專(zhuān)利名稱(chēng)：：密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及真空管太陽(yáng)能熱水器的密排、上;^文水管防凍、真空管內(nèi)自然循環(huán)導(dǎo)流和減少太陽(yáng)能熱水器水箱排汽損失等相關(guān)裝置和系統(tǒng)。技術(shù)背景我國(guó)現(xiàn)在公開(kāi)的真空玻璃管太陽(yáng)能熱水器的發(fā)明、實(shí)用新型和外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利，都沒(méi)有在真空管密排、上放水管防凍、改善冷熱水循環(huán)及減少排汽損失方面有根本性的突破，現(xiàn)在最先進(jìn)的密排技術(shù)有雙層布置、管座外插管和管口縮徑。雙層布置由于互相遮擋陽(yáng)光，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，雖上市但沒(méi)有銷(xiāo)路，管座外插管因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，正處在推廣期?？s口變徑管由于要求真空玻璃管生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，其框架受力改變而需要重新設(shè)計(jì)和特別制造，因此仍未面世。北方地區(qū)太陽(yáng)能上放水管凍堵、凍裂是冬季真空管太陽(yáng)能熱水器推廣使用的重大障礙。北方冬季冰凍期長(zhǎng)，陽(yáng)光充足，家用太陽(yáng)能熱水器雖然水溫很高，但因上放水管凍堵而不能使用，更有甚者，上放水管凍裂給用戶帶來(lái)了很大的麻煩，大大影響了太陽(yáng)能熱水器在北方的年^f吏用時(shí)間和銷(xiāo)售量。而目前解決上放水管凍堵的方法是加伴熱帶，其價(jià)格及安裝費(fèi)用高且消耗電能，增加了用戶的使用成本。本專(zhuān)利發(fā)明的真空管內(nèi)冷熱水導(dǎo)流器，其作用是加大了循環(huán)動(dòng)力，增加了換熱溫差，改變了管內(nèi)水的自然循環(huán)方式，顯著提高了真空管的吸熱效率。綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外真空管太陽(yáng)能熱水器在密排、上放水管防凍、強(qiáng)化管內(nèi)水循環(huán)、減少水箱排汽的熱和汽水損失仍沒(méi)有簡(jiǎn)單實(shí)用、有效的解決辦法，影響了真空管太陽(yáng)能熱水器的年使用時(shí)間和銷(xiāo)售量。本專(zhuān)利所發(fā)明的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器從根本上簡(jiǎn)單有效的解決了真空管密排、上放水管凍堵、強(qiáng)化真空管內(nèi)水循環(huán)、減少水箱排汽熱損失等問(wèn)題。且本發(fā)明專(zhuān)利真空管太陽(yáng)能熱水器的生產(chǎn)對(duì)制造廠家的生產(chǎn)工藝和設(shè)備無(wú)任何改造要求，皆可以在現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水器制造廠家完成，減少了社會(huì)投入，開(kāi)拓了太陽(yáng)能熱水器的利用區(qū)域，延長(zhǎng)了年使用時(shí)間，最大限度地提高了現(xiàn)有真空管太陽(yáng)能熱水器的集熱效率，是一項(xiàng)推動(dòng)真空管太陽(yáng)能熱水器走向輝煌的發(fā)明。市場(chǎng)調(diào)研情況表明該發(fā)明將擁有巨大的市場(chǎng)需求和產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種方便、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)的真空管太陽(yáng)能熱水器。