專利名稱：承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱利用中一種真空管太陽熱水器，尤其是一種承壓雙循環(huán) 直插式真空管太陽熱水器。
背景技術(shù)：
目前，市場上最常見的直插式真空管太陽熱水器，多為非承壓單循環(huán)式，它 結(jié)構(gòu)簡單，售價低，市場占有率非常高。由于它的空曬溫度很高，所以在空曬 狀態(tài)下上水常常引起炸管，由于它不能承壓，使用一次就必須上一次水，操作
非常麻煩，如果增加水位自動控制系統(tǒng)，既增加了產(chǎn)品的成本，又降低—jf系統(tǒng) 的可靠性，還減少了系統(tǒng)的使用壽命。由于是單循環(huán)，所以它沒有抗凍性，又 因管內(nèi)易結(jié)垢而導(dǎo)致其傳熱效率下降和使用壽命縮短，雖然熱管式真空集熱管 屬雙循環(huán)工作方式，由于它的冷凝端面積很小且工作溫度很高，所以它的冷凝 端特別容易結(jié)垢而使其傳熱效率大大下降，況且其價格也難以被普通用戶所接 受。

發(fā)明內(nèi)容
為了充分發(fā)揮直插式真空集熱管太陽熱水l^的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，本發(fā)明提 供/ - 種結(jié)構(gòu)簡單、造價低、高效、承壓、雙循環(huán)、永不結(jié)垢的承壓雙循環(huán)直 插式真空集熱管太陽熱水器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將集水管與水箱一體化制造，使 水箱壁的一部分成為集水管的共用部分，有光照時，集水管中的循環(huán)液通過其 共用水箱壁將水箱內(nèi)的水加熱，在系統(tǒng)中，水箱是承壓的，其工作方式為頂
水式，集水管是非承壓的，其工作方式與直插式真空集熱管太陽熱水器工作方 式相同。
本發(fā)明的有益效果是，水箱壁的一部分又是集水管的一部分，使水箱壁成了 一個熱交換器，這樣既節(jié)約了原材料，乂提高了傳熱效率。
本發(fā)明的真空集熱管內(nèi)永遠(yuǎn)充滿了抗凍循環(huán)液，在高寒地區(qū)工作也不會凍壞 真空集熱管，且空曬不炸管。
本發(fā)明系承壓雙循環(huán)工作制式，加熱循環(huán)液系抗凍劑，真空集熱管內(nèi)可永不 結(jié)垢。
本發(fā)明的進(jìn)/供水系統(tǒng)處于承壓工作狀態(tài)，不但可以省去水位自動控制系 統(tǒng)，而且還有操作簡單，噴淋壓力高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明有足夠大的熱交換面積，因而熱阻小且熱交換溫度低，熱交換面上不 易結(jié)垢，可永遠(yuǎn)保持較高的熱交換效率。
本發(fā)明承壓、抗凍、高效、低成本、雙循環(huán)，適合溫帶、寒帶及高寒地區(qū)使 用，是直插式真空集熱管太陽熱水器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，有廣闊的市場前景。


F面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn) 一步說明。
圖l是一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。
圖2是圖1的A—A剖面示意圖。
圖3是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖4是圖3的B —B剖面示意圖。
圖5是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖6是圖5的C一C剖面示意圖。
圖7是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖8是圖7的D—D剖面示意圖。
圖9是又 種承壓雙循環(huán)直插式良空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖10是圖9的E—E剖面示意圖。
圖11是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖12是圖11的F--F剖面示意圖。
圖13是又--'種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖14是圖13的G~G剖面示意圖。
圖15是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖16是圖15的H--H剖面示意圖。
圖17是又--種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖18是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖19是圖18的I—I剖面示意圖。
