專利名稱：太陽能陽臺熱水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能轉換設備，尤其是涉及一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能建筑系統(tǒng)是綠色能源和新建筑理念的兩大革命的交匯點，太陽能陽臺是太 陽能與建筑有效結合的一種最直接的模式，在這種模式中，集熱器、貯熱水箱等設備可利用 陽臺空間集中統(tǒng)籌布置，較適于建筑中局部熱水系統(tǒng)的管理和維護，易于在各種住宅建筑 中推廣。專利名稱為“太陽能陽臺熱水器”(申請?zhí)枮?42073223)是最先比較完整地提 出了太陽能陽臺熱水器概念的專利，它所采用的是被動循環(huán)方式，經濟性較好，但由于構思 較早，先進的真空集熱技術沒能融入其中，使熱水器的熱效率難以達到人們到所期望的應 用水準。專利名稱為“基于光熱以及光伏綜合利用的太陽能建筑一體化陽臺”(申請?zhí)枮?200540043014)采用真空集熱器采集熱量，熱交換則是通過太陽能電池板驅動水泵進行遠 距離換熱，構思新穎，但還是存在兩個方面的問題1、系統(tǒng)采用太陽能電池的主動循環(huán)方 式，成本較高；2、主動循環(huán)方式的結構過于復雜，使得運行的穩(wěn)定性難于得到保障。專利名 稱為“太陽能陽臺欄桿”(申請?zhí)枮?008100871M)有機地將太陽能集熱器與陽臺護欄結合 在一起，符合現代建筑設計要求，但所采用的集熱器技術依然引用了當前技術中的全玻璃 真空管集熱器以及平板集熱器，因此存在以下不足1、對于內插U形管的全玻璃真空集熱 器，由于結構方面的限制，用全玻璃真空集熱器組成分體式太陽能熱應用系統(tǒng)時，普遍要采 用強制循環(huán)系統(tǒng)(分體式太陽能熱水系統(tǒng)是指貯水桶和集熱器之間分開一定距離安裝的系 統(tǒng)，強制循環(huán)系統(tǒng)是指利用泵迫使傳熱工質通過集熱器進行循環(huán)的系統(tǒng))，這就使得分體式 太陽能熱應用系統(tǒng)的運行依賴于電控制系統(tǒng)和水泵，一旦電控制系統(tǒng)或水泵出現故障，分 體式太陽能熱應用系統(tǒng)不能運行，另外，內插U形管的全玻璃真空集熱器使用了大量的有 色金屬，直接造成了成本的上升，造價昂貴。2、平板集熱器雖然具有很好的自然循環(huán)結構， 但由于平板集熱器沒有采用真空技術進行絕熱，系統(tǒng)的熱平衡點較低，使得平板集熱器在 中、高溫的熱轉換效率不高。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，它采用全玻璃雙循環(huán)真空管集 熱器及內插U型管的全玻璃真空集熱器作為太陽能陽臺的集熱器，充分應用了全玻璃雙通 道真空管集熱器及內插U型管的全玻璃真空集熱器的自循環(huán)功能，能夠更高效地實現太陽 能熱水系統(tǒng)的自然循環(huán)，為室內熱水、采暖、太陽能空調提供大量的中、高溫熱源，節(jié)省電力 或煤氣資源；它還設計了開放式熱循環(huán)中繼器和過熱保護裝置，這些裝置的應用提高了太 陽能陽臺熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，擯棄了強制循環(huán)系統(tǒng)中的水泵和定壓膨脹罐，使太 陽能陽臺熱水系統(tǒng)作為建筑的一部分，在技術和功能上與建筑得到有機地結合。本發(fā)明的目的是這樣實現的[0006]一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，包括安裝在陽臺的側墻面上的貯水桶和自動控制裝 置，特征是貯水桶包括金屬外膽、金屬內膽、熱工介質循環(huán)裝置和貯水桶絕熱層組成，金 屬內膽通過貯水桶絕熱層安裝在桶狀的金屬外膽中，在金屬外膽的右側壁上設有伸入到金 屬內膽中的貯水腔內的冷水進口和熱水出口，冷水進口和熱水出口分別與冷水進管和熱水 出管連接，在金屬外膽的側壁上分別安裝有與熱工介質循環(huán)裝置相通的工質進口和工質出 Π ；安裝在陽臺護欄上的集熱模塊由集熱器、連箱、側護板支架和真空管尾座架組成， 在集熱模塊的頂端和底端分別設有連箱和真空管尾座架，在集熱模塊的兩個側邊設有三角 