密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其結(jié)構(gòu)和原理如下U)密封圈和防塵圈改變現(xiàn)有真空管太陽(yáng)能熱水器的密封圈和防塵圈單體結(jié)構(gòu)為連體結(jié)構(gòu)，使管孔間距達(dá)到想要的密排要求。(2)縮小現(xiàn)有太陽(yáng)能熱水器水箱管孔間距，在不影響其強(qiáng)度的前提下可縮小到10mm之內(nèi)，甚至達(dá)到5mm。(3)改變了電磁閥在上放水管道上的安裝位置，將電磁閥由戶內(nèi)移到水箱上放水管根部，并將其與水箱連體保溫，選用了二位三通電萬(wàn)茲閥，并要求電》茲閥的向空側(cè)為單向通流。(4)手動(dòng)上放水閥選擇了二位三通閥，且與自來(lái)水管連接側(cè)選4奪了單向通流，洗浴時(shí)可調(diào)整冷熱水比例。(5)雖然增加了電磁閥，手動(dòng)閥的通向，但其操作面板控制原理簡(jiǎn)單，仍保持"開(kāi)"、"關(guān)"兩個(gè)按鈕，配合手動(dòng)閥的兩個(gè)選向和調(diào)溫就可以完成上放水、排空和洗浴功能，操作筒單。(6)冷熱水導(dǎo)流器強(qiáng)化了真空管內(nèi)水的自然循環(huán)，加大了傳熱溫差，提高了真空管的吸熱效率。(7)水箱U型管上排汽裝置，既大大減少了傳統(tǒng)向上排汽的散熱損失，又解決了向下排汽北方地區(qū)冬季排汽管的凍堵問(wèn)題，并且該種排汽裝置還具有減少水份蒸發(fā)的功能，對(duì)減輕真空管太陽(yáng)能熱水器的濃縮結(jié)垢，具有一定的效果。上述七點(diǎn)的綜合表現(xiàn)為密排后，提高了現(xiàn)有真空管太陽(yáng)能熱水器單位面積的集熱效率，節(jié)省了安裝空間，為高層建筑住戶提供了更多安裝真空管太陽(yáng)能熱水器的機(jī)會(huì)。降低了真空管太陽(yáng)能熱水器單位集熱量的制造成本，使該種太陽(yáng)能熱水器價(jià)格上更具有竟?fàn)幜ΑＳ捎诒景l(fā)明從根本上解決了北方冬季太陽(yáng)能熱水器上放水管的防凍問(wèn)題，解決了洗浴時(shí)的放7jc損失問(wèn)題，給現(xiàn)在越來(lái)越多的高層住戶提供了更經(jīng)濟(jì)的選擇。總之，本發(fā)明是一項(xiàng)降低生產(chǎn)成本，解決現(xiàn)有真空管太陽(yáng)能熱水器存在的問(wèn)題，包括提高真空管太陽(yáng)能熱水器單位面積集熱效率、節(jié)省安裝空間、防止上;^文水管凍堵、減少放水及排汽損失、提高真空管內(nèi)水的循環(huán)動(dòng)力、加大傳熱溫差、提高真空管吸熱量、減輕真空管太陽(yáng)能熱水器水系統(tǒng)結(jié)垢的重大發(fā)明。圖1:將傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器真空管密封圈和防塵圈由單體變成連體，縮小了相鄰兩圏的間距，從而解決了真空管的密排密封問(wèn)題。其中1、密封或防塵內(nèi)孔；2、密封連體墊；3、水箱。圖2:該圖為上放水及防凍系統(tǒng)圖，通過(guò)一只兩位三通電》茲閥(其中通空氣側(cè)為單向)、一只兩位三通手動(dòng)閥的配合調(diào)整(其中通自來(lái)水管側(cè)為單向)完成了真空管太陽(yáng)能熱水器上放水、洗浴和防凍功能，并減少洗浴前的放水損失。其中1、水箱；2、二位三通電i茲閥；3、二位三通手動(dòng)閥；4、花灑。圖3:該圖為U型管排汽裝置，其由較粗的排汽段和較細(xì)的U型進(jìn)汽冷卻段組成。其中1、排汽直管；2、進(jìn)汽冷卻U型管；3、水箱。圖4:該圖為真空管導(dǎo)流器。其中1、導(dǎo)流半圓管；2、錐度卡緊段；3、上下水隔板；4、下支撐段；5、循環(huán)平衡槽。圖5:該圖為真空管安裝夾。其中1、上把手；2、卡鉗軟質(zhì)虎口；3、下套把手。