圖20是又一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器的剖面示意圖。 圖屮l.尾托盒，2.真空集熱管，3.水箱外殼，4.管，5.水箱端蓋，6.水箱 端蓋，7.循環(huán)液加入管，8.保溫層，9.水箱，IO.出熱水管，ll.循環(huán)液加入管， 12.水箱端蓋，13.水箱端蓋，14.管，15.水箱壁ra陷，16.弧形板，17.支架， 18.進(jìn)冷水管，19.弧形板，20.水箱壁波浪形凹陷，21.管，22.水箱端蓋，23. 水箱端蓋，24.循環(huán)液加入管，25.水箱，26.出熱水管，27.進(jìn)冷水管，28.弧形 板，29.水箱壁花瓣形凹陷，30.循環(huán)液加入管，31.水箱，32.弧形板，33.水箱 壁弧形凹陷，34.管，35.換熱管，36.水箱，37.循環(huán)液加入管，38.管，3.9.槽， 40.保溫材料，41.水箱外殼，42.槽，43.水箱，44.水箱端蓋，45.水箱端蓋， 46.循環(huán)液加入管，47.出熱水管，48.循環(huán)液加入管，49.水箱端蓋，50.水箱端 蓋，51.集水管，52.進(jìn)冷水管，53.水箱外殼，54.槽，55.水箱，56.循環(huán)液加 入管，57.槽，58.水箱外殼，59.槽，60.水箱，61.水箱端蓋，62.水箱端蓋， 63.循環(huán)液加入管，64.真空集熱管，65.保溫集水管，66.管，67.循環(huán)液管，
68.水箱端蓋，69.進(jìn)冷水管，70.出熱水管，71.環(huán)形符，72.水箱，73.水箱壁 內(nèi)的孔，74.水箱延長接頭，75.循環(huán)液加入管，76.保溫材料，77.水箱外殼，78. 水箱端蓋，79.環(huán)形孔，80.循環(huán)液管，81.管，82.管，83.管，84.水箱端蓋， 85.金屬螺旋接口，86.環(huán)形孔，87.水箱，88.水箱壁內(nèi)的孔，89.環(huán)形孔，卯. 管，91.保溫膨脹液箱，92.循環(huán)液加入管，93.出熱水管，94.水箱端蓋，95. 金屬螺旋接口， 96.保溫集水管，97.管，訴.管，99.水箱端蓋，IOO.水箱端蓋， 101.管，102.管,103.水箱端蓋，104.水箱端蓋，105.循環(huán)液加入管，106.保 溫膨脹液箱，107.出熱水管，108.水箱，109.進(jìn)冷水管，IIO.保溫集水管,111. 管，112.水箱端蓋，113.水箱端蓋，114.循環(huán)液加入管，115.水箱，116.水箱端蓋， 117.出熱水管，118.進(jìn)冷水管，119.管，120.保溫集水管。
具體實(shí)施例方式
圖l、圖2共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器真空集熱 管(2)的尾部安裝在尾托盒(1)內(nèi)。真空集熱管(2)的頭部安裝在弧形板(16) 與水箱壁凹陷(15)共同圍成的集水管內(nèi)。水箱端蓋(6)的四陷與水箱壁凹陷
(15)相吻合，這兩個凹陷與弧形板(16)、水箱端蓋(5)并同圍成管(4)。 水箱端蓋(5)、水箱端蓋(6)分別與水箱(9)同定在一起后形成一個空間， 這個空間的下部通過管(4)與集水管相連通，上部通過循環(huán)液加入管(7)與 大氣相連通。水箱端蓋(12)的凹陷與水箱壁凹陷(15)相吻合，這兩個凹陷 與弧形板(16)、水箱端蓋(13)共同圍成管(14)。水箱端蓋(12)、水箱端蓋
(13)分別與水箱(9)固定在一起后形成一個空間，這個空間的下部通過管(14) 與集水管相連通，上部通過循環(huán)液加入管(11)與大氣相連通。水箱外殼(3) 與水箱(9)之間填充有保溫材料(8)。出熱水管(10)與水箱(9)的上部相 連通。水箱外殼(3)安放在支架(17)上。進(jìn)冷水管(18)與水箱(9)的下 部相連通。使用前，先從循環(huán)液加入管(7)加入抗凍循環(huán)液，將進(jìn)冷水管與自 來水管接通，將出熱水管與熱水供應(yīng)系統(tǒng)的管接通，有光照時，被真空集熱管 加熱的循環(huán)液通過水箱壁的凹陷部分和水箱的兩端頭將水箱中的水加熱。
圖3、圖4共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器弧形板(19) 上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(25)固定在一起后，與水箱壁波 浪形凹陷(20)共同圍成集水管。水箱壁波浪形凹陷可為^IH形、鋸齒形和不規(guī) 則形。水箱端蘼(23)的M陷與水箱壁波浪形凹陷(20)相吻合，這兩個凹陷 與弧形板(19)、水箱端蓋(22)共同圍成管(21)。水箱端蓋(22)、水箱端蓋 (23)分別與水箱(25)固定在--起后形成一個空間，這個空間的下部通過管 (21)與集水管相連通，上部逋過循環(huán)液加入管(24)與大氣相連通。
