一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，它包括：熱水器組合外框（6），安裝在熱水器組合外框（6）底部的鍍鋅鋼板底板（2），安裝在熱水器組合外框（6）一側(cè)的熱管尾托（5），一端固定在熱管尾托（5）上，另一端插入在聚氨酯發(fā)泡保溫模組（4）內(nèi)的儲熱型真空熱管（3），安裝在熱水器組合外框（6）頂部的鋼化超白玻璃蓋板（1）。本明提供的熱水器，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，無需水箱，可與建筑相集合，安裝維護(hù)方便，安全系數(shù)高，并且光照面積大，熱量吸收率和儲存熱能高，采用優(yōu)選的儲熱相變材料，且可現(xiàn)用現(xiàn)出新鮮熱水，適用范圍廣泛。
【專利說明】一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能熱利用領(lǐng)域，具體涉及一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能光熱技術(shù)為未來解決能源問題提供廣闊前景，目前太陽能熱水器主要有高硼硅玻璃真空管式和高效吸熱藍(lán)膜平板式兩種，真空管已經(jīng)發(fā)展20多年鍍膜工藝已經(jīng)很成熟，從單靶到多靶磁控濺射鍍膜技術(shù)，目前膜層吸熱效率已經(jīng)達(dá)到94%以上，低溫減反射率已經(jīng)達(dá)到6%以下，處于比較理想狀態(tài)，只要按照成熟工藝嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程都可以生產(chǎn)出質(zhì)量較高的真空管，真空管熱水器有著很好的優(yōu)點(diǎn)，單位面積吸收率高發(fā)射率低保溫好，特別在較冷地區(qū)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，然而也有明顯的缺點(diǎn)，無法與建筑很好的相結(jié)合，受管徑的局限吸熱面積小，雙層玻璃吸熱效率受到影響，玻璃容易破損先天具有安全隱患，國外真空管式熱水器因此而使用較少；同樣平板式熱水器具有光照面積大，吸熱率高傳熱快，易與建筑相結(jié)合，蓋板為鋼化超白玻璃沒有安全隱患等優(yōu)點(diǎn)，但也有明顯的缺點(diǎn)，吸熱面積大散熱面積也大所以熱平衡溫度較低，低溫高效無法獲得高溫，沒有保溫能力，為了防止熱水結(jié)垢要靠介質(zhì)導(dǎo)熱，所以只在南方溫度較高地區(qū)適合，到目前為止還沒有一種熱水器能夠結(jié)合這兩種熱水器的優(yōu)點(diǎn)，便于在任何區(qū)域推廣，又能解決普通熱水器從低溫向中溫發(fā)展，并能發(fā)展成蒸汽式熱水器，同時(shí)熱水器安裝麻煩，零部件較多，又不易維護(hù)，儲熱水箱占據(jù)很大空間又不安全，為了承壓出水還要安裝壓力泵，無論是真空管式還是平板式都一樣，冬天往往成為擺設(shè)，嚴(yán)重依賴電輔助加熱，平板熱水器藍(lán)膜暴露在空氣中衰減很快壽命期大大減短，國內(nèi)熱水器價(jià)格戰(zhàn)愈演愈烈，太陽能熱水器行業(yè)處于明顯衰退狀態(tài)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽能熱水器的缺點(diǎn)，提供一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，本實(shí)用新型熱水器采用平板式，可使熱水器易與建筑相集合，沒有安全隱患，拋棄笨重水箱，容易安裝維護(hù)，功能上可實(shí)現(xiàn)增大光照面積，增強(qiáng)熱量吸收率并高效儲存熱能，按需求量熱交換，現(xiàn)用現(xiàn)出新鮮熱水，工程上大面積并聯(lián)使用，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定蒸汽供應(yīng)，根據(jù)需要有機(jī)組合。
[0004]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，它包括:熱水器組合外框，安裝在熱水器組合外框底部的鍍鋅鋼板底板，安裝在熱水器組合外框一側(cè)的熱管尾托，一端固定在熱管尾托上，另一端插入在聚氨酯發(fā)泡保溫模組內(nèi)的儲熱型真空熱管，安裝在熱水器組合外框頂部的鋼化超白玻璃蓋板。其中真空熱管封閉端，采用熱管尾托固定在鋁合金邊框上，熱管尾托與真空熱管尾端柔性套接，安放固定在鋁合金邊框里。
