CN101832656B - 太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能热水器，它包括顶托、支撑架和太阳能集热管，太阳能集热管顶部插入顶托上的承插孔内，太阳能热水器的下部为保温底托，顶托和保温底托由固定架组合一体，太阳能集热管为倒置结构，中体上开有承插孔，太阳能集热管开口插入承插孔内，太阳能集热管开口端向下由密封盖密封，太阳能集热管内设计有进水管和出水管；相邻太阳能集热管内的进水管和出水管从密封盖穿出后依次相串连。玻璃管内的存水通过逐个管顶水式设计，后一管比前一管更热，只要太阳能集热管安够量的话24小时随时都有热水。且每天都换成干干净净的新水，大大提高了居民的卫生水平。

Description

太阳能热水器
技术领域
本发明涉及一种民用太阳能利用装置，尤其涉及一种太阳能集热管采用倒置形式的太阳能热水器。
背景技术
太阳能热水器做为一个节能环保设备，在目前国家导向下具有很好的市场前景。目前市场上的太阳能设备种类品牌繁多，基本结构却没有多大变化，最常见太阳能热水器主要包括三个部分：架体、水箱、太阳能集热管，太阳能集热管为双层真空管，其一端封装另一端开放，开放端插入水箱下部的承插孔，封闭端倾斜支承在架体上。集热管内腔与水箱内腔相通，水在集热管内受热后对流进入水箱内从而实现加热。这种结构形式的太阳能热水器的玻璃集热管不能承压，且容易在寒冷气候中和太阳晒后上水时发生炸管，炸管不但使太阳能热水器不能使用而且会将水箱内的水漏光，造成浪费。目前的储水式太阳热水器采用顶置水箱结构，其玻璃真空管里存的热水根本无法使用.直径110mm长2000mm为例玻璃真空管里面存的水就可多达二十公斤，一个太阳能热水器至少要10个这样的管子，光管内存水就多达二百公斤。存在真空管里面的水难以排出，天长地久使水质污染越来越重，管底下的污垢杂质越存越多，如得不道清理会产生很多杂质污垢，水质很不卫生。虽然有关专利如由章建华申请的名称为金属集热管双通式真空镀膜集热管的实用新型专利(申请日为2006.12.27，专利号为CN200620170810.2)，出现了圆柱形真空玻璃内加置金属集热管的结构，金属集热管的两头带进出水口，虽然实现了管内水的流通更新问题，但它无法利用现有真空管，导致通用性较差，成本也较高。
发明内容
本发明目的是提供一种能将集热管内热水全部利用的太阳能热水器。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种太阳能热水器它包括顶托、支撑架和太阳能集热管，太阳能集热管顶部插入顶托上的承插孔内，太阳能热水器的下部为保温底托，顶托和保温底托由固定架组合一体，固定架由支撑架固定于建筑物上，太阳能热水器设计有进水总管和出水总管，其特征在于：太阳能集热管为倒置结构，它包括内壁涂有吸热材料的真空管和进水管、出水管，保温底托内填充有保温材料，保温底托上方固定连接有长方体形的中体，中体上开有承插孔，太阳能集热管开口插入承插孔内，太阳能集热管开口端向下由密封盖密封，中体由上覆板和下履板固定连接而成，密封盖底部设计有突出的法兰盘，法兰盘固定与中体的下履板上，太阳能集热管内设计有进水管和出水管；相邻太阳能集热管内的进水管和出水管从密封盖穿出后依次相串连，其两端分别与进水总管与出水总管相连；出水总管上连接有泄压排气用安全阀。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：密封盖与太阳能集热管采用插接式结构，密封盖外层管状壁包覆真空管外，其高度超出中体的上覆板表面。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：太阳能集热管的首管和末管的高度较中管高，中管为多根；首管和与其依次相邻的第一中管、第二中管内的进水管高度较真空管管身略低，出水管高度为进水管中部；第一中管及第二中管进水管管体顶端封闭，管身上开有均匀分布的喷流孔；其余中管及末管内出水管高度较太阳能集热管管身略低，而进水管高度位于真空管底部。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：在太阳能集热管的首管及第一中管内设计有金属集热管，其管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封，金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：太阳能集热管的首管和末管的高度较中管高，中管为多根；首管内的进水管高度较真空管管身略低，出水管高度为进水管中部，中管及末管内出水管高度较太阳能集热管管身略低，而进水管高度位于真空管底部。