圖5、圖6共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器:弧形板(28) 上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(31)固定在一起后，與水箱壁花 瓣形凹陷(29)共同圍成集水管。循環(huán)液加入管(30) —端與集水管上部相連 通，另一端與大氣相連通。
圖7、圖8共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器:弧形板(32) 上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(36)固定在一起后，與水箱壁弧 形凹陷(33)共同圍成集水管。換熱管(35)通過管(34)、 (38)與集水管上 部相連通，循環(huán)液加入管(37)-—端與換熱管上部相連通，另一端與大氣枏連 通。使用前，先經(jīng)循環(huán)液加入管(37)加滿循環(huán)液，有光照時，集水管屮的循 環(huán)液被加熱，熱循環(huán)液經(jīng)管(34)、換熱管(35)、管(38)回到集水管完成換 熱循環(huán)， 部分熱量通過水箱壁弧形凹陷(33)傳給水箱中的水。
圖9、圖10共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器槽(42) 上開有多個真空集熱管插孔，水銪端蓋(44)、水箱端蓋(49)與水箱(43)連 接在一起后組成一個承壓水箱。槽(42)、水箱端蓋(45)、水箱端蓋(50)與 水箱(43)共同圍成一個空間為集水管(51)。循環(huán)液加入管(46)、循環(huán)液加
入管(48) —端與集水管(51)相連通，另一端與大氣相連通。槽(39)上開 有多個真空集熱管插孔，它與水箱外殼(41)固定在一起后圍成一個空間，這 個空間內(nèi)填充有保溫材料(40)。
圖11、圖12共同描述了--種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器槽(54) 上開有多個真空集熱管插孔，槽與水箱(55)固定在一起共同圍成一個空間為 集水管。集水管的上部通過循環(huán)液加入管(56)與大氣相連通。
圖13、圖14共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器水箱端 蓋(62)與水箱(60)固定在一起后形成一個承壓水箱。槽(59)上開有多個 真空集熱管插孔，槽(59)、水箱端蓋(61)與水箱(60)共同圍成一個空間為 集水管。集水管上部通過循環(huán)液加入管(63)與大氣相連通。槽(57)上開有 多個真空集熱管插孔，它與水箱外殼(58)固定在 起后圍成 個空間。
圖15、圖16共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器:水箱(72) 及其端蓋(68)、 (78)可用金屬或高分子材料制成，當(dāng)它使用金屬材料制造時， 可釆用擠出或澆鑄工藝成型，水箱兩端蓋與箱體可采用蠊旋+膠接的方式聯(lián)接。 當(dāng)它使用高分子材料制造時，可采用擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋(68)、 (78)上的環(huán)形槽與箱體(72)熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后 形成環(huán)形孔(71)、 (79)，環(huán)形孔與水箱壁內(nèi)的孔(73)相互連通，？L (73)的 橫斷面為圓形、橢圓形、三角形、多邊形。環(huán)形孔(71)、 (79)分別與循環(huán)液 管(67)、 (80)相連通。循環(huán)液管(67)通過管(66)與保溫集水管(65)相 連通。循環(huán)液管(80)通過管(81)與保溫集水管(65)相連通。水箱延長接 頭(74)與水箱(72)連接在一起。有光照時，被真空集熱管加熱了的循環(huán)液， 經(jīng)管(66)、循環(huán)液管(67)、環(huán)形孔(71)、水箱壁內(nèi)的孔(73)、環(huán)形孔(79)、 循環(huán)液管(80)、管(81)到保溫集水管(65)完成加熱循環(huán)，熱循環(huán)液經(jīng)水箱 壁內(nèi)的孔(73)時，通過水箱壁與水箱內(nèi)的水發(fā)生熱交換使水溫升島。