形的側護板支架，在集熱模塊內安裝有全玻璃雙通道真空管集熱器；連箱由底座和蓋板組 成，在連箱內設有排孔、上集管和下集管，若干個排孔用來對應放置若干根并排的集熱器， 上集管通過軟管與若干根的集熱器的流出口相連，下集管通過軟管與若干根的集熱器的流 入口相連，在連箱內填充有連箱絕熱層，在連箱的底座設有與下集管連通的熱工介質流入 接頭，在連箱的蓋板上設有與上集管連通的熱工介質流出接頭；在貯水桶內或旁邊還安裝有開放式熱循環(huán)中繼器，開放式熱循環(huán)中繼器由外殼、 隔熱層、內殼和排氣管組成，在外殼和內殼之間設有隔熱層，開放式熱循環(huán)中繼器的工質腔 的底部通過下行管與工質進口相連，熱工介質流出管的上端與開放式熱循環(huán)中繼器的工質 腔的中部相連，熱工介質流出管的下端與熱工介質流出接頭相連，熱工介質流入管的上端 通過上行管從工質出口的底部接出，通過回路恒溫控閥與熱工介質流入接頭相連；在開放 式熱循環(huán)中繼器的頂部設有與內殼中的工質腔相通的排氣管。所述集熱器為全玻璃雙通道真空管集熱器，全玻璃雙通道真空管集熱器由外玻璃 管、吸熱玻璃管、隔離玻璃管和內玻璃管組成，外玻璃管、吸熱玻璃管、隔離玻璃管呈同軸套 裝的方式經高溫熔封在玻璃法蘭上，兩端開口的內玻璃管從玻璃法蘭中間的通孔穿入，內 玻璃管的底部與隔離玻璃管的底部焊在一起，內玻璃管的上端被絕熱環(huán)固定在玻璃法蘭 上，由于內玻璃管與玻璃法蘭中間的通孔沒有被焊死，保證了內玻璃管在受熱膨脹時可以 自由伸縮；外玻璃管的底部設有真空排氣孔，外玻璃管和吸熱玻璃管之間封閉的夾層通過 抽真空處理形成封閉的真空夾層，太陽選擇性涂層沉積在吸熱玻璃管的外表面，形成吸熱 體；吸熱管玻璃和隔離玻璃管之間的夾層構成熱工介質的受熱通道，隔離玻璃管和內玻璃 管之間的夾層構成玻璃管隔熱層；內玻璃管作為熱工介質的流入通道；在隔離玻璃管的底 端外側壁設有若干個凸起的玻璃支點，玻璃支點與吸熱玻璃管的內表面略有一些間隙，起 到與吸熱玻璃管定位的作用；起支撐作用的不銹鋼支架抵在外玻璃管的底端和吸熱玻璃 管的底端之間，吸氣劑附在不銹鋼支架上，在玻璃法蘭上設有一個與受熱通道相通的流出 口，內玻璃管的頂端作為流入口，流入口、流入通道、受熱通道和流出口構成全玻璃雙通道 真空管集熱器的循環(huán)通路；或，所述集熱器為內插U型管的全玻璃真空集熱器，內插U型管的全玻璃真空集熱 器由外玻璃管、吸熱玻璃管、U型管、圓柱形的鋁翼片和保溫堵蓋組成，在外玻璃管的底部設 有真空排氣孔，外玻璃管和吸熱玻璃管之間封閉的夾層通過抽真空處理形成封閉的真空夾 層，太陽選擇性涂層沉積在吸熱玻璃管的外表面，形成吸熱體；起支撐作用的不銹鋼支架抵 在外玻璃管的底端和吸熱玻璃管的底端之間，吸氣劑附在不銹鋼支架上，U型管中的外管 被圓柱形的鋁翼片焊接在一起，而內管不與鋁翼片接觸，將上述焊接在一起的U型管以及鋁翼片插入吸熱玻璃管內，使鋁翼片緊靠在吸熱玻璃管的內表面，U型管的管頭露出吸熱玻 璃管外，作為熱工介質的進出管道，其中，外管的端口作為熱工介質的流出口，而內管的端 口作為熱工介質的流入口，保溫堵蓋穿過外管和內管的兩個端口，堵在吸熱玻璃管的上端 起到保溫的作用。其原理內插U型管的全玻璃真空集熱器接受太陽的熱輻射后，將鍍有太 陽能選擇性涂層的內玻璃管加熱，鋁翼片從加熱了的內玻璃管上吸收熱量，并將熱量傳遞 給外管內的熱工介質；受熱后的熱工介質在熱虹吸的作用下，從外管的端口流出，而待受熱 的熱工介質從內管的端口流入，形成循環(huán)。在散熱器的頂端和開放式熱循環(huán)中繼器的工質腔的底部之間連接有上散熱旁管， 下散熱旁管的上端連接在散熱器的底端，下散熱旁管的底端通過溫控電磁閥、散熱旁管三 通后與熱工介質流入管連接。在貯水桶的頂端或側壁設有壓力安全閥，壓力安全閥是為保證貯水桶的壓力不超 過最大允許壓力而設置的安全保護裝置，在貯水桶的右側壁上還設有伸入到金屬內膽中的 貯水腔內的電加熱器。所述熱工介質循環(huán)裝置為環(huán)繞金屬內膽外壁、用來循環(huán)工質的夾套或放置于金屬 內膽中的貯水腔內的螺旋形金屬換熱盤管。在集熱模塊的兩個側邊的側護板之間安裝有放置在集熱器背部的金屬護網。集熱器采用蒸散型和長效型兩種吸氣劑，使真空腔長期維持較高的真空度，真空 腔內的真空度保持5X10_3Pa。