首管和未管进出水管高于中间部分的太阳集热管的顶部，是为防止自来水停水时里面的热水回流和流出，并且始终保持中间部分的太阳集热管的顶部满水，以防止太阳一照因上部没有水而炸管也便于更好吸收阳光的热。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：在所有太阳能集热管的真空管内都设计有金属集热管，金属集热管管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封；金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：在太阳能集热管的首管的出水管和未管的进水管底部都连接有三通接头，两三通接头的侧口分别与第一中管的进水管和末管的相邻中管的出水管相连，三通接头的上口与首管出水管和未管进水管相连，三通接头的下口由丝堵密封，丝堵中部穿有电加热棒，电加热棒的工作部位于首管出水管或末管进水管的管腔内。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：它还包括一室内加热器，室内加热器包括固定连接的外壳和底盖，其腔内为由保温材料包裹的大直径加热器真空管，加热器真空管下部由加热器密封盖封闭，加热器进水管较高，加热器出水管高度为加热器进水管的中部，加热器进水管上开有均匀分布的喷流孔，加热器进水管内设计有室内电加热棒，加热器出水管内设计有温度传感器，加热器进水管末端与出水总管相连，加热器出水管末端与室内出水管相连；室内还设计有温度自动控制模块与室内外的电加热棒及温度传感器相连。
上述的一种太阳能热水器，其特征在于：金属集热管中部加工有可增加吸热面积的加强筋。
本发明的工作原理如下：
冷水依靠压力从进水总管进首管，然后依次流经中管及末管，在这过程中不断被加热，在首管或其它管内增加金属集热管是为了防止冷热温差过大产生炸管，同时为了更好的使水温混合均匀。在部分太阳能集热管的进水管上.采用喷流孔的设计，使温差水充分混合。为了更好的采集温度相对较高的水，位置相对靠后的太阳能集热管内采取进水管低，出水管高的形式。在高层建筑使用时由于压力较大可在所有太阳能集热管内都安装金属集热管。本装置依靠水压下水，可轻松实现建筑物顶层及向阳面墙壁安装，解决了楼顶安装位置不足的缺点。
玻璃管内的存水通过逐个管顶水式设计，后一管比前一管更热，压力把前一管的热水全部顶到下一管去，只要太阳能集热管安够量的话24小时随时都有热水。并永远不要为太阳能热水器上水发愁。每天都换成干干净净的新水，大大提高了居民的卫生水平。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图。
图2为实施例1中架体的结构示意图。
图3为图1中太阳能集热管首管的结构示意图。
图4为图1中太阳能集热管第一中管的结构示意图。
图5为图1中其它中管的结构示意图。
图6为图1中太阳能集热管末管的结构示意图。
图7为图1中三通接头的结构示意图。
图8为实施例2的结构示意图。
图9为图8中太阳能集热管首管的结构示意图。
图10为图8中太阳能集热管中管的结构示意图。
图11为图8中太阳能集热管末管的结构示意图。
图12为室内加热器的结构示意图。
图13为金属集热管的局部剖面图。
图中，1、顶托，2、太阳能集热管，3、中体，4、进水总管，5保温底托，6、出水总管，7安全阀，8、支撑架，9、固定架，3.1首管真空管，3.2、首管金属集热管，3.3首管进水管，3.4、首管出水管，4.1第一中管真空管，4.2、第一中管金属集热管，4.3第一中管进水管，4.4、第一中管出水管，5.1中管真空管，5.2、中管出水管，5.3中管进水管，6.1末管真空管，6.2、末管出水管，5.3末管进水管，7.1、电加热棒，7.2、丝堵，9.1首管真空管，9.2、首管金属集热管，9.3首管进水管，9.4、首管出水管，10.1中管真空管，10.2、中管金属集热管，10.3、中管进水管，10.4、中管出水管，11.1末管真空管，11.2、末管金属集热管，11.3、末管进水管，11.4、末管出水管，12.1、外壳，12.2、加热器真空管，12.3、加热器进水管，12.4、加热器出水管，12.5、加热器密封盖，12.6、室内电加热棒，12.7、底盖，12.8、温度传感器。