[0006]作為優(yōu)選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的鋼化超白玻璃蓋板的下表面設(shè)有菲涅爾聚光透鏡；所述的鍍鋅鋼板底板上表面安裝有復(fù)合拋物面反射鏡(CPC復(fù)合拋物面反射鏡)。
[0007]其中聚光透鏡采用齒紋向內(nèi)平面朝外的線聚焦菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)，透鏡玻璃采用鋼化鍍膜處理，鍍膜玻璃增加入射光透過率，以及減少表面入射光反射率，雙面鍍膜還有利于玻璃表面自潔功能，透鏡采用低鐵超白玻璃材質(zhì)，鋼化強(qiáng)度要求達(dá)到國家平板熱水器蓋板玻璃的標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]本實(shí)用新型所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，聚焦光帶與儲熱型真空熱管對齊，真空熱管下方放置帶有CPC復(fù)合拋物面反射鏡的鍍鋅鋼板底板，作為更優(yōu)選方案，所述的底板是由雙曲復(fù)合拋物面反光鋁鏡與底面鍍鋅鋼板壓制成一體，形成底板，復(fù)合拋物面反光鋁板由特制精密模具在瓦楞成型機(jī)上壓制而成；
[0009]如圖2所示，入射光聚焦光帶及復(fù)合拋物面反射聚焦光帶照在真空熱管吸熱鍍膜內(nèi)表面，圖中，太陽光照在熱水器上的光線傳播、匯聚、反射再匯聚以及匯聚范圍的過程，具有很聞的熱利用率。
[0010]儲熱真空熱管排列在透鏡焦帶處，熱水器按照玻璃透鏡東西放置和配合當(dāng)?shù)鼐暥冉前惭b，相當(dāng)于一維跟蹤效果，配合底部復(fù)合拋物面反光鏡，在不加跟蹤情況下當(dāng)光帶偏離時(shí)，底部反光鏡在一定范圍內(nèi)能夠把偏離光帶反射回真空熱管，使熱管最大范圍充分吸收太陽能并把熱能儲存在儲熱相變材料里。達(dá)到最大程度的吸收太陽能的效果，相比現(xiàn)有技術(shù)太陽能更加集熱，環(huán)保性更強(qiáng)。
[0011]作為優(yōu)選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管包括外層玻璃管，安裝在外層玻璃管內(nèi)部的內(nèi)不銹鋼管，安裝在內(nèi)不銹鋼管內(nèi)部的中間導(dǎo)熱管，設(shè)置在真空熱管端頭的膨脹節(jié)波紋管，設(shè)置在外層玻璃管和內(nèi)不銹鋼管之間的不銹鋼支撐架，與外層玻璃管對接熔封的玻璃內(nèi)管。作為優(yōu)選方案，在內(nèi)不銹鋼管和中間導(dǎo)熱管之間的設(shè)置有熔巖(儲熱相變材料)的儲熱裝置，作為其它優(yōu)選方案，在真空熱管內(nèi)部兩個(gè)端頭的設(shè)置有吸氣劑，可以保持真空管內(nèi)的真空度。
[0012]作為優(yōu)選方案，本實(shí)用新型所述的儲熱型真空熱管，其外層為高硼硅玻璃管，內(nèi)層為經(jīng)過多靶材磁控濺射鍍膜的金屬管，經(jīng)過可伐合金和高硼硅玻璃過渡熔封，再與不銹鋼內(nèi)管焊接，排氣抽真空密封生產(chǎn)出高效熱管，再在熱管內(nèi)灌裝儲熱相變材料熔巖，插入導(dǎo)熱金屬管并密封內(nèi)外金屬管，得到儲熱型真空熱管。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的導(dǎo)熱進(jìn)出水管的聚氨酯發(fā)泡保溫模組包括熱水出水管，位于熱水出水管內(nèi)部的自來水進(jìn)水管，與自來水進(jìn)水管相連的毛細(xì)注水管，設(shè)置在熱水出水管外周的聚氨酯發(fā)泡保溫層，安裝在聚氨酯發(fā)泡保溫層外周的保溫模組外殼，所述的毛細(xì)注水管插入在中間導(dǎo)熱管內(nèi)。作為更優(yōu)選方案，其中進(jìn)水管和出水管可以安裝在同一端口，也可以安裝在不同端口，可以根據(jù)實(shí)際安裝場合的需要而設(shè)計(jì)。
[0014]作為優(yōu)選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管多根平行安裝在熱水器組合外框內(nèi)。
[0015]本實(shí)用新型所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器的組裝過程為:先把復(fù)合拋物面反射鏡固定在鍍鋅鋼板底板上，再與鋁合金制成的組合外框一次性壓合形成底部為帶有復(fù)合拋物面反光鏡的鍍鋅鋼板底板，按照精密設(shè)計(jì)尺寸固定好中間為真空熱管，真空熱管兩頭，一頭通過熱管尾托柔性固定件固定在組合外框的內(nèi)側(cè)，另一端插在聚氨酯發(fā)泡保溫模組內(nèi)，使熱管單元被固定在保溫模組內(nèi)，保溫模組固定在鋁合金組合外框內(nèi)側(cè)，整個(gè)熱水器內(nèi)部布置固定完成后，最后加上超白玻璃聚光透鏡蓋板，打膠密封完成整個(gè)組裝，其中熱水器分為六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組件部分，在生產(chǎn)線上進(jìn)行組裝。
