專利名稱：一種分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，屬于太陽能光熱利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場上的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)主要有兩種，一種通常稱作壁掛式分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，此系統(tǒng)的太陽能承壓集熱器和承壓水箱通過較長管路相連；另一種通常稱作緊湊式分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，此系統(tǒng)的太陽能承壓集熱器和承壓水箱通過較短管路相連。上述兩種系統(tǒng)均采用帶換熱夾套的承壓水箱，此類水箱的換熱夾套直接焊接在儲熱內(nèi)膽的外壁上，實(shí)際運(yùn)行時，換熱夾套內(nèi)裝有換熱工質(zhì)，儲熱內(nèi)膽內(nèi)部充滿使用水，換熱工質(zhì)和使用水之間通過共用的儲熱內(nèi)膽的外壁進(jìn)行傳熱。實(shí)踐證明共用的儲熱內(nèi)膽的外壁恰為該類水箱的最薄弱環(huán)節(jié)，易受腐蝕而導(dǎo)致穿孔破壞。穿孔破壞后，由于換熱夾套和 儲熱內(nèi)膽連通，換熱工質(zhì)會和使用水混合在一起，而目前此類系統(tǒng)所用的換熱工質(zhì)均為防凍液，且都有一定的毒性，將引起嚴(yán)重的水污染。更為可怕的是此類水箱內(nèi)部發(fā)生泄漏后熱水系統(tǒng)還可以正常使用，可想而知發(fā)生泄漏后用這樣的水洗碗、洗菜、刷牙、洗臉和沐浴會產(chǎn)生什么后果。因此針對這一情況，在不改變現(xiàn)有水箱使用性能的前提下，本發(fā)明開發(fā)了一種能夠保證使用水安全的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
基于目前的現(xiàn)狀提出的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，采用外置獨(dú)立換熱夾套的承壓水箱，換熱夾套和儲熱內(nèi)膽分別為兩個獨(dú)立的承壓系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有承壓水箱中換熱工質(zhì)和使用水之間只有一層金屬壁面，一旦發(fā)生腐蝕穿孔，有毒換熱工質(zhì)污染使用水的問題。方案中，內(nèi)有換熱工質(zhì)的換熱夾套和儲存使用水的儲熱內(nèi)膽之間通過科學(xué)的傳熱技術(shù)的應(yīng)用，有效保證了系統(tǒng)的熱性能。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)包括水箱外殼、保溫層、換熱夾套、導(dǎo)熱用界面填充層、儲熱內(nèi)膽、循環(huán)入口、循環(huán)出口、灌注口、溢流口、循環(huán)進(jìn)液管、循環(huán)出液管、冷水進(jìn)水管、熱水出水管和承壓集熱器。所述儲熱內(nèi)膽內(nèi)存使用水，儲熱內(nèi)膽外貼覆有換熱夾套，且換熱夾套側(cè)置于儲熱內(nèi)膽外，兩者之間是導(dǎo)熱用界面填充層，三者相對位置固定，換熱夾套和儲熱內(nèi)膽外包覆有保溫層，保溫層外又包覆有水箱外殼。所述承壓水箱上設(shè)置有貫穿水箱外殼和儲熱內(nèi)膽底部連通的冷水進(jìn)水管，貫穿水箱外殼伸入儲熱內(nèi)膽頂部的熱水出水管。所述換熱夾套上設(shè)置有和循環(huán)入口相連的循環(huán)進(jìn)液管，以及和循環(huán)出口相連的循環(huán)出液管。所述換熱夾套上的循環(huán)出口通過循環(huán)出液管和承壓集熱器相連，循環(huán)入口通過循環(huán)進(jìn)液管和承壓集熱器相連。所述儲熱內(nèi)膽上的冷水進(jìn)水管和自來水相連，熱水出水管和用水末端相連。
本發(fā)明的有益效果是，在使用中，承壓集熱器吸收太陽光加熱集熱器內(nèi)的換熱工質(zhì)，換熱工質(zhì)通過熱虹吸原理把熱量送到換熱夾套中，換熱夾套內(nèi)的換熱工質(zhì)再通過導(dǎo)熱用界面填充層把熱量導(dǎo)入儲熱內(nèi)膽內(nèi)的水中。通過這樣的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了使用水出水承壓、同時換熱工質(zhì)和使用水之間有兩層金屬壁面和一層導(dǎo)熱用界面填充層。對比現(xiàn)有承壓水箱結(jié)構(gòu)，在保證熱性能的前提下，解決了換熱工質(zhì)滲漏而污染使用水的危險。本發(fā)明提出的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)可以有不同的結(jié)構(gòu)形式，即太陽能承壓集熱器可以和橫式承壓水箱相連，也可以和豎式承壓水箱相連，同時太陽能承壓集熱器和承壓水箱之間既可以通過較長管路相連，也可以通過較短管路相連，構(gòu)成壁掛式分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)或緊湊式分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一的水箱結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖I的A-A剖視圖。