專利名稱：不銹鋼高效抗凍式太陽熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能熱水器集熱管的結(jié)構(gòu)形狀，特別是一種不銹鋼高效抗凍式太陽熱水器。
太陽能熱水器直接暴露于室外大氣中，經(jīng)常遭受自然條件的威脅。用水做熱媒的集熱器，如果室外氣溫長時(shí)間處于冰點(diǎn)以下，集熱管中的水就會凍結(jié)，使集熱管脹壞。用的管材不同，凍結(jié)的破壞程度有所不同。圓形鋼管凍一次就壞。而圓銅管經(jīng)過五次反復(fù)凍結(jié)、融化后也會很快破壞。即使是采用不銹鋼圓管的集熱器在高寒地區(qū)也很容易遭受破壞。之所以造成這種情況，發(fā)明人經(jīng)過大量分析，認(rèn)為與管道的截面形狀有關(guān)。因?yàn)樵谝欢ㄖ荛L條件下，圓的面積最大。當(dāng)圓管內(nèi)部受到壓力時(shí)，幾乎沒有變形余地，所以很容易被脹裂。目前太陽能熱水器集熱板主要采用銅鋁復(fù)合、銅鋁密合平板，強(qiáng)度較小，在冬季易漲裂，無法在嚴(yán)寒氣候下使用。該種集熱器現(xiàn)有的翅片均為平翅片，受熱面積小，熱效率也較低。另一類真空管、熱管式集熱器產(chǎn)生的熱水量少，造價(jià)高。
本實(shí)用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述困難，而提供一種高效抗冷式太陽熱水器，即使在非常嚴(yán)寒的地區(qū)，集熱器也不致被凍壞，并具有較高的集熱效率。
本實(shí)用新型的解決方案包括殼體、隔熱層、玻璃蓋板、吸收體和上、下集流管等，吸收體又包括集熱管和集熱翅片，其特征在于所說的集熱管和上、下集流管的橫截面是扁長形，采用不銹鋼制成。
上述集熱管和上、下集流管的扁長形橫截面最好是橢圓形或菱形。
上述集熱管上可設(shè)有帶連續(xù)V形槽的翅片。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。


圖1是太陽熱水器集熱器的平面示意圖。
圖2是集流管的橢圓形截面。
圖3是集熱管的橢圓形截面。
圖4是集熱管的菱形截面。
參見附圖，本平板型集熱器的集熱管1和上、下集流管2、3的橫截面不是通常的圓形，而是扁長形，包括三角形、矩形、橢圓形或菱形等。這些形狀的優(yōu)點(diǎn)是，可以利用管壁的彎曲擴(kuò)大橫截面積，吸收其中體積的變化，因而對冰的膨脹具有容讓性。因此能有效防止由于凍結(jié)引起的破壞。其中尤以橢圓形或菱形截面的效果為好。本發(fā)明人認(rèn)為，只要是非圓截面都有擴(kuò)大面積的余地，特別是扁長形變化的余地更大，因此本實(shí)用新型把這些有擴(kuò)大面積余地的形狀的上位概念定為扁長形。試驗(yàn)證明，在青藏高原等高寒地區(qū)，僅僅將集熱管的形狀改變?yōu)樯鲜鼋孛媸遣粔虻?，還不足以達(dá)到理想的抗凍效果，必須同時(shí)采用不銹鋼作為集熱管的材料，才能達(dá)到長期抗凍的效果。制作這樣的集熱管需采用大型沖壓模具。先制作兩個(gè)帶翅片的半橢圓，再將其對合起來，焊接為一體。如果是菱形管，也是先沖壓成兩個(gè)帶翅片的半菱形，如圖所示，再將兩個(gè)半菱形對焊為一體。橢圓形管或菱形管的上、下翅片5、6的長度不相同，長的一側(cè)在上，短的一側(cè)在下。上、下集流管的截面就做成橢圓形，沒有翅片，如圖2所示，也須采用不銹鋼制作。本不銹鋼抗凍式太陽熱水器還包括殼體、隔熱層和玻璃蓋板等，均與一般太陽能熱水器相同，圖中未畫出。
為了提高上述橢圓形或菱形截面集熱管的集熱效率，可采用帶連續(xù)V形槽的翅片，增大受光面積，能顯著提高光熱轉(zhuǎn)換的效率。V形槽4的方向如
圖1所示。圖中集熱管翅片采用上寬下窄的結(jié)構(gòu)。在基本滿足受光面積的前提下，可適當(dāng)降低不銹鋼耗量，降低產(chǎn)品成本。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有平板型集熱器相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于集熱管截面是橢圓形或菱形，可以利用管壁的彎曲吸收其內(nèi)部體積的變化。加之采用高強(qiáng)度不銹鋼材料，因此具有極強(qiáng)的抗凍能力，可以全年使用。即使在青藏高原這樣的高寒地區(qū)常年使用，也無損壞之虞。使用壽命可提高1～2倍。
2、由于采用帶連續(xù)V型槽的翼板，提高了受光面積，因而顯著提高了集熱效率，產(chǎn)熱水量可提高25％。
權(quán)利要求1.不銹鋼高效抗凍式太陽熱水器，包括殼體、隔熱層、玻璃蓋板、吸收體和上、下集流管，吸收體又包括集熱管和集熱翅片，其特征在于所說的集熱管(1)和上、下集流管(2、3)的橫截面是扁長形，采用不銹鋼制成。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽熱水器，其特征在于所說的扁長形橫截面是橢圓形或菱形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的太陽熱水器，其特征在于所說的集熱管(1)上設(shè)有帶連續(xù)V形槽的翅片(4)。
專利摘要不銹鋼高效抗凍式太陽熱水器,其特征在于所說的集熱管和上、下集流管的橫截面是橢圓形或菱形,并采用高強(qiáng)度不銹鋼材料制造。這種截面形狀的優(yōu)點(diǎn)是可以利用管壁的彎曲擴(kuò)大橫截面積,因而對冰的膨脹具有容讓性。能有效防止由于凍結(jié)引起的破壞。即使在青藏高原這樣的高寒地區(qū)常年使用,也無損壞之虞。其集熱管上設(shè)有連續(xù)的V形翅片,提高了受光面積和集熱效率,熱水量提高25%。
文檔編號F24J2/04GK2364397SQ9923446
公開日2000年2月16日 申請日期1999年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月22日
發(fā)明者代金潤 申請人:代金潤