陽臺護欄由陽臺扶手、陽臺護桿、陽臺支柱和陽臺欄板組成的，管狀的連箱套裝在 陽臺扶手上，集熱模塊兩個側邊的三角形的側護板支架安裝在陽臺護桿和陽臺支柱上，使 得集熱模塊固定在陽臺護欄上?；颍療崮K作為獨立模塊通過兩個側邊的金屬支架由膨 脹螺栓安裝在陽臺上。本發(fā)明由集熱器、連箱、側護板支架和真空管尾座架構成集熱模塊，由開放式熱循 環(huán)中繼器、散熱器、溫度控制器、溫控電磁閥、回路恒溫控閥、熱工介質流入管、熱工介質流 出管和上、下散熱旁管一起構成過熱保護裝置。本發(fā)明采用雙循環(huán)模式，貯水桶由金屬外 膽、金屬內膽、夾套和貯水桶絕熱層組成或由金屬外膽、金屬內膽、螺旋形金屬換熱盤管和 貯水桶絕熱層組成，金屬內膽用來儲存熱水，結構上是承壓設計，夾套或螺旋形金屬換熱盤 管用來循環(huán)工質；貯水桶設有兩組循環(huán)口，一組是冷水進口和熱水出口，另一組是工質進口 和工質出口 ；貯水桶裝有溫度控制器，位于貯水桶頂部的壓力安全閥，是為保證貯水桶的壓 力不超過最大允許壓力而設置的安全保護裝置。工作原理熱工介質在集熱器內受熱后，進 入上集管，并且經熱工介質流出管進入開放式熱循環(huán)中繼器，在重力的作用下經下行管進 入貯水桶的夾套中或螺旋形金屬換熱盤管內，與貯水桶內的水進行熱交換而被冷卻，冷卻 后的熱工介質經熱工介質流入管流入連箱內的下集管，通過軟管再次流入集熱器中，并被 太陽能重新加熱，如此往復循環(huán)。冷水經進水管進入貯水桶的金屬內膽中的貯水腔內，在自 來水系統(tǒng)的壓力下將熱水從出水管頂出供用戶使用。過熱保護裝置的作用是當熱工介質 在循環(huán)裝置路中溫度高于系統(tǒng)的設定值時，回路恒溫控閥會在自動控制裝置的控制下被關 閉，同時溫度控制器將位于散熱器下面的溫控電磁閥打開，這時，熱工介質不會進入貯水桶 中的換熱系統(tǒng)，而是通過散熱旁管流入散熱器進行冷卻，散熱器是一個由金屬制成的空心 容器，冷卻后的熱工介質經熱工介質流入管流入連箱內的下集管，通過軟管再次流入集熱
6器中，起到貯水桶過熱保護的使用。熱工介質從開放式熱循環(huán)中繼器頂部的排氣管中注入， 其裝填量以工質注至開放式熱循環(huán)中繼器三分之二的高度為準，剩余的三分之一的空間用 來容納工質受熱后體積增大部分。太陽能陽臺熱水系統(tǒng)采用雙循環(huán)模式，當熱工介質在循 環(huán)裝置路中溫度低于系統(tǒng)的設定值時，開放式熱循環(huán)中繼器在將熱工介質分流到貯水桶中 的換熱系統(tǒng)中去；當熱工介質在循環(huán)裝置路中溫度高于系統(tǒng)的設定值時，開放式熱循環(huán)中 繼器在溫度控制器、溫控電磁閥、回路恒溫控閥的作用下，將熱工介質經散熱旁管分流到散 熱器中進行散熱，起到系統(tǒng)的過熱保護的作用。本發(fā)明同現有技術相比具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明采用了申請人于2010年3月10日申請的發(fā)明專利“全玻璃雙通道真空 管集熱器(專利申請?zhí)枮?01010121570)”，它是一種新型的具有自循環(huán)功能的集熱器，可以 大幅度提高太陽能的光熱轉換效率，根據長期實驗的結果表明，集熱模塊的有效的熱量比 傳統(tǒng)的全玻璃真空管集熱器和平板集熱器要高出30%以上。2、本發(fā)明將太陽能陽臺有機地與建筑有機地融為一體，利用太陽能設施部分取代 陽臺護欄，可減少建筑成本，提高效益。3、本發(fā)明采用開放式熱循環(huán)中繼器、散熱器、溫度控制器、溫控電磁閥、回路恒溫 控閥等裝置，擯棄了在強制循環(huán)模式下，分體式太陽能熱水系統(tǒng)中常見的水泵和定壓膨脹 罐，具有結構簡單、無需人工干預、運行長久，穩(wěn)定性強、自我維持性高等特點，使得太陽能 與建筑一體化的方案在商業(yè)化的意義下具有更強的可操作性。4、本發(fā)明較好地解決了用戶擔心的安全問題首先，集熱器內的儲水為常規(guī)真空 管集熱器內儲水的五分之一，所以重量輕、安全性好；其次，裝備了金屬護網，當集熱器在無 論何種原因造成破裂時，玻璃碎片落入金屬護網內不會向下掉落給人造成傷害；第三，對太 陽能陽臺熱水系統(tǒng)的過熱問題采取了多重保護措施，解決了家中長期無人或夏季熱水用不 完時，因局部過熱給太陽能陽臺熱水系統(tǒng)造成的損壞。