CN101769639A - 双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器。其主要采用在支架上设有水箱外胆，水箱外胆内设有换热内胆，换热内胆包围承压内胆的下部；水箱外胆上设有副水箱，副水箱的底端设有注液水嘴；水箱外胆上设有排气水嘴，换热内胆与排气水嘴、副水箱均相连通；水箱外胆的一端分别设有热水出口与冷水进口，热水出口与冷水进口均与承压内胆相连通；支撑板上设有玻璃真空集热管，玻璃真空集热管的一端穿过水箱外胆，伸入换热内胆内，另一端与位于支撑板上的护托相固定；玻璃真空集热管与换热内胆相连通。本发明由于采用玻璃真空管直接加热，换热内胆敞口运行，结构简单、易加工、成本低、寿命长、无过热、无不凝性气体产生、加热性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器，尤其是一种双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，属于太阳能热水器的技术领域。
背景技术
目前，市场上太阳能热水器主要分为家用非承压太阳能热水器和承压型太阳能热水器两类，承压型太阳能热水器又分为一体承压太阳能热水器和分体承压太阳能热水器两种。一体承压型太阳能水器多数采用全玻璃真空管内衬金属超导热管或玻璃金属真空集热管(以下简称玻璃金属热管)做集热器；分体承压热水器多数采用玻璃金属热管或玻璃真空管内衬金属直流管(简称直流管)或玻璃真空管内衬U形管(简称U形管)做集热器。家用非承压太阳能热水器具有运行稳定，集热效率高，成本低等优点，在我国中低端市场占有主导地位，但对用水舒适性要求较高的用户家用非承压太阳能热水器不能满足用户要求。承压型热水器因其具有使用方便、使用舒适性高、安装位置灵活多样等优点，在太阳能高端市场占主导地位，但因其运行不够稳定并且价格较高，其市场推广受到一定的制约。
所述家用非承压太阳能热水器的特点为：运行稳定，集热效率高；价格低，性价比高；非承压运行，楼层落差较低的用户，用水舒适性不能满足要求。
所述一体承压太阳能热水器存在以下不足：
1.热管冷凝端或散热端直接伸入水箱内胆中，在冷凝端或散热端易生成水垢，长时间运行影响整个系统集热性能；
2.整个系统处于空晒状态时，热管冷凝端或散热端温度高达270℃以上，影响冷凝端或散热端接口周围搪瓷层或树脂层，进而影响整个系统防腐蚀性能；
3.由于玻璃真空集热管里没有水(或工质)，当长时间用水量较少时，玻璃真空集热管处于空晒状态，高温状态下影响金属超导热管和玻璃真空集热管真空度，进而影响系统集热性能；
4.金属超导热管冷凝端易产生不凝结性气体，影响超导热管传热，进而影响整个系统集热性能；
5.冷凝端或散热端接口较多，焊接点较多，腐蚀渗漏几率较大；
6.金属超导热管采用紫铜加工而成，成本较高；
所述分体承压型太阳能热水器主要存在以下几个问题：
1.热管冷凝端容易产生不凝结气体，影响传热性能，进而影响整个系统热性能；
2.全玻璃真空集热管内不走水(或工质)，当长时间用水量较少时，集热器处于空晒状态，影响金属超导热管和全玻璃真空管真空度，进而影响系统集热性能；
3.直流管集热器，连接口较多，存在工质渗漏的隐患；
4.在系统运行过程中，工质高温汽化，产生气阻，影响系统运行，同时汽化后工质减少，工质量不足影响集热性能；
5.分体承压系统包括集成泵站、控制器、集热管道等，系统成本高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其运行稳定，集热效率高，加工制造方便。
按照本发明提供的技术方案，所述双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，包括支架及与支架固定连接的支撑板；所述支架上设有水箱外胆，所述水箱外胆内设有换热内胆，所述换热内胆包围承压内胆的下部，并与承压内胆紧密接触；所述水箱外胆上设有副水箱，所述副水箱的底端设有注液水嘴，副水箱通过注液水嘴与水箱外胆相固定；所述水箱外胆上设有排气水嘴，所述换热内胆与排气水嘴、副水箱均相连通；所述水箱外胆的一端分别设有热水出口与冷水进口，所述热水出口与冷水进口均与承压内胆相连通；所述支撑板上设有玻璃真空集热管，所述玻璃真空集热管的一端穿过水箱外胆，伸入换热内胆内，另一端与位于支撑板上的护托相固定；所述玻璃真空集热管与换热内胆相连通，玻璃真空集热管能够相对换热内胆移动。
