專利名稱：一種分體式太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能熱水器領域，特別是涉及一種分體式太陽能熱水器。
背景技術：
進入21世紀以來，由于對能源問題和環境問題關注度的不斷增加，尋找到一種儲量豐富、干凈清潔并能夠大規模投入實際運用中的替代能源成為了當今迫在眉睫的難題，而在眾多替代能源中，儲量豐富、分布廣泛、清潔無污染的太陽能無疑是最具有競爭力的選擇之一。地球所處軌道上的平均太陽輻射強度為1369W/m2，地球獲得的總的太陽能可達173000TW，全球能耗不足地球獲得太陽能的萬分之一，發展太陽能具有廣大的前景，而太陽能熱水器則是在太陽能領域低溫區應用中技術最為成熟、商業化程度最高的產品，同時也是應用最為廣泛的民用產品，由于其節能實用的優點現已受到廣泛關注并被大力推廣。目前，緊湊式太陽能熱水器是市場上應用最為廣泛的太陽能熱水器，是一種基于熱水上浮冷水下沉的原理，利用太陽能對水進行加熱，使水在太陽能熱水器內部產生循環達到加熱目的的太陽能熱水器。然而，由于其安裝上存在不便利且往往占據較大安裝空間，對于高層和一些多層住宅來說，往往缺少足夠的安裝空間。故分體式太陽能熱水器，尤其是熱管式分體式太陽能熱水器，憑借其獨有的集熱器與儲水箱的分離設計擴大了太陽能熱水器的安裝范圍，成為了近年來太陽能熱水器方面的熱點研究應用項目，它通常具有以下優點:(I)熱水器得熱量高，集熱器的熱量幾乎全部用于加熱儲水箱中可利用的水，水箱得熱量高；(2)儲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行；(3)真空集熱器內無水，不結水垢，啟動迅速，響應時間快；(4)熱水器系統中熱管工質中添加防凍液，寒冷環境中亦可正常使用；(5)與建筑一體化設計，美觀大方。但是，目前的分體式太陽能熱水器大都為普通重力熱管式分體式太陽能熱水器，采用多次間接換熱的方式對儲水箱內的水進行加熱，使得系統傳熱熱阻增大，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能熱水器在傳熱距離上受到限制，很難實現真正的遠距離間接換熱，使得現在的分體式太陽能熱水器通常有一定的安裝距離限制。
實用新型內容本實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能熱水器。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:—種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱部分和儲水箱，還包括環路重力熱管，所述環路重力熱管的一端裝配于所述太陽能集熱部分內，另一端裝配于所述儲水箱內。進一步地，所述環路重力熱管包括裝配于太陽能集熱部分內的蒸發器、裝配于儲水箱內的冷凝器，還包括蒸汽管路和液體管路，所述蒸發器和冷凝器通過蒸汽管路與液體管路連接形成環路。[0009]進一步地，所述太陽能集熱部分采用熱管式真空管太陽能集熱器，所述熱管式真空管太陽能集熱器包括若干個并排連接的真空集熱管和設置在每個真空集熱管內部的普通熱管，且所述熱管式真空管太陽能集熱器的單側或兩側留有裝配所述蒸發器的空間，所述蒸發器上設有配合放置所述普通熱管釋放熱量的端口的接口。進一步地，所述空間在裝配所述蒸發器后塞滿隔熱材料。進一步地，所述熱管式真空管太陽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。進一步地，所述蒸發器和冷凝器為溝槽管或附著換熱涂層的導熱管。進一步地，所述冷凝器的形狀為利于散熱的蛇形管或螺旋形盤管。進一步地，所述冷凝器的外壁上增設有翅片或肋結構。進一步地，所述環路重力熱管由高效導熱材料制成，所述環路重力熱管的內部工質為水、乙醇或乙二醇。進一步地，所述分體式太陽能熱水器還包括裝配于儲水箱內的電輔熱裝置。采用上述技術方案，本實用新型至少具有以下優點:(I)由于采用環路重力熱管作為傳熱裝置，傳熱效率高，減少了傳熱損失，太陽能利用率高，水溫升溫快。(2)由于采用環路重力熱管作為傳熱裝置，蒸汽管路與液體管路分離，工質循環運行阻力大幅減低，減弱了距離對傳熱性能的影響，故較采用普通重力熱管的熱水器安裝距離不受限，可遠距離傳輸，布置方式靈活。(3)由于采用環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)環路重力熱管的內部工質為水、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工作，無需額外的動力裝置。( 5 )由于可選配電輔熱裝置，在冬季、陰天等太陽能提供熱量不足或熱水需求量增大時可提供足量熱水。
上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，
以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖1是本實用新型的一種分體式太陽能熱水器的結構組合圖。圖2是本實用新型的一種分體式太陽能熱水器的結構分解圖。圖3是環路重力熱管結構示意圖。圖4是儲水箱后視圖。圖5是電輔熱裝置結構示意圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，本實用新型的一種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱部分I和儲水箱3，還包括環路重力熱管2，所述環路重力熱管2的一端裝配于所述太陽能集熱部分I內，另一端裝配于所述儲水箱3內。電輔熱裝置4為該太陽能熱水器的選配設備。[0030]太陽能集熱部分I是放置在戶外收集太陽能，再將太陽能轉換成為熱能的重要裝置。因此，太陽能集熱部分I可以是常用的熱管式真空管太陽能集熱器或熱管式平板太陽能集熱器等。具體而言，如圖2中所示的太陽能集熱部分I采用熱管式真空管太陽能集熱器，包括真空集熱管11、普通熱管12和集熱管固定裝置13。若干個所述真空集熱管11通過所述集熱管固定裝置13并排固定連接，每個真空集熱管11的內部設有一個普通熱管12。