圖17描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器水箱(87)及其端 蓋(84)、 (94)可用金屬或高分子材料制成，當(dāng)它使用金屬材料制造時，可采 用擠出或澆鑄工藝成型，水箱兩端蓋與箱體可采用螺旋+膠接的方式聯(lián)接。當(dāng)它 使用高分子材料制造時，可釆用擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋(84)、 (94) 上的環(huán)形槽與水箱(87)熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后形成環(huán) 形孔(86)、 (89),環(huán)形孔與水箱壁內(nèi)的孔(88)相互連通，孔(88)的橫斷面 可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形。環(huán)形孔(86)通過管(82)、 (83)與保 溫集水管(96)相連通。有光照時，被真空集熱管加熱了的抗凍循環(huán)液，經(jīng)管 (83)、環(huán)形孔(86)、水箱壁內(nèi)的孔(88)、環(huán)形孔(89)、水箱壁內(nèi)的孔(88)、 管(82)到保溫集水管(96)完成加熱循環(huán)，熱循環(huán)液經(jīng)水箱壁內(nèi)的孔(88) 時，通過水箱壁與水箱內(nèi)的水發(fā)生熱交換使水溫升高。
圖18、圖19共同描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器水箱端 蓋(99)、水箱端蓋(100)分別與水箱(108)同定在-起后形成一個空間，這 個空間的下部通過管(97)、(訴)與保溫集水管(110)相連通，上部通過管(102) 進(jìn)入水箱端蓋(103)、 (104)分別與水箱(108)固定在 起后形成空間的下部， 水箱端蓋(103)、水箱端蓋(104)分別與水箱(108)固定在一起后形成一個 空間，這個空間的下部通過管(101),與水箱端蓋(99)、 (100)形成空間的上 部相連通，這個空間的上部通過管與保溫膨脹液箱(106)相連通。有光照時， 真空集熱管把保溫集水管中的抗凍循環(huán)液加熱，熱循環(huán)液經(jīng)管(98)進(jìn)入水箱 端蓋(99)、 (100)形成空間的下部，再經(jīng)管(102)，水箱端蓋(103)、 (104) 圍成的空間，管(101)，水箱端蓋(99)、 (100)圍成的空間，管(97)，到保 溫集水管(110)完成加熱循環(huán)。
圖20描述了一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器水箱端蓋(112)、 水箱端蓋(113)分別與水箱(115)固定在一起后形成一個空間，這個空間通
過管(111)、管(119)與保溫集水管(120)相連通，有光照時，真空集熱管把 保溫集水管中的抗凍循環(huán)液加熱，熱循環(huán)液經(jīng)管(119)進(jìn)入水箱端蓋(112)、 水箱端蓋(113)形成空間的上部，通過水箱端蓋(113)將水箱中的水加熱。 被冷卻的循環(huán)液經(jīng)管(111)回到保溫集水管。
權(quán)利要求
1.一種承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器，由真空集熱管、集水管、保溫水箱及其管道系統(tǒng)組成，其特征是a.真空集熱管(2)的頭部安裝在弧形板(16)與水箱壁凹陷(15)共同圍成的集水管內(nèi)。水箱端蓋(6)的凹陷與水箱壁凹陷(15)相吻合，這兩個凹陷與弧形板(16)、水箱端蓋(5)共同圍成管(4)。水箱端蓋(5)、水箱端蓋(6)分別與水箱(9)固定在一起后圍成一個空間，這個空間的下部通過管(4)與集水管相連通，上部通過循環(huán)液加入管(7)與大氣相連通。水箱端蓋(12)的凹陷與水箱壁凹陷(15)相吻合，這兩個凹陷與弧形板(16)、水箱端蓋(13)共同圍成管(14)。水箱端蓋(12)、水箱端蓋(13)分別與水箱(9)固定在一起后形成一個空間，這個空間的下部通過管(14)與集水管相連通，上部通過循環(huán)液加入管(11)與大氣相連通。b.弧形板(19)上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(25)固定在一起后，與水箱壁波浪形凹陷(20)共同圍成集水管。水箱壁波浪形凹陷可為弧形、鋸齒形和不規(guī)則形。水箱端蓋(23)的凹陷與水箱壁波浪形凹陷(20)相吻合，這兩個凹陷與弧形板(19)、水箱端蓋(22)共同圍成管(21)。水箱端蓋(22)、水箱端蓋(23)分別與水箱(25)固定在一起后形成一個空間，這個空間的下部通過管(21)與集水管相連通，上部通過循環(huán)液加入管(24)與大氣相連通。c.弧形板(28)上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(31)固定在一起后，與水箱壁花瓣形凹陷(29)共同圍成集水管。循環(huán)液加入管(30)一端與集水管上部相連通，另一端與大氣相連通。d.弧形板(32)上開有多個真空集熱管插孔，弧形板與水箱(36)固定在一起后，與水箱壁弧形凹陷(33)共同圍成集水管。換熱管(35)通過管(34)、(38)與集水管上部相連通，循環(huán)液加入管(37)一端與換熱管上部相連通，另一端與大氣相連通。e.槽(42)上開有多個真空集熱管插孔，水箱端蓋(44)、水箱端蓋(49)與水箱(43)連接在一起后組成一個承壓水箱。