所述换热内胆的一端设有注液口，所述注液口通过第二连接管件与注液水嘴相连通。所述换热内胆上设有排气口，所述排气口通过第一连接管件与排气水嘴相连通。所述排气水嘴上设有排气管。
所述承压内胆对应于设有热水出口、冷水进口的另一端设有内盖。所述水箱外胆内设有保温层。所述水箱外胆对应于设有热水出口、冷水进口的另一端设有外盖。所述支撑板上设有尾架，所述尾架上设有护托。所述副水箱内设有浮球，所述浮球与副水箱上的进液阀相连，所述浮球能够在副水箱内移动。
本发明的优点：采用玻璃真空管直接加热，换热内胆敞口运行，结构简单、易加工、成本低、寿命长、无过热、无不凝性气体产生、加热性能稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为图1的B-B向剖视图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1～图3所示：本发明包括排气水嘴1、排气管2、保温层3、水箱外胆4、承压内胆5、副水箱6、热水出口7、冷水进口8、换热内胆9、注液水嘴10、玻璃真空集热管11、护托12、尾架13、支架14、内盖15、外盖16、第一连接管件17、注液口18、排气口19、支撑板20、第二连接管件21、浮球22及进液阀23。
如图1和图2所示：所述支架14上设有水箱外胆4，支架14用于支撑水箱外胆4。所述水箱外胆4的下部设有换热内胆9，换热内胆9能够收容加热工质，用于吸收玻璃真空集热管11的能量，并对承压内胆5内的冷水进行加热。所述换热内胆9包围承压内胆5的下部，换热内胆9与承压内胆5相紧密接触，确保换热内胆9内的加热工质与承压内胆5进行有效地热交换；所述换热内胆9内的加热工质用于与承压内胆5内的液体进行热交换，实现对承压内胆5内的冷水进行加热。所述水箱外胆4上设有副水箱6，副水箱6的底端上有注液水嘴10，副水箱6利用注液水嘴10与水箱外胆4相固定。所述注液水嘴10利用第二连接管件21与换热内胆9上的注液口18相连，所述换热内胆9与副水箱6相连通。所述副水箱6可以向换热内胆9进行注入加热工质，保证了换热内胆9内加热工质的总量，避免换热内胆9处于负压运行的状态。
所述水箱外胆4的一端设有热水出口7与冷水进口8，热水出口7与冷水进口8与承压内胆5相连通，分别用于释放承压内胆5内的热水与向承压内胆5内注入需要加热的冷水。所述承压内胆5对应于设有热水出口7与冷水进口8的另一端设有内盖15，水箱外胆4对应于内盖15的一端设有外盖16。所述水箱外胆4内设有保温层3，能够对承压内胆5内的加热热水进行保温，减少承压内胆5向外的散热，使承压内胆5内的热水温度能够保持较长的时间。
如图1和图3所示：所述换热内胆9对应于设有注液口18的另一端设有排气口19。所述水箱外胆4对应于设有副水箱6的另一端设有排气水嘴1，排气水嘴1利用第一连接管件17与换热内胆9上的排气口19相连通，用于排出换热内胆9内加热工质因温度升高产生的蒸汽，避免换热内胆9工作在正压运行状态。所述排气水嘴1上设有排气管2。所述副水箱6内设有浮球22，浮球22与进液阀23相连，浮球22能够在副水箱6内移动，自动控制进液阀23的进液，使副水箱6与换热内胆9保持稳定的运行状态。
所述支撑板20的下端设有尾架13，尾架13上设有护托12。所述支撑板20上设有若干玻璃真空集热管11，玻璃真空集热管11与支撑板11相平行放置。所述玻璃真空集热管11的一端穿过水箱外胆4外壁，伸入换热内胆9内，玻璃真空集热管11的另一端与护托12相固定。所述玻璃真空管集热管11与换热内胆9相连通，换热内胆9内的加热工质能够进入玻璃真空集热管11内，避免玻璃真空集热管11的空晒。所述护托12能够相对尾架13移动，从而能够调整玻璃真空集热管11位于换热内胆9的深度。
如图1～图3所示：使用时，通过冷水进口8向承压内胆5内注入需要加热的冷水，换热内胆9包围承压内胆5的下部，与承压内胆5紧密接触。所述副水箱6通过进液阀23、浮球22控制向副水箱6的进水量，副水箱6的下端通过注液水嘴10、第二连接管件21与换热内胆9上的注液口18相连，使副水箱6与换热内胆9相连通。副水箱6内的液体能够进入换热内胆9内，实现对换热内胆9内的工质进行有效地补充，保证了换热内胆9内加热工质的总含量，确保了换热内胆9吸收玻璃真空集热管11的热量。所述玻璃真空集热管11用于采集及吸收太阳能。随着玻璃真空集热管11不断吸收太阳能，玻璃真空集热管11内的加热工质温度不断升高，玻璃真空集热管11内的加热工质与换热内胆9内的加热工质进行热交换，使换热内胆9内的加热工质温度升高。所述换热内胆9内温度较高的加热工质通过换热内胆9的外壁将热量传递到承压内胆5内，实现对承压内胆5内的冷水进行加热。所述玻璃真空集热管11、换热内胆9与副水箱6相连通，能够确保换热内胆9内加热工质的总含量，避免玻璃真空集热管11的空晒。所述玻璃真空集热管11通过护托12相对尾架13的运动，调节玻璃真空集热管11在换热内胆9内的深度。