[0016]本實(shí)用新型所述的儲熱型真空熱管的組裝過程為:先處理內(nèi)不銹鋼管，一頭密封焊接，波紋管與可伐合金和玻璃熔封件焊接，把該管用去離子水清洗干凈烘干后在磁控濺射爐里進(jìn)行高溫鍍膜處理，鍍膜管帶上不銹鋼支撐架插進(jìn)外層玻璃管，并在兩頭放入吸氣齊U，然后熔封對接，真空熱管完成后先灌裝儲熱相變材料，再插進(jìn)中間導(dǎo)熱管，把外層玻璃管與內(nèi)不銹鋼管在端頭密封，從而生產(chǎn)出儲熱型真空熱管標(biāo)準(zhǔn)件。
[0017]有益效果:本實(shí)用新型提供的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本實(shí)用新型提供的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，采用平板式，可使熱水器易與建筑相集合，沒有安全隱患，拋棄笨重水箱，容易安裝維護(hù)，功能上可實(shí)現(xiàn)增大光照面積，增強(qiáng)熱量吸收率并高效儲存熱能，按需求量熱交換，現(xiàn)用現(xiàn)出新鮮熱水，工程上大面積并聯(lián)使用，適用范圍廣泛。
[0019](I)本實(shí)用新型為免跟蹤設(shè)計(jì)裝置，儲熱真空熱管排列在透鏡焦帶處，熱水器按照玻璃透鏡東西放置和配合當(dāng)?shù)鼐暥冉前惭b，相當(dāng)于一維跟蹤效果，配合底部復(fù)合拋物面反光鏡，在不加跟蹤情況下當(dāng)光帶偏離時(shí)，底部反光鏡在一定范圍內(nèi)能夠把偏離光帶反射回?zé)峁埽篃峁茏畲蠓秶浞治仗柲懿褵崮軆Υ嬖谙嘧儾牧侠?。通過大量實(shí)驗(yàn)篩選出相變材料，可實(shí)現(xiàn)熱能的高效轉(zhuǎn)換。
[0020](2)本實(shí)用新型中儲熱型真空熱管是一種外層為高硼硅玻璃管，內(nèi)層為經(jīng)過多靶材磁控濺射鍍膜的金屬管，經(jīng)過可伐合金和高硼硅玻璃過渡熔封，再與不銹鋼內(nèi)管焊接，排氣抽真空密封生產(chǎn)出高效熱管，再在熱管內(nèi)設(shè)置含有相變儲熱相變材料的裝置，插入導(dǎo)熱金屬管并密封內(nèi)外金屬管，得到儲熱型真空熱管。
[0021](3)本實(shí)用新型中導(dǎo)熱進(jìn)出水管的聚氨酯發(fā)泡保溫模組端，由儲熱型真空熱管出口端插入經(jīng)過模具生產(chǎn)出的聚氨酯保溫模組內(nèi)與出水管連接，出水管內(nèi)插入進(jìn)水管，進(jìn)水管開孔與毛細(xì)注水管連接固定，注水細(xì)管插入導(dǎo)熱金屬管內(nèi)，模組端包含有進(jìn)出水管及固定件，整個(gè)熱水器只有一個(gè)進(jìn)水孔和一個(gè)出水孔，整體結(jié)構(gòu)簡單由標(biāo)準(zhǔn)件組合而成，內(nèi)部熱管吸熱儲熱單元都采用并聯(lián)結(jié)合，有利于維護(hù)，當(dāng)一個(gè)單元出問題時(shí)不會影響其他單元，整個(gè)熱水器照常運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型平板聚光型太陽能無水箱熱水器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實(shí)用新型入射光聚焦光帶及復(fù)合拋物面反射聚焦光帶照在熱管吸熱鍍膜內(nèi)表面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本實(shí)用新型聚光照射真空熱管單元排列結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為本實(shí)用新型儲熱型真空熱管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5為本實(shí)用新型熱水器側(cè)面截面儲熱型真空熱管內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為本實(shí)用新型熱水器內(nèi)部透視真空熱管與保溫模組結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0029]如圖1所示，一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，它包括:熱水器組合外框(6)，安裝在熱水器組合外框(6 )底部的鍍鋅鋼板底板(2 )，安裝在熱水器組合外框(6 ) 一側(cè)的熱管尾托(5)，一端固定在熱管尾托(5)上，另一端插入在聚氨酯發(fā)泡保溫模組(4)內(nèi)的儲熱型真空熱管(3 )，安裝在熱水器組合外框(6 )頂部的鋼化超白玻璃蓋板(I)。