具體實(shí)施例方式將真空管太陽(yáng)能熱水器的水箱管孔間距按要求縮小到想要的尺寸，通過(guò)連體密封圈和防塵圏完成真空管的密封與防塵；將冷熱水導(dǎo)流器插入真空管內(nèi)并保持半圓導(dǎo)管側(cè)向上，實(shí)現(xiàn)了熱水的向上導(dǎo)流，從而改善管內(nèi)水的自然循環(huán)；通過(guò)二位三通電f茲閥和二位三通手動(dòng)閥的配合調(diào)整，實(shí)現(xiàn)熱水器的上水、洗浴、上放水管的排空防凍功能；通過(guò)水箱上的u型管排汽裝置中的u型密封凝結(jié)水實(shí)現(xiàn)間歇式向空排汽，從而減少熱量和水的散發(fā)損失；真空管安裝時(shí)，由于管間距小，可采用本專(zhuān)利所發(fā)明的專(zhuān)用安裝夾夾緊真空管向上推入水箱管孔。權(quán)利要求1、密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其主要構(gòu)成包括連體密封圈、防塵圈、真空管內(nèi)冷熱水導(dǎo)流器、上放水管防凍二位三通電磁閥和手動(dòng)閥組合系統(tǒng)及U型管上排汽裝置。其特征在于通過(guò)連體密封圈、防塵圈減小了太陽(yáng)能熱水器真空管的管間距，從而實(shí)現(xiàn)了真空管的密排布置，提高了真空管太陽(yáng)能熱水器的集熱效率。通過(guò)真空管內(nèi)冷熱水導(dǎo)流器，使管內(nèi)上升水和下降水分道流動(dòng)，增加了循環(huán)動(dòng)力，加大了換熱溫差，從而提高了真空管的吸熱效率。通過(guò)二位三通電磁閥和二位三通手動(dòng)閥的組合實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能熱水器的手動(dòng)和自動(dòng)上、放水、排空防凍和洗浴功能，解決了北方冬季太陽(yáng)能上放水管的防凍問(wèn)題。通過(guò)U型管排汽裝置，減少了水箱的排空熱損失和汽水損失，并具有減輕太陽(yáng)能熱水器內(nèi)部結(jié)垢的功效。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其特征在于減小水箱相鄰管孔中心距離實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能真空管的密排，實(shí)現(xiàn)手段是通過(guò)改變其密封圈和防塵圈的結(jié)構(gòu)和形狀，適用于各類(lèi)管徑的太陽(yáng)能熱水器，并且不需要改造太陽(yáng)能熱水器的制作設(shè)備。密封圈和防塵圈的材3阡與現(xiàn)有密封圈、防塵圈相同。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其特征在于密排真空管太陽(yáng)能熱水器的排空防凍功能由上置二位三通電磁閥和下置二位三通閥配合實(shí)現(xiàn)。電磁閥安裝位置緊靠水箱上放水管根部，并與箱體連體保溫。三通閥安裝在浴室內(nèi)，依靠控制板上的設(shè)置實(shí)現(xiàn)其各種應(yīng)用功能所述的電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，其一側(cè)通向大氣，該側(cè)為單向閥，即允許大氣進(jìn)入以利放凈上方丈水管道內(nèi)存水，而不許系統(tǒng)內(nèi)水外流。其處在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，水箱與上放水管連通。所述的下二位三通閥為手動(dòng)閥，設(shè)計(jì)有三個(gè)位置，一個(gè)位置是上放水側(cè)與自來(lái)水管連通，另一個(gè)位置是上放水管與洗浴側(cè)(花灑)連通，最后一個(gè)為洗浴調(diào)整位，連通冷、熱水和花灑用來(lái)調(diào)整洗浴水溫。上放水及排空功能與上下閥位置表:<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>其中1-3二位三通電磁閥在操作盤(pán)上設(shè)計(jì)為一個(gè)按鈕開(kāi)"，4-5在操作盤(pán)上設(shè)計(jì)為另一個(gè)按鈕"關(guān)"。