專利名稱：一種分體式太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能熱水器領(lǐng)域，特別是涉及一種分體式太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，由于對(duì)能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題關(guān)注度的不斷增加，尋找到一種儲(chǔ)量豐富、干凈清潔并能夠大規(guī)模投入實(shí)際運(yùn)用中的替代能源成為了當(dāng)今迫在眉睫的難題，而在眾多替代能源中，儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、清潔無(wú)污染的太陽(yáng)能無(wú)疑是最具有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇之一。地球所處軌道上的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1369W/m2，地球獲得的總的太陽(yáng)能可達(dá)173000TW，全球能耗不足地球獲得太陽(yáng)能的萬(wàn)分之一，發(fā)展太陽(yáng)能具有廣大的前景，而太陽(yáng)能熱水器則是在太陽(yáng)能領(lǐng)域低溫區(qū)應(yīng)用中技術(shù)最為成熟、商業(yè)化程度最高的產(chǎn)品，同時(shí)也是應(yīng)用最為廣泛的民用產(chǎn)品，由于其節(jié)能實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)已受到廣泛關(guān)注并被大力推廣。目前，緊湊式太陽(yáng)能熱水器是市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的太陽(yáng)能熱水器，是一種基于熱水上浮冷水下沉的原理，利用太陽(yáng)能對(duì)水進(jìn)行加熱，使水在太陽(yáng)能熱水器內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)達(dá)到加熱目的的太陽(yáng)能熱水器。然而，由于其安裝上存在不便利且往往占據(jù)較大安裝空間，對(duì)于高層和一些多層住宅來(lái)說(shuō)，往往缺少足夠的安裝空間。故分體式太陽(yáng)能熱水器，尤其是熱管式分體式太陽(yáng)能熱水器，憑借其獨(dú)有的集熱器與儲(chǔ)水箱的分離設(shè)計(jì)擴(kuò)大了太陽(yáng)能熱水器的安裝范圍，成為了近年來(lái)太陽(yáng)能熱水器方面的熱點(diǎn)研究應(yīng)用項(xiàng)目，它通常具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)熱水器得熱量高，集熱器的熱量幾乎全部用于加熱儲(chǔ)水箱中可利用的水，水箱得熱量高；(2)儲(chǔ)水箱與集熱器不連通，集熱器局部破裂不影響熱水器正常運(yùn)行；(3)真空集熱器內(nèi)無(wú)水，不結(jié)水垢，啟動(dòng)迅速，響應(yīng)時(shí)間快；(4)熱水器系統(tǒng)中熱管工質(zhì)中添加防凍液，寒冷環(huán)境中亦可正常使用；(5)與建筑一體化設(shè)計(jì)，美觀大方。但是，目前的分體式太陽(yáng)能熱水器大都為普通重力熱管式分體式太陽(yáng)能熱水器，采用多次間接換熱的方式對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱，使得系統(tǒng)傳熱熱阻增大，其熱效率偏低，集熱器部分存在超溫的安全隱患。另外，普通重力熱管存在攜帶極限使得普通重力熱管式分體式太陽(yáng)能熱水器在傳熱距離上受到限制，很難實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)距離間接換熱，使得現(xiàn)在的分體式太陽(yáng)能熱水器通常有一定的安裝距離限制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種傳熱效率高、布置方式靈活、安全性提高的分體式太陽(yáng)能熱水器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:—種分體式太陽(yáng)能熱水器，包括太陽(yáng)能集熱部分和儲(chǔ)水箱，還包括環(huán)路重力熱管，所述環(huán)路重力熱管的一端裝配于所述太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)，另一端裝配于所述儲(chǔ)水箱內(nèi)。進(jìn)一步地，所述環(huán)路重力熱管包括裝配于太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)的蒸發(fā)器、裝配于儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷凝器，還包括蒸汽管路和液體管路，所述蒸發(fā)器和冷凝器通過(guò)蒸汽管路與液體管路連接形成環(huán)路。[0009]進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能集熱部分采用熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器，所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器包括若干個(gè)并排連接的真空集熱管和設(shè)置在每個(gè)真空集熱管內(nèi)部的普通熱管，且所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器的單側(cè)或兩側(cè)留有裝配所述蒸發(fā)器的空間，所述蒸發(fā)器上設(shè)有配合放置所述普通熱管釋放熱量的端口的接口。進(jìn)一步地，所述空間在裝配所述蒸發(fā)器后塞滿隔熱材料。進(jìn)一步地，所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器還包括有用于固定所述真空集熱管的懸掛式或支撐式的固定裝置。進(jìn)一步地，所述蒸發(fā)器和冷凝器為溝槽管或附著換熱涂層的導(dǎo)熱管。