[0030]所述的鋼化超白玻璃蓋板(I)的下表面設(shè)有菲涅爾聚光透鏡；所述的鍍鋅鋼板底板(2)上表面安裝有復(fù)合拋物面反射鏡(2-1)。
[0031]如圖3所示，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管(3)多根平行安裝在熱水器組合外框(6)內(nèi)。
[0032]如圖4和圖5所示，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管(3)包括外層玻璃管(3-1)，安裝在外層玻璃管(3-1)內(nèi)部的內(nèi)不銹鋼管(3-2)，安裝在內(nèi)不銹鋼管(3-2)內(nèi)部的中間導(dǎo)熱管(3-3)，設(shè)置在熱管端頭的膨脹節(jié)波紋管(3-5)，設(shè)置在外層玻璃管(3-1)和內(nèi)不銹鋼管(3-2)之間的不銹鋼支撐架(3-7)，與外層玻璃管(3-1)對接熔封的玻璃內(nèi)管(3-8)。
[0033]以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管(3)中，內(nèi)不銹鋼管(3-2)和中間導(dǎo)熱管(3-3)之間裝有熔巖的儲熱裝置，且熱管內(nèi)部兩個(gè)端頭的吸氣劑。
[0034]如圖6所示，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的導(dǎo)熱進(jìn)出水管的聚氨酯發(fā)泡保溫模組(4 )包括熱水出水管(4-2 )，位于熱水出水管(4-2 )內(nèi)部的自來水進(jìn)水管(4-1)，與自來水進(jìn)水管(4-1)相連的毛細(xì)注水管(4-5 )，設(shè)置在熱水出水管(4-2 )外周的聚氨酯發(fā)泡保溫層(4-3)，安裝在聚氨酯發(fā)泡保溫層(4-3)外周的保溫模組外殼(4-4)，所述的毛細(xì)注水管(4-5 )插入在中間導(dǎo)熱管(3-3 )內(nèi)。
[0035]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，其特征在于，它包括:熱水器組合外框(6)，安裝在熱水器組合外框(6)底部的鍍鋅鋼板底板(2)，安裝在熱水器組合外框(6) —側(cè)的熱管尾托(5)，一端固定在熱管尾托(5)上，另一端插入在聚氨酯發(fā)泡保溫模組(4)內(nèi)的儲熱型真空熱管(3)，安裝在熱水器組合外框(6)頂部的鋼化超白玻璃蓋板(I)； 所述的鋼化超白玻璃蓋板(I)的下表面設(shè)有菲涅爾聚光透鏡；所述的鍍鋅鋼板底板(2)上表面安裝有復(fù)合拋物面反射鏡(2-1)； 所述的儲熱型真空熱管(3)包括外層玻璃管(3-1)，安裝在外層玻璃管(3-1)內(nèi)部的內(nèi)不銹鋼管(3-2)，安裝在內(nèi)不銹鋼管(3-2)內(nèi)部的中間導(dǎo)熱管(3-3)，設(shè)置在熱管端頭的膨脹節(jié)波紋管(3-5)，設(shè)置在外層玻璃管(3-1)和內(nèi)不銹鋼管(3-2)之間的不銹鋼支撐架(3-7)，與外層玻璃管(3-1)對接熔封的玻璃內(nèi)管(3-8)； 所述的導(dǎo)熱進(jìn)出水管的聚氨酯發(fā)泡保溫模組(4)包括熱水出水管(4-2)，位于熱水出水管(4-2)內(nèi)部的自來水進(jìn)水管(4-1)，與自來水進(jìn)水管(4-1)相連的毛細(xì)注水管(4-5)，設(shè)置在熱水出水管(4-2)外周的聚氨酯發(fā)泡保溫層(4-3)，安裝在聚氨酯發(fā)泡保溫層(4-3)外周的保溫模組外殼(4-4)，所述的毛細(xì)注水管(4-5)插入在中間導(dǎo)熱管(3-3)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，其特征在于:所述的儲熱型真空熱管(3)多根平行安裝在熱水器組合外框(6)內(nèi)。
【文檔編號】F24J2/12GK204006715SQ201420213592
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】孫希干 申請人:江蘇恒星聚能能源科技有限公司