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2所示，一种太阳能热水器它包括顶托1、支撑架8和太阳能集热管2，太阳能集热管2顶部插入顶托1上的承插孔内，太阳能热水器的下部为保温底托5，顶托1和保温底托5由固定架9组合一体，固定架9由支撑架8固定于建筑物上，太阳能热水器设计有进水总管4和出水总管6，太阳能集热管2为倒置结构，它包括内壁涂有吸热材料的真空管和进水管、出水管，保温底托5内填充有保温材料，保温底托5上方固定连接有长方体形的中体3，中体3上开有承插孔，太阳能集热管2开口插入承插孔内，太阳能集热管2开口端向下由密封盖密封，密封盖与太阳能集热管2采用插接式结构，密封盖外层管状壁包覆真空管外，其高度超出中体3的上覆板表面。中体3由上覆板和下履板固定连接而成，密封盖底部设计有突出的法兰盘，法兰盘固定与中体3的下履板上，太阳能集热管2内设计有进水管和出水管；相邻太阳能集热管内的进水管和出水管从密封盖穿出后依次相串连，其两端分别与进水总管4与出水总管6相连；出水总管6上连接有泄压排气用安全阀7。太阳能集热管2的首管和末管的高度较中管高，中管为多根；如图3、图4所示，首管和与其依次相邻的第一中管、第二中管内的首管进水管3.3、第一中管进水管4.3、第二中管进水管高度较真空管管身略低，出水管高度为进水管中部；第一中管进水管4.3及第二中管进水管管体顶端封闭，管身上开有均匀分布的喷流孔；其余的中管出水管5.2及末管出水管6.2高度较太阳能集热管管身略低，而中管进水管5.3及末管进水管6.3高度位于真空管底部如图5、图6所示。在太阳能集热管2的首管及第一中管内设计有金属集热管，其管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封，金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。金属集热管中部加工有可增加吸热面积的加强筋，如图13所示。在太阳能集热管的首管的出水管和未管的进水管底部都连接有三通接头，两三通接头的侧口分别与第一中管的进水管和末管的相邻中管的出水管相连，三通接头的上口与首管出水管和未管进水管相连，三通接头的下口由丝堵7.2密封，丝堵中部穿有电加热棒7.1，电加热棒7.1的工作部位于首管出水管或末管进水管的管腔内，如图7所示。太阳能热水器它还包括一室内加热器，如图12所示，室内加热器包括固定连接的外壳12.1和底盖12.7，其腔内为由保温材料包裹的大直径加热器真空管12.2，加热器真空管12.2下部由加热器密封盖12.5封闭，加热器进水管12.3较高，加热器出水管高度为加热器进水管12.3的中部，加热器进水管12.3上开有均匀分布的喷流孔，加热器进水管12.3内设计有室内电加热棒12.6，加热器出水管12.4内设计有温度传感器12.8，加热器进水管12.3末端与出水总管6相连，加热器出水管12.4末端与室内出水管相连；室内还设计有温度自动控制模块与室内外的电加热棒及温度传感器相连。为防止太阳能集热管冻裂，天气冷时关闭进水管路，利用虹吸现象将水放出。室内加热器上连接透明水位观察管，通过它可观察管路中的水是否放出。室内加热器也可与现有储水式太阳能热水器配合使用，这样便无需对水箱水全部加热，大节省了能源。
实施例2
如图8所示，一种太阳能热水器它包括顶托1、支撑架8和太阳能集热管2，太阳能集热管2顶部插入顶托1上的承插孔内，太阳能热水器的下部为保温底托5，顶托1和保温底托5由固定架9组合一体，固定架9由支撑架8固定于建筑物上，太阳能热水器设计有进水总管4和出水总管6，太阳能集热管2为倒置结构，它包括内壁涂有吸热材料的真空管和进水管、出水管，保温底托5内填充有保温材料，保温底托5上方固定连接有长方体形的中体3，中体3上开有承插孔，太阳能集热管2开口插入承插孔内，太阳能集热管2开口端向下由密封盖密封，密封盖与太阳能集热管2采用插接式结构，密封盖外层管状壁包覆真空管外，其高度超出中体3的上覆板表面。中体3由上覆板和下履板固定连接而成，密封盖底部设计有突出的法兰盘，法兰盘固定与中体3的下履板上，太阳能集热管2内设计有进水管和出水管；相邻太阳能集热管内的进水管和出水管从密封盖穿出后依次相串连，其两端分别与进水总管4与出水总管6相连；出水总管6上连接有泄压排气用安全阀7。太阳能集热管2的首管和末管的高度较中管高，中管为多根；首管内的进水管高度较真空管管身略低，出水管高度为进水管中部，中管及末管内出水管高度较太阳能集热管管身略低，而进水管高度位于真空管底部，如图9、图10、图11所示。首管和未管进出水管高于中间部分的太阳集热管2的顶部，是为防止自来水停水时里面的热水回流和流出，并且始终保持中间部分的太阳集热管2的顶部满水，以防止太阳一照因上部没有水而炸管也便于更好吸收阳光的热。在所有太阳能集热管的真空管内都设计有金属集热管，金属集热管管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封；金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。