5、集熱器有全玻璃雙通道真空管集熱器和內插U型管的全玻璃真空集熱器兩種， 這兩種集熱器都具有自循環(huán)的功能。6、本發(fā)明采用雙溫循環(huán)熱交換方式雙溫循環(huán)熱交換是通過吸熱介質進行熱交換 的，吸熱介質利用熱虹吸原理始終在集熱模塊與熱交換器形成的系統(tǒng)中循環(huán)流動，使水質 得到了保障。循環(huán)的吸熱介質為防凍、防腐、無毒溶液，可在-30至180度的環(huán)境中正常運 行，即使在北方最冷的天氣里都能保證管道不會爆裂，適宜南方和北方廣大地區(qū)使用。

圖1為實施例1的立體結構示意圖；圖2為圖1的正視圖；圖3為圖1的右視圖；圖4為圖1的剖面圖；圖5為圖4中A部的放大圖；圖6為圖4中B部的放大圖；圖7為全玻璃雙通道真空管集熱器的剖面圖；圖8為實施例2的立體結構示意圖；[0033]圖9為帶有自動補液裝置的開放式熱循環(huán)中繼器的剖面圖；圖10為實施例3的立體結構示意圖；圖11為實施例4的立體結構示意圖；圖12為實施例5的立體結構示意圖。圖13為內插U型管的全玻璃真空集熱器的剖面圖；圖14為U型管及鋁翼的立體示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例并對照附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1 用導熱油作為熱工介質一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，包括安裝在陽臺的側墻面上的貯水桶7和自動控制裝 置，貯水桶7包括金屬外膽33、金屬內膽36、熱工介質循環(huán)裝置37和貯水桶絕熱層34組成， 金屬內膽36通過貯水桶絕熱層34安裝在桶狀的金屬外膽33中，熱工介質循環(huán)裝置37為 用來循環(huán)工質的夾套35，夾套35環(huán)繞在金屬內膽36的外壁，在金屬外膽33的右側壁上設 有伸入到金屬內膽36中的貯水腔39內的冷水進口 30和熱水出口 29，冷水進口 30和熱水 出口四分別與冷水進管28和熱水出管沈連接，在金屬外膽33的側壁上分別安裝有與熱 工介質循環(huán)裝置37相通的工質進口 31和工質出口 32 ；安裝在陽臺護欄上20的集熱模塊1由集熱器、連箱2、側護板支架3和真空管尾座 架5組成，在集熱模塊1的頂端和底端分別設有連箱2和真空管尾座架5，在集熱模塊1的 兩個側邊設有三角形的側護板支架3，在集熱模塊1內安裝有集熱器；連箱2由底座40和 蓋板41組成，在連箱2內設有排孔43、上集管45和下集管47，若干個排孔43用來對應放 置若干根并排的集熱器，上集管45通過軟管42與若干根的集熱器的流出口 46相連，下集 管47通過軟管42與若干根的集熱器的流入口 49相連，在連箱2內填充有連箱絕熱層48， 在連箱2的底座40設有與下集管47連通的熱工介質流入接頭38，在連箱2的蓋板41上設 有與上集管45連通的熱工介質流出接頭44 ；所述集熱器為全玻璃雙通道真空管集熱器6，全玻璃雙通道真空管集熱器6由外 玻璃管55、吸熱玻璃管56、隔離玻璃管57和內玻璃管58組成，外玻璃管55、吸熱玻璃管56、 隔離玻璃管57呈同軸套裝的方式經高溫熔封在玻璃法蘭68上，兩端開口的內玻璃管58從 玻璃法蘭69中間的通孔70穿入，內玻璃管58的底部與隔離玻璃管57的底部焊在一起，內 玻璃管58的上端被絕熱環(huán)M固定在玻璃法蘭68上，由于內玻璃管58與玻璃法蘭68中間 的通孔70沒有被焊死，保證了內玻璃管58在受熱膨脹時可以自由伸縮；外玻璃管55的底 部設有真空排氣孔59，外玻璃管55和吸熱玻璃管56之間封閉的夾層通過抽真空處理形成 封閉的真空夾層60，太陽選擇性涂層62沉積在吸熱玻璃管56的外表面，形成吸熱體；吸熱 玻璃管56和隔離玻璃管57之間的夾層構成熱工介質的受熱通道63，隔離玻璃管57和內玻 璃管58之間的夾層構成玻璃管隔熱層64 ；內玻璃管58作為熱工介質的流入通道65 ；在隔 離玻璃管57的底端外側壁設有若干個凸起的玻璃支點61，玻璃支點61與吸熱玻璃管56的 內表面略有一些間隙，起到與吸熱玻璃管56定位的作用；起支撐作用的不銹鋼支架66抵在 