槽(42)、水箱端蓋(45)、水箱端蓋(50)與水箱(43)共同圍成一個空間為集水管(51)。循環(huán)液加入管(46)、循環(huán)液加入管(48)一端與集水管(51)相連通，另一端與大氣相連通。槽(39)上開有多個真空集熱管插孔，它與水箱外殼(41)固定在一起后圍成一個空間，這個空間內(nèi)填充有保溫材料(40)。f.槽(54)上開有多個真空集熱管插孔，槽與水箱(55)固定在一起共同圍成一個空間為集水管。集水管的上部通過循環(huán)液加入管(56)與大氣相連通。g.水箱端蓋(62)與水箱(60)固定在一起后形成一個承壓水箱。槽(59)上開有多個真空集熱管插孔，槽(59)、水箱端蓋(61)與水箱(60)共同圍成一個空間為集水管。集水管上部通過循環(huán)液加入管(63)與大氣相連通。槽(57)上開有多個真空集熱管插孔，它與水箱外殼(58)固定在一起后圍成一個空間。h.水箱(72)及其端蓋(68)、(78)可用金屬或高分子材料制成，當(dāng)它使用金屬材料制造時，采用擠出或澆鑄工藝成型，水箱兩端蓋與箱體可采用螺旋+膠接的方式聯(lián)接。當(dāng)它使用高分子材料制造時，采用擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋(68)、(78)上的環(huán)形槽與箱體(72)熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后形成環(huán)形孔(71)、(79)，環(huán)形孔與水箱壁內(nèi)的孔(73)相互連通，孔(73)的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形。環(huán)形孔(71)、(79)分別與循環(huán)液管(67)、(80)相連通。循環(huán)液管(67)通過管(66)與保溫集水管(65)相連通。循環(huán)液管(80)通過管(81)與保溫集水管(65)相連通。水箱延長接頭(74)與水箱(72)連接在一起。i.水箱(87)及其端蓋(84)、(94)可用金屬或高分子材料制成，當(dāng)它使用金屬材料制造時，采用擠出或澆鑄工藝成型，水箱兩端蓋與箱體可采用螺旋+膠接的方式聯(lián)接。當(dāng)它使用高分子材料制造時，采用擠出或注塑工藝成型，水箱兩端蓋(84)、(94)上的環(huán)形槽與水箱(87)熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后形成環(huán)形孔(86)、(89)，環(huán)形孔與水箱壁內(nèi)的孔(88)相互連通，孔(88)的橫斷面可為圓形、橢圓形、三角形、多邊形。環(huán)形孔(86)通過管(82)、(83)與保溫集水管(96)相連通。j.水箱端蓋(99)、水箱端蓋(100)分別與水箱(108)固定在一起后形成一個空間，這個空間的下部通過管(97)、(98)與保溫集水管(110)相連通，上部通過管(102)進(jìn)入水箱端蓋(103)、(104)分別與水箱(108)固定在一起后形成空間的下部，水箱端蓋(103)、水箱端蓋(104)分別與水箱(108)固定在一起后形成一個空間，這個空間的下部通過管(101)，與水箱端蓋(99)、(100)形成空間的上部相連通，這個空間的上部通過管與保溫膨脹液箱(106)相連通。k.水箱端蓋(112)、水箱端蓋(113)分別與水箱(115)固定在一起后形成一個空間，這個空間通過管(111)、管(119)與保溫集水管(120)相連通。
全文摘要
一種由真空集熱管、集水管、保溫水箱及其管道系統(tǒng)組成的承壓雙循環(huán)直插式真空管太陽熱水器，將集水管與水箱一體化制造，使一部分水箱壁成了熱交換器，這樣既節(jié)約了原材料，又提高了傳熱效率。在系統(tǒng)中，水箱是承壓的，可省去水位自動控制系統(tǒng)，有噴淋壓力高，系統(tǒng)壽命長，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)，加熱循環(huán)系統(tǒng)是非承壓的，有熱阻小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的真空管中充滿循環(huán)液，在高寒地區(qū)使用不會凍壞真空管，空曬不炸管。本發(fā)明熱交換面積大，熱交換溫度低，熱交換面上不易結(jié)垢，可永遠(yuǎn)保持較高的傳熱效率。本發(fā)明承壓、抗凍、高效、低成本，雙循環(huán)，是直插式真空管太陽熱水器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，有廣闊的市場前景。
文檔編號F24J2/24GK101113845SQ20061001777
公開日2008年1月30日 申請日期2006年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月27日
發(fā)明者嵩 侯, 侯國山, 侯穎賢, 侯穎穎, 平 王 申請人:侯國山