專利名稱：承壓式太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器，尤其是一種承壓式太陽能熱水
器，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
據(jù)申請人了解，現(xiàn)有太陽能熱水器主要有非承壓式和承壓式兩 類。非承壓式太陽能熱水器的儲水容器直接與太陽能集熱管連通，因 此用戶直接使用太陽能加熱的熱水，沒有中間換熱環(huán)節(jié)。由于儲水容
器內(nèi)沒有壓力，因此存在使用時水流沖擊力不足的缺點；此外，由于 水中無法添加防凍液，因此與太陽能集熱管連接的外置水管在寒冷季 節(jié)存在凍結(jié)的可能。承壓式太陽能熱水器的儲水容器(通常稱為內(nèi)膽) 通過換熱結(jié)構(gòu)與太陽能集熱管循環(huán)吸熱耦合連接。由于內(nèi)膽不與太陽 能集熱管直接連通，因此可以具有內(nèi)壓，從而輸出沖擊力強勁的水流； 同時太陽能集熱管的循環(huán)傳熱介質(zhì)中可以加入防凍液，,人而避免凍 結(jié)。
檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?00620087250.4的中國專利申請公布了一 種承壓式的《壁掛太陽能熱水器》，該熱水器包括分體的水箱和集熱 器，集熱器位于水箱的下方，水箱上裝有與水箱內(nèi)腔下部連通的冷水 進管和與水箱內(nèi)腔上部連通的熱水出管，集熱器包含有集熱介質(zhì)腔和 與集熱介質(zhì)腔連通的集熱管，水箱內(nèi)腔中設(shè)有與水箱內(nèi)腔密封的換熱 介質(zhì)腔，換熱介質(zhì)腔與集熱介質(zhì)腔之間連通有熱介質(zhì)管和冷介質(zhì)管， 冷水進管和熱水出管是從水箱的底面密封穿過進入水箱內(nèi)腔，熱介質(zhì) 管和冷介質(zhì)管是從水箱的底面密封穿過進入換熱介質(zhì)腔，熱介質(zhì)管的
上端口位于換熱介質(zhì)腔的中上部，冷介質(zhì)管的下端口位于集熱介質(zhì)腔 的下端，在熱介質(zhì)管位于換熱介質(zhì)腔的內(nèi)端上套裝有隔熱套管。
實驗證明，這種熱水器雖然安裝方便，但因設(shè)置"膽中膽"而工 藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜、減小了內(nèi)膽的存水空間，而且換熱效率及熱水得量均不 夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有承壓式太陽能熱水器存在的缺 點，通過結(jié)構(gòu)改進，提出一種換熱效率高的承壓式太陽能熱水器，從 而提高熱水得量。
為了達到以上目的，本發(fā)明的承壓式太陽能熱水器包括儲水內(nèi)膽 和具有輸液口與回液口的太陽能集熱裝置，所述內(nèi)膽的底部設(shè)置具有 進水口和出水口的換熱腔，所述換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共
面，所述太陽能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進水 口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回if各。
將換熱腔設(shè)置在內(nèi)膽底部顯然結(jié)構(gòu)較為簡單，并且不減小內(nèi)膽的 儲水空間。更為重要的是，內(nèi)膽和換熱腔中，由于溫度較高和較低的 水分別具有上升和下降的趨勢，因此其共面處的上表面始終與內(nèi)膽中 溫度最低的水接觸，而下表面始終與換熱腔中溫度最高的水接觸，從 而因共面處上下形成了最大溫差而獲得最佳換熱效果，顯著提高熱水 得量。
本發(fā)明的進一步完善是，所述共面為上凸球冠狀，這樣不僅可以 盡可能增加熱交換面積，而且使換熱腔中上表面的熱水產(chǎn)生由周邊向 球冠中部集聚的趨勢，進一步提高了換熱效率。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一 步的說明。
圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例為一種內(nèi)膽承壓的壁掛式太陽能熱水器，如圖l所示，
主要由儲水內(nèi)膽和太陽能集熱裝置構(gòu)成。包裹保溫層1的內(nèi)膽2呈豎 立圓柱狀，上部設(shè)有接熱水龍頭的熱水出水管3，下部設(shè)有接自來水 源的冷水進水管4，因此其中具有一定的內(nèi)壓。內(nèi)膽2的圓柱主體7 底部嵌入上部呈上凸球冠狀的膽底6。該膽底6向下延伸出圓柱段， 該圓柱段的外徑與圓柱主體7的內(nèi)徑成緊配合，因此圓柱主體7的底 邊與圓柱段的外圓可以通過角焊形成理想的密封連接。在此基礎(chǔ)上， 膽底6圓柱段形成的內(nèi)凹中嵌入底蓋8，底蓋8的外徑與圓柱段的內(nèi) 徑也成緊配合，因此圓柱段的底邊與底蓋外圓也可以通過角焊形成理 想的密封連接，制造工藝切實可行。結(jié)果，在內(nèi)膽2底部形成了換熱 腔20。該換熱腔的底部設(shè)有進水口 19和出水口 18,其上表面與內(nèi)膽 的底表面共面。
太陽能集熱裝置為非常適合安置在陽臺外側(cè)的壁掛式太陽能集 熱器，該集熱器含有一組水平的真空管10,真空管10的兩端分別插 裝支撐在垂直的尾托架9和聯(lián)箱外殼12上。聯(lián)箱外殼12中固定有分 別與真空管內(nèi)腔換熱介質(zhì)液連通的聯(lián)箱內(nèi)管11。太陽能集熱器的聯(lián) 箱內(nèi)管11^沒有輸液口 16和回液口 17，分別與換熱腔的進水口 19和 出水口18連通，構(gòu)成熱交換的循環(huán)回路。