外玻璃管55的底端和吸熱玻璃管56的底端之間，吸氣劑67附在不銹鋼支架66上，在玻 璃法蘭68上設有一個與受熱通道63相通的流出口 69，內玻璃管58的頂端作為流入口 71，流入口 71、流入通道65、受熱通道63和流出口 69構成全玻璃雙通道真空管集熱器6的循 環(huán)通路；在貯水桶7旁邊安裝有開放式熱循環(huán)中繼器9，開放式熱循環(huán)中繼器9由外殼53、 隔熱層52、內殼51和排氣管8組成，在外殼53和內殼51之間設有隔熱層52，開放式熱循 環(huán)中繼器9的工質腔50的底部通過下行管17與工質進口 31相連，熱工介質流出管15的 上端與開放式熱循環(huán)中繼器9的工質腔50的中部相連，熱工介質流出管15的下端與熱工 介質流出接頭44相連，熱工介質流入管14的上端從工質出口 32的底部接出，通過回路恒 溫控閥12與熱工介質流入接頭38相連；在開放式熱循環(huán)中繼器9的頂部設有與內殼51中 的工質腔50相通的排氣管8。在散熱器10的頂端和開放式熱循環(huán)中繼器9的工質腔的底部之間連接有上散熱 旁管18，下散熱旁管16的上端連接在散熱器10的底端，下散熱旁管16的底端通過溫控電 磁閥13、散熱旁管三通19后與熱工介質流入管14連接。在貯水桶7的頂端或側壁設有壓力安全閥25，壓力安全閥25是為保證貯水桶7的 壓力不超過最大允許壓力而設置的安全保護裝置，在貯水桶7的右側壁上還設有伸入到金 屬內膽中的貯水腔內的電加熱器27。所述熱工介質循環(huán)裝置37為環(huán)繞金屬內膽36外壁的夾套38。在集熱模塊1的兩個側邊的側護板3之間安裝有放置在全玻璃雙通道真空管集熱 器6背部的金屬護網4。全玻璃雙通道真空管集熱器6采用蒸散型和長效型兩種吸氣劑，使真空腔長期維 持較高的真空度，真空腔內的真空度保持5X10_3Pa。陽臺護欄20由陽臺扶手21、陽臺護桿22、陽臺支柱23和陽臺欄板M組成的，管 狀的連箱2套裝在陽臺扶手21上，集熱模塊1兩個側邊的三角形的側護板支架3安裝在陽 臺護桿22和陽臺支柱23上，使得集熱模塊1固定在陽臺護欄20上。實施例2 用水作為熱工介質實施例2與實施例1的結構基本相同，不同之處在于貯水桶7采用立式，貯水桶由金屬外膽33、金屬內膽36、熱工介質循環(huán)裝置37和 貯水桶絕熱層34組成，金屬內膽通過貯水桶絕熱層34安裝在桶狀的金屬外膽33中，熱工 介質循環(huán)裝置37為放置于金屬內膽36中的貯水腔39內、用來循環(huán)工質的螺旋形金屬換熱 盤管73，在金屬外膽33的右側壁上設有伸入到金屬內膽36中的貯水腔39內的冷水進口 30和熱水出口 29，冷水進口 30和熱水出口四分別與冷水進管28和熱水出管沈連接，在 金屬外膽33的側壁上分別安裝有與熱工介質循環(huán)裝置37相通的工質進口 31和工質出口 32。在開放式熱循環(huán)中繼器9中加裝了由進水管74、浮球75和浮球閥76構成的自動 補液裝置，進水管74的進水口直接聯通自來水管路，在進水管74的出水口安裝有帶浮球75 的浮球閥76。當水被蒸發(fā)后水位低于設定的高度時，浮球閥76開啟，自來水被注入工質腔 50內，待水位恢復到設定的液面高度后，浮球75在水的浮力作用下自動關閉浮球閥76，起 到自動對開口式熱循環(huán)中繼器9進行補液的作用。陽臺護欄20為由整塊完整的水泥欄板，集熱模塊1兩個側邊的三角形的側護板支 架3通過膨脹螺栓72安裝在水泥欄板上。
9[0056]實施例3 用導熱油作為熱工介質實施例3與實施例1的結構基本相同，不同之處在于貯水桶7采用立式，貯水桶由金屬外膽33、金屬內膽36、熱工介質循環(huán)裝置37和 貯水桶絕熱層34組成，金屬內膽通過貯水桶絕熱層34安裝在桶狀的金屬外膽33中，熱工 介質循環(huán)裝置37為放置于金屬內膽36中的貯水腔39內、用來循環(huán)工質的螺旋形金屬換熱 盤管73，在金屬外膽33的右側壁上設有伸入到金屬內膽36中的貯水腔39內的冷水進口 30和熱水出口 29，冷水進口 30和熱水出口四分別與冷水進管28和熱水出管沈連接，在 金屬外膽33的側壁上分別安裝有與熱工介質循環(huán)裝置37相通的工質進口 31和工質出口 32。