進(jìn)一步地，所述冷凝器的形狀為利于散熱的蛇形管或螺旋形盤管。進(jìn)一步地，所述冷凝器的外壁上增設(shè)有翅片或肋結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，所述環(huán)路重力熱管由高效導(dǎo)熱材料制成，所述環(huán)路重力熱管的內(nèi)部工質(zhì)為水、乙醇或乙二醇。進(jìn)一步地，所述分體式太陽(yáng)能熱水器還包括裝配于儲(chǔ)水箱內(nèi)的電輔熱裝置。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)由于采用環(huán)路重力熱管作為傳熱裝置，傳熱效率高，減少了傳熱損失，太陽(yáng)能利用率高，水溫升溫快。(2)由于采用環(huán)路重力熱管作為傳熱裝置，蒸汽管路與液體管路分離，工質(zhì)循環(huán)運(yùn)行阻力大幅減低，減弱了距離對(duì)傳熱性能的影響，故較采用普通重力熱管的熱水器安裝距離不受限，可遠(yuǎn)距離傳輸，布置方式靈活。(3)由于采用環(huán)路重力熱管作為傳熱裝置，整體熱阻下降，使得集熱部分溫升下降，安全性有所提聞。(4)環(huán)路重力熱管的內(nèi)部工質(zhì)為水、乙醇或乙二醇，依靠集熱部分吸收的熱量并在重力的作用下可自行完成循環(huán)工作，無(wú)需額外的動(dòng)力裝置。( 5 )由于可選配電輔熱裝置，在冬季、陰天等太陽(yáng)能提供熱量不足或熱水需求量增大時(shí)可提供足量熱水。

上述僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的一種分體式太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)組合圖。圖2是本實(shí)用新型的一種分體式太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)分解圖。圖3是環(huán)路重力熱管結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是儲(chǔ)水箱后視圖。圖5是電輔熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，本實(shí)用新型的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，包括太陽(yáng)能集熱部分I和儲(chǔ)水箱3，還包括環(huán)路重力熱管2，所述環(huán)路重力熱管2的一端裝配于所述太陽(yáng)能集熱部分I內(nèi)，另一端裝配于所述儲(chǔ)水箱3內(nèi)。電輔熱裝置4為該太陽(yáng)能熱水器的選配設(shè)備。[0030]太陽(yáng)能集熱部分I是放置在戶外收集太陽(yáng)能，再將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成為熱能的重要裝置。因此，太陽(yáng)能集熱部分I可以是常用的熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器或熱管式平板太陽(yáng)能集熱器等。具體而言，如圖2中所示的太陽(yáng)能集熱部分I采用熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器，包括真空集熱管11、普通熱管12和集熱管固定裝置13。若干個(gè)所述真空集熱管11通過(guò)所述集熱管固定裝置13并排固定連接，每個(gè)真空集熱管11的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)普通熱管12。太陽(yáng)能集熱部分I可以一端封閉，另一端留有所述環(huán)路重力熱管2的裝配空間14，也可以兩端均留有環(huán)路重力熱管2的裝配空間，所述裝配空間14內(nèi)部安放所述環(huán)路重力熱管2后用石棉等隔熱材料塞滿整個(gè)空間，防止熱量的流失。集熱管固定裝置13可采用懸掛式或支撐式，根據(jù)需要分別配置；集熱管固定裝置13設(shè)有角度調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)各個(gè)季節(jié)對(duì)集熱器的安裝角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述環(huán)路重力熱管2是將太陽(yáng)能集熱部分I吸收的熱量高效地傳遞到儲(chǔ)水箱3中對(duì)水進(jìn)行加熱的裝置。如圖3所示，它包括裝配于太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)的蒸發(fā)器21、裝配于儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷凝器23、還包括蒸汽管路22和液體管路24，所述蒸發(fā)器21和冷凝器23通過(guò)蒸汽管路22與液體管路24連接形成環(huán)路。所述蒸發(fā)器21上設(shè)計(jì)有配合放置所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器的內(nèi)置普通熱管12的接口 25，與所述普通熱管12釋放熱量的一端裝配。所述冷凝器23插入所述儲(chǔ)水箱3的內(nèi)部。工作時(shí)，當(dāng)太陽(yáng)能集熱部分I吸熱后，熱量通過(guò)熱管傳遞到蒸發(fā)器21，環(huán)路重力熱管2的內(nèi)部工質(zhì)受熱后在負(fù)壓下沸騰汽化，并沿蒸汽管路22上升，抵達(dá)冷凝器23后將熱量釋放到儲(chǔ)水箱3中，對(duì)水進(jìn)行加熱，同時(shí)，環(huán)路重力熱管2的內(nèi)部工質(zhì)受到冷卻后，沿著液體管路24回到蒸發(fā)器21中，如此循環(huán)往復(fù)，環(huán)路重力熱管2依靠太陽(yáng)能集熱部分I吸收的熱量并在重力的作用下完成循環(huán)工作，無(wú)需額外的動(dòng)力裝置。進(jìn)一步地，環(huán)路重力熱管2由高效導(dǎo)熱材料制成，包括但不限于銅、鋁、不銹鋼、陶瓷等金屬或非金屬高導(dǎo)熱系數(shù)的材料。環(huán)路重力熱管2的內(nèi)部工質(zhì)可以為為水、乙醇、乙二醇或其他適宜工質(zhì)。