圖3是圖I的B-B剖視圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的水箱結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖4的C-C剖視圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(I)圖7是本發(fā)明實(shí)施例一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(2)圖8是本發(fā)明實(shí)施例二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號I水箱外殼2保溫層3換熱夾套4導(dǎo)熱用界面填充層5儲熱內(nèi)膽6灌注口7溢流口8循環(huán)出口 9循環(huán)入口10循環(huán)出液管 11循環(huán)進(jìn)液管 12冷水進(jìn)水管13熱水出水管 14灌注口堵頭 15溢流口堵頭 16承壓集熱器17連接管實(shí)施例一請參照圖I、圖2、圖3、圖6和圖7，是一橫式承壓水箱構(gòu)成的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，包括水箱外殼I、保溫層2、換熱夾套3，換熱夾套3上開有灌注口 6、溢流口 7、循環(huán)出口 8、循環(huán)入口 9。灌注口 6的位置高于溢流口 7，溢流口 7的位置高于循環(huán)入口 9，循環(huán)入口 9的位置高于循環(huán)出口 8，換熱夾套3側(cè)置于儲熱內(nèi)膽5外，與之貼合在一起，兩者之間擠 壓有導(dǎo)熱用界面填充層4。儲熱內(nèi)膽5上連接有冷水進(jìn)水管12、熱水出水管13，冷水進(jìn)水管12和自來水相連，熱水出水管13和用水末端相連。循環(huán)出口 8通過循環(huán)出液管10、連接管17和承壓集熱器16連接，循環(huán)入口 9通過循環(huán)進(jìn)液管11、連接管17和承壓集熱器16連接。圖6中承壓集熱器16和承壓水箱的循環(huán)出液管10、循環(huán)進(jìn)液管11之間的連接管17較長，圖7中承壓集熱器16和承壓水箱的循環(huán)出液管10、循環(huán)進(jìn)液管11之間的連接管17較短。換熱夾套3和儲熱內(nèi)膽5通過可壓縮的導(dǎo)熱用界面填充層4實(shí)現(xiàn)緊密貼合。導(dǎo)熱用界面填充層4起到銜接兩壁面的作用，導(dǎo)熱用界面填充層4為布狀，依順性好，具有較高的彈性、柔性、可壓縮性，且具有良好的熱傳導(dǎo)率。導(dǎo)熱用界面填充層4使換熱夾套3的內(nèi)壁面和儲熱內(nèi)膽5的外壁面之間不會出現(xiàn)縫隙，從而使換熱夾套3的內(nèi)壁面和儲熱內(nèi)膽5的外壁面間緊密貼合成為可能，簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)制造更加容易。具體實(shí)施過程為從灌注口 6向換熱夾套3和承壓集熱器16組成的回路內(nèi)注入換熱工質(zhì)，換熱工質(zhì)先通過循環(huán)出口 8流經(jīng)循環(huán)出液管10，經(jīng)連接管17流入承壓集熱器器16，當(dāng)承壓集熱器16中換熱工質(zhì)注滿后，換熱工質(zhì)將經(jīng)過連接管17流入循環(huán)進(jìn)液管11，再經(jīng)過循環(huán)入口 9流回?fù)Q熱夾套3內(nèi)，隨著換熱夾套3內(nèi)液面的升高，當(dāng)液面高度上升到溢流口 7的高度時，停止加注，然后在溢流口 7上擰緊溢流口堵頭15，在灌注口 6上擰緊灌注口堵頭14，使承壓集熱器16和換熱夾套3之間組成一閉式系統(tǒng)。通過冷水進(jìn)水管12向儲熱內(nèi)膽5注水，儲熱內(nèi)膽5內(nèi)的液面會逐漸升高當(dāng)有水經(jīng)過熱水出水管13從用水末端流出時，關(guān)閉用水末端閥門，自來水水壓一直作用于儲熱內(nèi)膽 的使用水中，每次打開用水末端的閥門，儲熱內(nèi)膽里的使用水就在自來水壓力的作用下流出。關(guān)閉用水末端閥門，此時儲熱內(nèi)膽和自來水管道也就組成了一閉式承壓系統(tǒng)。當(dāng)陽光照射到承壓集熱器16上時，換熱工質(zhì)溫度升高，承壓集熱器16內(nèi)的換熱工質(zhì)與換熱夾套3內(nèi)換熱工質(zhì)產(chǎn)生密度差，致使承壓集熱器16內(nèi)熱的換熱工質(zhì)在浮升力的作用下經(jīng)過連接管17流入循環(huán)進(jìn)液管11，再通過循環(huán)入口 9流入換熱夾套3的上部，換熱夾套3上部的換熱工質(zhì)攜帶的熱量再通過導(dǎo)熱用界面填充層4來不斷加熱儲熱內(nèi)膽5中的使用水。