陽臺護欄20由陽臺扶手21、陽臺護桿22、陽臺支柱23和陽臺欄板M組成的，管 狀的連箱2套裝在陽臺扶手21上，集熱模塊1兩個側邊的側護板支架3垂直安裝在陽臺護 桿22和陽臺支柱23上，使得集熱模塊1垂直固定在陽臺護欄20上。所述集熱器為內插U型管的全玻璃真空集熱器78，內插U型管的全玻璃真空集熱 器78由外玻璃管55、吸熱玻璃管56、U型管80、圓柱形的鋁翼片81和保溫堵蓋82組成，在 外玻璃管55的底部設有真空排氣孔59，外玻璃管55和吸熱玻璃管56之間封閉的夾層通過 抽真空處理形成封閉的真空夾層60，太陽選擇性涂層62沉積在吸熱玻璃管56的外表面，形 成吸熱體；起支撐作用的不銹鋼支架66抵在外玻璃管55的底端和吸熱玻璃管56的底端之 間，吸氣劑67附在不銹鋼支架66上，U型管80中的外管83被圓柱形的鋁翼片81焊接在 一起，而內管84不與鋁翼片81接觸，將上述焊接在一起的U型管80以及鋁翼片81插入吸 熱玻璃管56內，使鋁翼片81緊靠在吸熱玻璃管56的內表面，U型管80的管頭露出吸熱玻 璃管56外，作為熱工介質的進出管道，其中，外管83的端口作為熱工介質的流出口，而內管 84的端口作為熱工介質的流入口，保溫堵蓋82穿過外管83和內管84的兩個端口，堵在吸 熱玻璃管56的上端起到保溫的作用。其原理內插U型管的全玻璃真空集熱器78接受太 陽的熱輻射后，將鍍有太陽能選擇性涂層的內玻璃管56加熱，鋁翼片81從加熱了的內玻璃 管56上吸收熱量，并將熱量傳遞給外管83內的熱工介質；受熱后的熱工介質在熱虹吸的作 用下，從外管83的端口流出，而待受熱的熱工介質從內管84的端口流入，形成循環(huán)。內插 U型管的全玻璃真空集熱器78采用蒸散型和長效型兩種吸氣劑，使真空腔長期維持較高的 真空度，真空腔內的真空度保持5X10_3I^。實施例4 用水作為熱工介質實施例4與實施例2的結構基本相同，不同之處在于陽臺護欄20由陽臺扶手21、陽臺護桿22、陽臺支柱23和陽臺欄板M組成的，集 熱模塊1兩個側邊的側護板支架3安裝在陽臺護桿22和陽臺支柱23上，兩個側護板支架 3并通過膨脹螺栓72安裝在陽臺底板77上。實施例5 用導熱油作為熱工介質實施例5與實施例1的結構基本相同，不同之處在于所述集熱器為內插U型管的全玻璃真空集熱器78，內插U型管的全玻璃真空集熱 器78由外玻璃管55、吸熱玻璃管56、U型管80、圓柱形的鋁翼片81和保溫堵蓋82組成，在 外玻璃管55的底部設有真空排氣孔59，外玻璃管55和吸熱玻璃管56之間封閉的夾層通過 抽真空處理形成封閉的真空夾層60，太陽選擇性涂層62沉積在吸熱玻璃管56的外表面，形成吸熱體；起支撐作用的不銹鋼支架66抵在外玻璃管55的底端和吸熱玻璃管56的底端之 間，吸氣劑67附在不銹鋼支架66上，U型管80中的外管83被圓柱形的鋁翼片81焊接在 一起，而內管84不與鋁翼片81接觸，將上述焊接在一起的U型管80以及鋁翼片81插入吸 熱玻璃管56內，使鋁翼片81緊靠在吸熱玻璃管56的內表面，U型管80的管頭露出吸熱玻 璃管56外，作為熱工介質的進出管道，其中，外管83的端口作為熱工介質的流出口，而內管 84的端口作為熱工介質的流入口，保溫堵蓋82穿過外管83和內管84的兩個端口，堵在吸 熱玻璃管56的上端起到保溫的作用。其原理內插U型管的全玻璃真空集熱器78接受太 陽的熱輻射后，將鍍有太陽能選擇性涂層的內玻璃管56加熱，鋁翼片81從加熱了的內玻璃 管56上吸收熱量，并將熱量傳遞給外管83內的熱工介質；受熱后的熱工介質在熱虹吸的作 用下，從外管83的端口流出，而待受熱的熱工介質從內管84的端口流入，形成循環(huán)。內插 U型管的全玻璃真空集熱器78采用蒸散型和長效型兩種吸氣劑，使真空腔長期維持較高的 真空度，真空腔內的真空度保持5X10_3I^。在貯水桶7內安裝有開放式熱循環(huán)中繼器9，開放式熱循環(huán)中繼器9由外殼53、隔 熱層52、內殼51和排氣管8組成，在外殼53和內殼51之間設有隔熱層52，開放式熱循環(huán) 中繼器9的工質腔50的底部通過下行管17與工質進口 31相連，熱工介質流出管15的上 端與開放式熱循環(huán)中繼器9的工質腔50的中部相連，熱工介質流出管15的下端與熱工介 質流出接頭44相連，熱工介質流入管14的上端從工質出口 32的底部接出，通過回路恒溫 控閥12與熱工介質流入接頭38相連；在開放式熱循環(huán)中繼器9的頂部設有與內殼51中的 工質腔50相通的排氣管8。