太陽能集熱部分I可以一端封閉，另一端留有所述環路重力熱管2的裝配空間14，也可以兩端均留有環路重力熱管2的裝配空間，所述裝配空間14內部安放所述環路重力熱管2后用石棉等隔熱材料塞滿整個空間，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，根據需要分別配置；集熱管固定裝置13設有角度調節功能，可以根據各個季節對集熱器的安裝角度進行調節。所述環路重力熱管2是將太陽能集熱部分I吸收的熱量高效地傳遞到儲水箱3中對水進行加熱的裝置。如圖3所示，它包括裝配于太陽能集熱部分內的蒸發器21、裝配于儲水箱內的冷凝器23、還包括蒸汽管路22和液體管路24，所述蒸發器21和冷凝器23通過蒸汽管路22與液體管路24連接形成環路。所述蒸發器21上設計有配合放置所述熱管式真空管太陽能集熱器的內置普通熱管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插入所述儲水箱3的內部。工作時，當太陽能集熱部分I吸熱后，熱量通過熱管傳遞到蒸發器21，環路重力熱管2的內部工質受熱后在負壓下沸騰汽化，并沿蒸汽管路22上升，抵達冷凝器23后將熱量釋放到儲水箱3中，對水進行加熱，同時，環路重力熱管2的內部工質受到冷卻后，沿著液體管路24回到蒸發器21中，如此循環往復，環路重力熱管2依靠太陽能集熱部分I吸收的熱量并在重力的作用下完成循環工作，無需額外的動力裝置。進一步地，環路重力熱管2由高效導熱材料制成，包括但不限于銅、鋁、不銹鋼、陶瓷等金屬或非金屬高導熱系數的材料。環路重力熱管2的內部工質可以為為水、乙醇、乙二醇或其他適宜工質。所述蒸發器21和冷凝器23可以為溝槽管或附著換熱涂層的導熱管。所述冷凝器23可以根據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構等強化換熱效果。如圖1、3、4所示，所述儲水箱3作為存儲熱水的容器，也是熱量傳導的終點。為防止儲水箱3熱量的流失，儲水箱3設計有三層，分別為水箱內膽、水箱保溫層以及水箱外殼。儲水箱3上設有進水口 31、出水口 32以供太陽能熱水器正常上下水。水箱底部留有所述環路重力熱管2的冷凝器23的裝配孔。儲水箱后部設有安裝定位孔33，方便固定于墻面或其他支架上。水箱內膽一般采用不銹鋼焊接而成，超厚保溫層采用充填發泡保溫材料，外殼多用鍍鋁鋅板或彩鋼板。儲水箱3上還可以預留有自動控制裝置的裝配孔，以方便選配自動控制裝置時使用，不安裝時可堵上這些裝配孔以減少散熱。如圖2、5所示，太陽能熱水器通常選配電輔熱裝置4，以滿足冬季、陰雨天等太陽能提供熱量不足或熱水需求量增大時，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溫裝置42。對應地，儲水箱3上預留有電輔熱裝置4的裝配孔，不安裝時可堵上以減少散熱。[0035]通過采用上述技術方案，本實用新型的一種分體式太陽能熱水器，采用重力環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，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱部分和儲水箱，其特征在于，還包括環路重力熱管，所述環路重力熱管的一端裝配于所述太陽能集熱部分內，另一端裝配于所述儲水箱內。
2.根據權利要求1所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述環路重力熱管包括裝配于太陽能集熱部分內的蒸發器、裝配于儲水箱內的冷凝器，還包括蒸汽管路和液體管路，所述蒸發器和冷凝器通過蒸汽管路與液體管路連接形成環路。
3.根據權利要求2所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述太陽能集熱部分采用熱管式真空管太陽能集熱器，所述熱管式真空管太陽能集熱器包括若干個并排連接的真空集熱管和設置在每個真空集熱管內部的普通熱管，且所述熱管式真空管太陽能集熱器的單側或兩側留有裝配所述蒸發器的空間，所述蒸發器上設有配合放置所述普通熱管釋放熱量的端口的接口。
4.根據權利要求3所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述空間在裝配所述蒸發器后塞滿隔熱材料。
5.根據權利要求3所述的一種分體式 太陽能熱水器，其特征在于，所述熱管式真空管太陽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.根據權利要求2所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述蒸發器和冷凝器為溝槽管或附著換熱涂層的導熱管。
7.根據權利要求2所述的一種分體式太陽能熱水器，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.根據權利要求2所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述冷凝器的外壁上增設有翅片或肋結構。
9.根據權利要求Γ8任一項所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述環路重力熱管由高效導熱材料制成，所述環路重力熱管的內部工質為水、乙醇或乙二醇。
10.根據權利要求Γ8任一項所述的一種分體式太陽能熱水器，其特征在于，所述分體式太陽能熱水器還包括裝配于儲水箱內的電輔熱裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種分體式太陽能熱水器，包括太陽能集熱部分和儲水箱，還包括環路重力熱管，所述環路重力熱管的一端裝配于所述太陽能集熱部分內，另一端裝配于所述儲水箱內。本實用新型的一種分體式太陽能熱水器，傳熱效率高，布置方式靈活，太陽能集熱部分無超溫隱患，安全性能高。
文檔編號F24J2/32GK202973604SQ201220689568
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者李驥, 林峰, 田文凱 申請人:中國科學院大學