵實(shí)現(xiàn)連續(xù)或間歇進(jìn)行。此外，間歇期間金屬質(zhì)的引水內(nèi)管3作為熱的優(yōu)良導(dǎo)體，把真空管2內(nèi)的熱量傳遞到水枕1中。
水枕1中的水位由液位計(jì)9控制上水電磁閥23或水泵的上水來維持。真空管2內(nèi)設(shè)有溫度傳感器11，傳感器引線12穿出水枕外。真空管中的熱水排出由其內(nèi)的溫度傳感器11控制下水電磁閥26實(shí)現(xiàn)，即達(dá)到既定溫度的熱水及時(shí)排出。在下水管上還有一個(gè)手動(dòng)下水旁通閥28。
從水枕溢水管上引出清洗支管30，連接清洗噴頭31，噴頭噴水方向?qū)?zhǔn)真空管體，這樣在水枕溢水時(shí)對(duì)真空管2表面和水枕外殼4進(jìn)行清洗，提高真空管受光率。
為了使本裝置在傾斜安裝時(shí)仍能讓水枕內(nèi)的水全部流入真空管，設(shè)置了一端緊貼在水枕1底部，另一端伸入真空管2內(nèi)的金屬導(dǎo)水彎管32。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，包括水枕(1)、玻璃真空管(2)、上水管(6)、下水管(33)以及閥組，水枕外有保溫層(5)，水枕下部裝有真空管(2)，水枕頂部有溢水管(13)，其特征在于它還包括一根熱水引出內(nèi)管(3)，它從水枕(1)頂部穿過水枕直插入真空管(2)底部；該熱水引出內(nèi)管(3)上端引出在保溫層(5)內(nèi)，與埋設(shè)在保溫層(5)內(nèi)的熱水集管(8)相連通；熱水集管(8)連通下水管(33)；上水管(6)上接有上水電磁閥(23)或水泵，下水管(33)上接有下水電磁閥(26)，上水管和下水管之間通過上下水循環(huán)管(25)及三通閥(24、27)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，其特征是水枕(1)的最高點(diǎn)設(shè)置液位計(jì)(9)；在真空管(2)內(nèi)裝有溫度傳感器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，其特征是它還設(shè)有水枕連通管(14)、上水管連通口(15)、熱水集管連通口(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，其特征是水枕(1)底部設(shè)排污管(29)，水枕頂部的溢水管(13)上接清洗支管(30)和清洗噴頭(31)，噴頭噴水方向?qū)?zhǔn)真空管體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器，其特征是在水枕內(nèi)還設(shè)有導(dǎo)水彎管(32)，此導(dǎo)水彎管一端緊貼在水枕(1)底部，另一端伸入真空管(2)內(nèi)。
專利摘要一種內(nèi)管循環(huán)式真空管太陽(yáng)能熱水器,屬太陽(yáng)能集熱裝置,包括水枕、玻璃真空管、閥組、液位計(jì)和溫度控制裝置、單元連通管等。還具有穿過水枕插入真空管底部的金屬質(zhì)熱水引出內(nèi)管和埋藏在水枕保溫層內(nèi)的熱水集管。通過該熱水引出內(nèi)管的使用,使真空管的熱水能與水枕內(nèi)的冷水進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)換熱,顯著提高了熱效率,并能減少真空管內(nèi)的污染。同時(shí),它可多個(gè)單元組合使用 ,易于建設(shè)中、大型太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F24J2/05GK2362063SQ9921954
公開日2000年2月2日 申請(qǐng)日期1999年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者魯墨森, 陶吉寒, 辛力, 張靜, 王淑貞 申請(qǐng)人:山東省果樹研究所