陽臺護欄20由陽臺扶手21、陽臺護桿22、陽臺支柱23和陽臺欄板M組成的，集 熱模塊1兩個側邊的側護板支架3安裝在陽臺護桿22和陽臺支柱23上，兩個側護板支架 3并通過膨脹螺栓72安裝在陽臺底板77上。上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)先實施方式進行描述，并非對本發(fā)明構思 和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計構思前提下，本領域中工程技術人員依據本發(fā)明申 請的權利要求書及說明書內容所做的簡單、等效變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護范圍，本 發(fā)明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。
權利要求1.一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，包括安裝在陽臺的側墻面上的貯水桶和自動控制裝置， 其特征在于貯水桶包括金屬外膽、金屬內膽、熱工介質循環(huán)裝置和貯水桶絕熱層組成，金 屬內膽通過貯水桶絕熱層安裝在桶狀的金屬外膽中，在金屬外膽的右側壁上設有伸入到金 屬內膽中的貯水腔內的冷水進口和熱水出口，冷水進口和熱水出口分別與冷水進管和熱水 出管連接，在金屬外膽的側壁上分別安裝有與熱工介質循環(huán)裝置相通的工質進口和工質出 Π ；安裝在陽臺護欄上的集熱模塊由集熱器、連箱、側護板支架和真空管尾座架組成，在集 熱模塊的頂端和底端分別設有連箱和真空管尾座架，在集熱模塊的兩個側邊設有三角形的 側護板支架，在集熱模塊內安裝有全玻璃雙通道真空管集熱器；連箱由底座和蓋板組成，在 連箱內設有排孔、上集管和下集管，若干個排孔用來對應放置若干根并排的集熱器，上集管 通過軟管與若干根的集熱器的流出口相連，下集管通過軟管與若干根的集熱器的流入口相 連，在連箱內填充有連箱絕熱層，在連箱的底座設有與下集管連通的熱工介質流入接頭，在 連箱的蓋板上設有與上集管連通的熱工介質流出接頭；在貯水桶內或旁邊還安裝有開放式熱循環(huán)中繼器，開放式熱循環(huán)中繼器由外殼、隔熱 層、內殼和排氣管組成，在外殼和內殼之間設有隔熱層，開放式熱循環(huán)中繼器的工質腔的底 部通過下行管與工質進口相連，熱工介質流出管的上端與開放式熱循環(huán)中繼器的工質腔的 中部相連，熱工介質流出管的下端與熱工介質流出接頭相連，熱工介質流入管的上端通過 上行管從工質出口的底部接出，通過回路恒溫控閥與熱工介質流入接頭相連；在開放式熱 循環(huán)中繼器的頂部設有與內殼中的工質腔相通的排氣管。
2.根據權利要求1的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于所述集熱器為全玻璃雙通道 真空管集熱器，全玻璃雙通道真空管集熱器由外玻璃管、吸熱玻璃管、隔離玻璃管和內玻璃 管組成，外玻璃管、吸熱玻璃管、隔離玻璃管呈同軸套裝的方式經高溫熔封在玻璃法蘭上， 兩端開口的內玻璃管從玻璃法蘭中間的通孔穿入，內玻璃管的底部與隔離玻璃管的底部焊 在一起，內玻璃管的上端被絕熱環(huán)固定在玻璃法蘭上，由于內玻璃管與玻璃法蘭中間的通 孔沒有被焊死，保證了內玻璃管在受熱膨脹時可以自由伸縮；外玻璃管的底部設有真空排 氣孔，外玻璃管和吸熱玻璃管之間封閉的夾層通過抽真空處理形成封閉的真空夾層，太陽 選擇性涂層沉積在吸熱玻璃管的外表面，形成吸熱體；吸熱管玻璃和隔離玻璃管之間的夾 層構成熱工介質的受熱通道，隔離玻璃管和內玻璃管之間的夾層構成玻璃管隔熱層；內玻 璃管作為熱工介質的流入通道；在隔離玻璃管的底端外側壁設有若干個凸起的玻璃支點， 玻璃支點與吸熱玻璃管的內表面略有一些間隙，起到與吸熱玻璃管定位的作用；起支撐作 用的不銹鋼支架抵在外玻璃管的底端和吸熱玻璃管的底端之間，吸氣劑附在不銹鋼支架 上，在玻璃法蘭上設有一個與受熱通道相通的流出口，內玻璃管的頂端作為流入口，流入 口、流入通道、受熱通道和流出口構成全玻璃雙通道真空管集熱器的循環(huán)通路。