所述换热内胆9通过排气口19、第一连接管件17与排气水嘴1相连通。当换热内胆9内的加热工质，随着温度的升高，产生热气蒸发时，热气能够通过排气口19及排气水嘴1排出，避免产生气阻。换热内胆9内的加热工质吸收玻璃真空集热管11的温度，产生体积膨胀时，体积增大的部分可以通过注液口18、第二连接管件21返流到副水箱6内，避免换热内胆9与玻璃真空集热管11产生正压；当换热内胆9内加热工质的温度降低，体积缩小时，副水箱6内的工质可以流入换热内胆9中，避免产生负压。
换热内胆9与排气水嘴1及排气管2相连通，保证了太阳能热水器工作在敞口状态，避免了太阳能水箱内产生气阻，保证了热水器的运行。同时，换热内胆9与玻璃真空集热管11相连通，避免了玻璃真空集热管11的空晒，能够有效延长玻璃真空集热管11的使用寿命，确保了集热管的极热性能；换热内胆9与玻璃真空集热管11内的工质可以通过副水箱6及时补偿，保证了换热内胆9与承压内胆5间的热交换。整个太阳能热水器结构简单，加工方便，性能稳定，使用寿命长。
Claims (9)
1.一种双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，包括水箱外胆(4)、承压内胆(5)、支架(14)及与支架(14)固定连接的支撑板(20)，所述支架(14)上设有水箱外胆(4)，其特征是：所述水箱外胆(4)内设有换热内胆(9)，所述换热内胆(9)包围承压内胆(5)的下部，并与承压内胆(5)紧密接触；所述水箱外胆(4)上设有副水箱(6)，所述副水箱(6)的底端设有注液水嘴(10)，副水箱(6)通过注液水嘴(10)与水箱外胆(4)相固定；所述水箱外胆(4)上设有排气水嘴(1)，所述换热内胆(9)与排气水嘴(1)、副水箱(6)均相连通；所述水箱外胆(4)的一端分别设有热水出口(7)与冷水进口(8)，所述热水出口(7)与冷水进口(8)均与承压内胆(5)相连通；所述支撑板(20)上设有玻璃真空集热管(11)，所述玻璃真空集热管(11)的一端穿过水箱外胆(4)，伸入换热内胆(9)内，另一端与位于支撑板(20)上的护托(12)相固定；所述玻璃真空集热管(11)与换热内胆(9)相连通，玻璃真空集热管(11)能够相对换热内胆(9)移动。
2.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述换热内胆(9)的一端设有注液口(18)，所述注液口(18)通过第二连接管件(21)与注液水嘴(10)相连通。
3.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述换热内胆(9)上设有排气口(19)，所述排气口(19)通过第一连接管件(17)与排气水嘴(1)相连通。
4.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述排气水嘴(1)上设有排气管(2)。
5.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述承压内胆(5)对应于设有热水出口(7)、冷水进口(8)的另一端设有内盖(15)。
6.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述水箱外胆(4)内设有保温层(3)。
7.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述水箱外胆(4)对应于设有热水出口(7)、冷水进口(8)的另一端设有外盖(16)。
8.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述支撑板(20)上设有尾架(13)，所述尾架(13)上设有护托(12)。
9.根据权利要求1所述的双内胆直插承压敞口式全玻璃真空管太阳能热水器，其特征是：所述副水箱(6)内设有浮球(22)，所述浮球(22)与副水箱(6)上的进液阀(23)相连，所述浮球(22)能够在副水箱(6)内移动。
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