工作時，各真空管IO吸收的太陽能通過管中換熱介質(zhì)液的熱虹 吸作用集聚到聯(lián)箱內(nèi)管11。接著，具有較高溫度的換熱介質(zhì)液通過 熱循環(huán)液管15上升到換熱腔20，而換熱腔20中溫度較低的換熱介 質(zhì)液則通過冷循環(huán)液管14回流到聯(lián)箱內(nèi)管11中。進入換熱腔20的 換熱介質(zhì)液始終處于上升并具有集聚到中部的趨勢，從而與內(nèi)膽中向 下沉降的低溫水在膽底6的球冠面上下形成最大的溫差，產(chǎn)生最佳的 熱交換效果。實驗表明，本實施例的熱水得量比通規(guī)格的現(xiàn)有產(chǎn)品提 高30-50%,效果十分顯著。
此外，為了避免換熱介質(zhì)液的熱膨脹導(dǎo)致真空管產(chǎn)生內(nèi)壓以及換 熱介質(zhì)液損:耗導(dǎo)致的熱交換效率下降，換熱腔20還通過補液管21
與外置的膨脹罐22連通，這樣可以一舉兩得地解決上述問題。 總之，本實施例具有以下主要優(yōu)點
1、 高效換熱由于內(nèi)膽底部與換熱腔上部形成對流換熱效應(yīng)，且 球冠狀換熱面增大了有效換熱面積，因此換熱效率明顯高于常 規(guī)的傳導(dǎo)或輻射換熱，顯著提高的熱水得量。
2、 成本經(jīng)濟結(jié)構(gòu)簡單，工業(yè)切實可行，制造成本明顯低于現(xiàn)有
"膽中膽"或盤管換熱結(jié)構(gòu)，且不占內(nèi)膽的儲水空間。
3、 半自動補液在膨脹罐內(nèi)預(yù)留半罐添加防凍液的換熱介質(zhì)液，， /人而通過落差實現(xiàn)自動補液。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。例如，所述換 熱腔的上表面可以設(shè)有伸入到內(nèi)膽中的內(nèi)置膨脹罐(如煙管)，以取 代外置的膨脹罐22;再如，循環(huán)回路中裝有換熱循環(huán)泵，等等。凡 采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護 范圍。
權(quán)利要求
1.一種承壓式太陽能熱水器，包括內(nèi)膽和具有輸液口與回液口的太陽能集熱裝置，其特征在于所述內(nèi)膽的底部設(shè)置具有進水口和出水口的換熱腔，所述換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共面，所述太陽能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進水口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述共面為上凸球冠狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于 所述換熱腔通過補液管與外置的膨脹罐連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于 所述換熱腔的上表面設(shè)有伸入到內(nèi)膽中的內(nèi)置膨脹罐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述太陽能集熱裝置為壁掛式太陽能集熱器，所述集熱器含有一組水平 真空管，所述真空管的兩端分別插裝支撐在垂直的尾托架和聯(lián)箱外殼 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述聯(lián)箱外殼中固定有分別與真空管內(nèi)腔換熱介質(zhì)液連通的聯(lián)箱內(nèi)管， 所述聯(lián)箱內(nèi)管設(shè)有輸液口和回液口 ，分別與換熱腔的進水口和出水口 連通，構(gòu)成熱交換的循環(huán)回路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述內(nèi)膽的圓柱主體底部嵌入上部呈上凸球冠狀的膽底，所述膽底向下 延伸出圓柱段，所述圓柱段的外徑與所述圓柱主體的內(nèi)徑成緊配合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述膽底圓柱^敬形成的內(nèi)凹中嵌入底蓋，所述底蓋的外徑與所述圓柱賴: 的內(nèi)徑成緊配合，形成內(nèi)膽底部的換熱腔。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述圓柱主體的底邊與所述圓柱段的外圓以及所述圓柱段的底邊與所 述底蓋的外圓分別通過角焊密封連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述承壓式太陽能熱水器，其特征在于所 述循環(huán)回5^中裝有換熱循環(huán)泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種承壓式太陽能熱水器，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該熱水器包括儲水內(nèi)膽和具有輸液口與回液口的太陽能集熱裝置，內(nèi)膽的底部設(shè)置具有進水口和出水口的換熱腔，換熱腔的上表面與內(nèi)膽的底表面共面，太陽能集熱裝置的輸液口和回液口分別與所述換熱腔的進水口和出水口連通，構(gòu)成循環(huán)回路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)較為簡單，不減小內(nèi)膽的儲水空間，并且內(nèi)膽和換熱腔中，由于溫度較高和較低的水分別具有上升和下降的趨勢，因此其共面處的上表面始終與內(nèi)膽中溫度最低的水接觸，而下表面始終與換熱腔中溫度最高的水接觸，從而因共面處上下形成了最大溫差而獲得最佳換熱效果，顯著提高熱水得量。
文檔編號F24J2/46GK101354194SQ20081019606
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者萬華新, 敖凱平, 李余錢, 章友根 申請人:艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司