3.根據權利要求1的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于所述集熱器為內插U型管的 全玻璃真空集熱器，內插U型管的全玻璃真空集熱器由外玻璃管、吸熱玻璃管、U型管、圓柱 形的鋁翼片和保溫堵蓋組成，在外玻璃管的底部設有真空排氣孔，外玻璃管和吸熱玻璃管 之間封閉的夾層通過抽真空處理形成封閉的真空夾層，太陽選擇性涂層沉積在吸熱玻璃管 的外表面，形成吸熱體；起支撐作用的不銹鋼支架抵在外玻璃管的底端和吸熱玻璃管的底 端之間，吸氣劑附在不銹鋼支架上，U型管中的外管被圓柱形的鋁翼片焊接在一起，而內管不與鋁翼片接觸，將上述焊接在一起的U型管以及鋁翼片插入吸熱玻璃管內，使鋁翼片緊 靠在吸熱玻璃管的內表面，U型管的管頭露出吸熱玻璃管外，作為熱工介質的進出管道，其 中，外管的端口作為熱工介質的流出口，而內管的端口作為熱工介質的流入口，保溫堵蓋穿 過外管和內管的兩個端口，堵在吸熱玻璃管的上端起到保溫的作用。
4.根據權利要求2或3的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于在散熱器的頂端和開放 式熱循環(huán)中繼器的工質腔的底部之間連接有上散熱旁管，下散熱旁管的上端連接在散熱器 的底端，下散熱旁管的底端通過溫控電磁閥、散熱旁管三通后與熱工介質流入管連接。
5.根據權利要求4的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于在貯水桶的頂端或側壁設有 壓力安全閥，在貯水桶的右側壁上設有伸入到金屬內膽中的貯水腔內的電加熱器。
6.根據權利要求5的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于所述熱工介質循環(huán)裝置為環(huán) 繞金屬內膽外壁、用來循環(huán)工質的夾套或放置于金屬內膽中的貯水腔內的螺旋形金屬換熱 盤管。
7.根據權利要求6的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于在集熱模塊的兩個側邊的側 護板之間安裝有放置在集熱器背部的金屬護網。
8.根據權利要求7的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于集熱器采用蒸散型和長效型 兩種吸氣劑，使真空腔長期維持較高的真空度，真空腔內的真空度保持5X10_3!^。
9.根據權利要求5的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于陽臺護欄由陽臺扶手、陽臺護 桿、陽臺支柱和陽臺欄板組成的，管狀的連箱套裝在陽臺扶手上，集熱模塊兩個側邊的三角 形的側護板支架安裝在陽臺護桿和陽臺支柱上，使得集熱模塊固定在陽臺護欄上。
10.根據權利要求5的太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，其特征在于集熱模塊作為獨立模塊通過 兩個側邊的金屬支架由膨脹螺栓安裝在陽臺上。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能陽臺熱水系統(tǒng)，它包括貯水桶和自動控制裝置，特征是由集熱器、連箱、側護板支架和真空管尾座架構成集熱模塊，由開放式熱循環(huán)中繼器、散熱器、溫度控制器、溫控電磁閥、回路恒溫控閥、熱工介質流入管、熱工介質流出管和上、下散熱旁管一起構成過熱保護裝置。本實用新型采用雙循環(huán)模式，貯水桶設有兩組循環(huán)口。它充分應用了全玻璃雙通道真空管集熱器及內插U型管的全玻璃真空集熱器的自循環(huán)功能，能夠更高效地實現太陽能熱水系統(tǒng)的自然循環(huán)；它還設計了開放式熱循環(huán)中繼器和過熱保護裝置，提高了太陽能陽臺熱水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，使太陽能陽臺熱水系統(tǒng)作為建筑的一部分，在技術和功能上與建筑得到有機地結合。
文檔編號F24J2/30GK201935425SQ201120026850
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月27日 優(yōu)先權日2011年1月27日
發(fā)明者吳昊, 吳艷頻 申請人:吳昊, 吳艷頻