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其特征在于真空管內(nèi)冷熱水導(dǎo)流器通過(guò)導(dǎo)流半圓管將向陽(yáng)側(cè)熱水直接導(dǎo)入水箱的上部水域，而水箱下部溫度較低的水則被導(dǎo)入真空管非向陽(yáng)側(cè)，使管內(nèi)上升水和下降水的循環(huán)各行其道，增加了管內(nèi)上升水與下降水的溫差，提高了循環(huán)動(dòng)力，加大了向陽(yáng)側(cè)水與管壁的換熱溫差，從而提高了真空管的吸熱效率。另外，半圓管導(dǎo)流器中間隔離板可根據(jù)需要做成中空加厚的形式，這樣可以減少真空管的存水量，使真空管內(nèi)水的溫升加大、熱循環(huán)加快，從而提高真空管太陽(yáng)能熱水器的熱效率和熱水利用率。在半圓管平面?zhèn)仍O(shè)有循環(huán)平衡槽，解決了當(dāng)水箱水位低于半圓管頂端時(shí)，真空管中水的自然循環(huán)問(wèn)題。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其特征在于為減少熱能和汽水損失，在熱水器水箱上部安裝有所發(fā)明的U型管排汽裝置，該裝置為U型變徑排汽管，分為出口直段和U型管段，出口直段直徑比U型段大1/3或以上，長(zhǎng)度是U型段的1/2或以上。其工作原理由于水箱底部水溫較上部低，當(dāng)上部排汽流經(jīng)U型管底部時(shí)，其蒸汽被冷卻成水，并逐步累積形成U型水封，防止水箱上部熱量不斷溢出，當(dāng)水箱內(nèi)壓力超出U型管內(nèi)水柱高度時(shí)，U型管內(nèi)凝結(jié)水被迫上移到出口直段，由于出口直段整體容積比u型段大，所以凝結(jié)水并不溢出水箱，只讓空氣逸出泄壓。U型管水柱密封壓力只有200-300mm水柱，其對(duì)水箱的承壓不會(huì)造成任何影響。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的密排自導(dǎo)流間歇排汽和上放水管防凍太陽(yáng)能熱水器，其特征在于密排型太陽(yáng)能熱水器由于管間距小，傳統(tǒng)的安裝方式不方便，為此設(shè)計(jì)有以下三種專(zhuān)用安裝夾。安裝夾也適用普通管間距的太陽(yáng)能，安裝夾由金屬結(jié)構(gòu)和防滑軟材料組成。全文摘要本發(fā)明通過(guò)改變真空管太陽(yáng)能熱水器水箱管孔間距及密封圈、防塵圈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能熱水器真空管的密排，提高了太陽(yáng)能熱水器的集熱效率，達(dá)到了節(jié)省安裝空間，降低真空管太陽(yáng)能熱水器造價(jià)的發(fā)明設(shè)想。本發(fā)明利用所發(fā)明的新型上放水管排空系統(tǒng)解決了北方地區(qū)太陽(yáng)能熱水器上放水管凍堵及高層住宅低層住戶洗浴時(shí)的放水損失問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)所發(fā)明的真空管內(nèi)冷熱水導(dǎo)流器，實(shí)現(xiàn)了真空管內(nèi)自然循環(huán)上升水和下降水的分隔，將熱水送到水箱上部，冷水導(dǎo)入真空管下部，既增加了循環(huán)動(dòng)力，又提高了真空管內(nèi)管管壁與水的換熱溫差，從而提高了真空管的吸熱效率。本發(fā)明采用所發(fā)明的U型管上排汽技術(shù)，減少了太陽(yáng)能熱水器水箱對(duì)空排汽的散熱和汽水損失。文檔編號(hào)F24D19/08GK101285624SQ20071009055公開(kāi)日2008年10月15日申請(qǐng)日期2007年4月12日優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日發(fā)明者孫慶國(guó),孫文達(dá)申請(qǐng)人:孫慶國(guó);孫文達(dá)