所述蒸發(fā)器21和冷凝器23可以為溝槽管或附著換熱涂層的導(dǎo)熱管。所述冷凝器23可以根據(jù)需要彎折成任意形狀，包括但不限于蛇形管、螺旋盤管等常見(jiàn)形狀。所述冷凝管23的外壁面可以是光滑壁面，也可以采用換熱翅片或肋結(jié)構(gòu)等強(qiáng)化換熱效果。如圖1、3、4所示，所述儲(chǔ)水箱3作為存儲(chǔ)熱水的容器，也是熱量傳導(dǎo)的終點(diǎn)。為防止儲(chǔ)水箱3熱量的流失，儲(chǔ)水箱3設(shè)計(jì)有三層，分別為水箱內(nèi)膽、水箱保溫層以及水箱外殼。儲(chǔ)水箱3上設(shè)有進(jìn)水口 31、出水口 32以供太陽(yáng)能熱水器正常上下水。水箱底部留有所述環(huán)路重力熱管2的冷凝器23的裝配孔。儲(chǔ)水箱后部設(shè)有安裝定位孔33，方便固定于墻面或其他支架上。水箱內(nèi)膽一般采用不銹鋼焊接而成，超厚保溫層采用充填發(fā)泡保溫材料，外殼多用鍍鋁鋅板或彩鋼板。儲(chǔ)水箱3上還可以預(yù)留有自動(dòng)控制裝置的裝配孔，以方便選配自動(dòng)控制裝置時(shí)使用，不安裝時(shí)可堵上這些裝配孔以減少散熱。如圖2、5所示，太陽(yáng)能熱水器通常選配電輔熱裝置4，以滿足冬季、陰雨天等太陽(yáng)能提供熱量不足或熱水需求量增大時(shí)，正常提供足量熱水。電輔熱裝置4可采用電加熱管加熱與電磁加熱兩種方式。圖5中所示的電輔熱裝置4包括具有加熱功能的電熱管41，還包括連接溫控裝置的熱電偶測(cè)溫裝置42。對(duì)應(yīng)地，儲(chǔ)水箱3上預(yù)留有電輔熱裝置4的裝配孔，不安裝時(shí)可堵上以減少散熱。[0035]通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，采用重力環(huán)路熱管作為傳熱裝置，傳熱效率高，布置方式靈活，且安全性能高。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種分體式太陽(yáng)能熱水器，包括太陽(yáng)能集熱部分和儲(chǔ)水箱，其特征在于，還包括環(huán)路重力熱管，所述環(huán)路重力熱管的一端裝配于所述太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)，另一端裝配于所述儲(chǔ)水箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述環(huán)路重力熱管包括裝配于太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)的蒸發(fā)器、裝配于儲(chǔ)水箱內(nèi)的冷凝器，還包括蒸汽管路和液體管路，所述蒸發(fā)器和冷凝器通過(guò)蒸汽管路與液體管路連接形成環(huán)路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱部分采用熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器，所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器包括若干個(gè)并排連接的真空集熱管和設(shè)置在每個(gè)真空集熱管內(nèi)部的普通熱管，且所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器的單側(cè)或兩側(cè)留有裝配所述蒸發(fā)器的空間，所述蒸發(fā)器上設(shè)有配合放置所述普通熱管釋放熱量的端口的接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述空間在裝配所述蒸發(fā)器后塞滿隔熱材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種分體式 太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器還包括有用于固定所述真空集熱管的懸掛式或支撐式的固定裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述蒸發(fā)器和冷凝器為溝槽管或附著換熱涂層的導(dǎo)熱管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述冷凝器的形狀為利于散熱的蛇形管或螺旋形盤管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述冷凝器的外壁上增設(shè)有翅片或肋結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求Γ8任一項(xiàng)所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述環(huán)路重力熱管由高效導(dǎo)熱材料制成，所述環(huán)路重力熱管的內(nèi)部工質(zhì)為水、乙醇或乙二醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求Γ8任一項(xiàng)所述的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，所述分體式太陽(yáng)能熱水器還包括裝配于儲(chǔ)水箱內(nèi)的電輔熱裝置。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種分體式太陽(yáng)能熱水器，包括太陽(yáng)能集熱部分和儲(chǔ)水箱，還包括環(huán)路重力熱管，所述環(huán)路重力熱管的一端裝配于所述太陽(yáng)能集熱部分內(nèi)，另一端裝配于所述儲(chǔ)水箱內(nèi)。本實(shí)用新型的一種分體式太陽(yáng)能熱水器，傳熱效率高，布置方式靈活，太陽(yáng)能集熱部分無(wú)超溫隱患，安全性能高。
文檔編號(hào)F24J2/32GK202973604SQ201220689568
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者李驥, 林峰, 田文凱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)