被冷卻的換熱工質(zhì)再通過循環(huán)出口 8，經(jīng)過循環(huán)出液管10，再經(jīng)過連接管17流入承壓集熱器16。不斷的反復(fù)最終達(dá)到加熱儲熱內(nèi)膽5中使用水的目的。用水時，自來水從冷水進(jìn)水管12頂入，將儲熱內(nèi)膽5中的熱水從熱水出水管13頂出。換熱夾套3閉式運(yùn)行，與儲熱內(nèi)膽5的換熱方式是間接式的，兩者相互獨(dú)立，且換熱夾套3由厚壁金屬材料制成，極大地降低了因某一壁面被腐蝕穿而串液的可能性，充分保證了用水的安全性。實(shí)施例二 請參照圖4、圖5及圖8，是一豎式承壓水箱構(gòu)成的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，具體實(shí)施過程同橫式承壓水箱構(gòu)成的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，包括水箱外殼、換熱夾套、導(dǎo)熱用界面填充層、儲熱內(nèi)膽和承壓集熱器，其特征是 儲熱內(nèi)膽的外壁上布置有換熱夾套，換熱夾套的內(nèi)壁面通過導(dǎo)熱用界面填充層與儲熱內(nèi)膽的外壁面緊密貼合在一起，儲熱內(nèi)膽上連有冷水進(jìn)水管和熱水出水管，換熱夾套的外壁面開有循環(huán)入口、循環(huán)出口、灌注口、溢流口；灌注口的位置高于或等于溢流口，溢流口的位置高于循環(huán)入口，循環(huán)入口的位置高于循環(huán)出口。
2.如權(quán)利要求I所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述導(dǎo)熱用界面填充層具有可壓縮性，被擠壓在換熱夾套和儲熱內(nèi)膽之間，充滿兩者之間的空隙。
3.如權(quán)利要求1、2所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是在儲熱內(nèi)膽和換熱夾套的外圍填充有保溫材料。
4.如權(quán)利要求I所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述換熱夾套上的循環(huán)出口上焊接有循環(huán)出液管。
5.如權(quán)利要求1、4所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述循環(huán)出液管上設(shè)置有螺紋。
6.如權(quán)利要求I所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述換熱夾套上的循環(huán)入口上焊接有循環(huán)進(jìn)液管。
7.如權(quán)利要求1、6所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述循環(huán)進(jìn)液管上設(shè)置有螺紋。
8.如權(quán)利要求1、4、5、6、7所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述循環(huán)出液管，經(jīng)連接管和承壓集熱器相連，循環(huán)進(jìn)液管，經(jīng)連接管和承壓集熱器相連。
9.如權(quán)利要求8所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述換熱夾套的內(nèi)腔和承壓集熱器內(nèi)腔所組成的空腔為閉式空腔。
10.如權(quán)利要求5所述的分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，其特征是所述閉式空腔灌注有換熱工質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分體承壓太陽能熱水系統(tǒng)，包括水箱外殼、換熱夾套、導(dǎo)熱用界面填充層、儲熱內(nèi)膽和承壓集熱器，儲熱內(nèi)膽的外壁上布置有換熱夾套，換熱夾套的內(nèi)壁面通過導(dǎo)熱用界面填充層與儲熱內(nèi)膽的外壁面緊密貼合在一起。換熱夾套上的循環(huán)出口通過循環(huán)出液管，經(jīng)連接管和承壓集熱器相連，循環(huán)入口通過循環(huán)進(jìn)液管，經(jīng)連接管和承壓集熱器相連。換熱夾套的內(nèi)腔和承壓集熱器內(nèi)腔所組成的空腔為閉式空腔。儲熱內(nèi)膽上冷水進(jìn)水管和自來水相連，熱水出水管和用水末端相連。承壓集熱器吸收的熱量通過換熱工質(zhì)進(jìn)入換熱夾套，換熱夾套通過導(dǎo)熱用界面填充層把熱量導(dǎo)入儲熱內(nèi)膽內(nèi)部的使用水中，實(shí)現(xiàn)對其加熱的目的。本發(fā)明提出的熱水系統(tǒng)采用外置閉式間接換熱方式，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安全性能高，生產(chǎn)加工容易，性價比高，使用周期長。
文檔編號F24J2/46GK102798232SQ20121032020
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者孫傳玲 申請人:孫傳玲