太阳能热水器它还包括一室内加热器，如图13所示，室内加热器包括固定连接的外壳12.1和底盖12.7，其腔内为由保温材料包裹的大直径加热器真空管12.2，加热器真空管12.2下部由加热器密封盖12.5封闭，加热器进水管12.3较高，加热器出水管高度为加热器进水管12.3的中部，加热器进水管12.3上开有均匀分布的喷流孔，加热器进水管12.3内设计有室内电加热棒12.6，加热器出水管12.4内设计有温度传感器12.8，加热器进水管12.3末端与出水总管6相连，加热器出水管12.4末端与室内出水管相连；室内还设计有温度自动控制模块与室内外的电加热棒及温度传感器相连。
本实施例尤其适用于中央空调及集中供热使用。

Claims (6)

1.一种太阳能热水器，它包括顶托(1)、支撑架(8)和太阳能集热管(2)，太阳能集热管(2)顶部插入顶托(1)上的承插孔内，太阳能热水器的下部为保温底托(5)，顶托(1)和保温底托(5)由固定架(9)组合一体，固定架(9)由支撑架(8)固定于建筑物上，太阳能热水器设计有进水总管(4)和出水总管(6)，其特征在于：太阳能集热管(2)为倒置结构，它包括内壁涂有吸热材料的真空管和进水管、出水管，保温底托(5)内填充有保温材料，保温底托(5)上方固定连接有长方体形的中体(3)，中体(3)上开有承插孔，太阳能集热管(2)开口插入承插孔内，太阳能集热管(2)开口端向下由密封盖密封，密封盖与太阳能集热管(2)采用插接式结构，密封盖外层管状壁包覆真空管外，其高度超出中体(3)的上覆板表面；中体(3)由上覆板和下履板固定连接而成，密封盖底部设计有突出的法兰盘，法兰盘固定于中体(3)的下履板上，太阳能集热管(2)内设计有进水管和出水管；相邻太阳能集热管内的进水管和出水管从密封盖穿出后依次相串连，其两端分别与进水总管(4)与出水总管(6)相连；出水总管(6)上连接有泄压排气用安全阀(7)；太阳能集热管(2)的首管和末管的高度较中管高，中管为多根；首管和与其依次相邻的第一中管、第二中管内的进水管高度较真空管管身略低，出水管高度为进水管中部；第一中管及第二中管进水管管体顶端封闭，管身上开有均匀分布的喷流孔；其余中管及末管内出水管高度较太阳能集热管管身略低，而进水管高度位于真空管底部。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：在太阳能集热管(2)的首管及第一中管内设计有金属集热管，其管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封，金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：在所有太阳能集热管的真空管内都设计有金属集热管，金属集热管管径及高度较真空管略小，其封闭端向上，其开口端亦由密封盖密封；金属集热管外涂有吸热材料，真空管透明。
4.根据权利要求2或3所述的一种太阳能热水器，其特征在于：在太阳能集热管的首管的出水管和末管的进水管底部都连接有三通接头，两三通接头的侧口分别与第一中管的进水管和末管的相邻中管的出水管相连，两三通接头的上口分别与首管出水管和末管进水管相连，三通接头的下口由丝堵(7.2)密封，丝堵中部穿有电加热棒(7.1)，电加热棒(7.1)的工作部位于首管出水管或末管进水管的管腔内。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能热水器，其特征在于：它还包括一室内加热器，室内加热器包括固定连接的外壳(12.1)和底盖(12.7)，其腔内为由保温材料包裹的大直径加热器真空管(12.2)，加热器真空管(12.2)下部由加热器密封盖(12.5)封闭，加热器进水管(12.3)较高，加热器出水管高度为加热器进水管(12.3)的中部，加热器进水管(12.3)上开有均匀分布的喷流孔，加热器进水管(12.3)内设计有室内电加热棒(12.6)，加热器出水管(12.4)内设计有温度传感器(12.8)，加热器进水管(12.3)末端与出水总管(6)相连，加热器出水管(12.4)末端与室内出水管相连；室内还设计有温度自动控制模块与室内外的电加热棒及温度传感器相连。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器，其特征在于：金属集热管中部加工有增加吸热面积的加强筋。
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Inventor after: Zhang Wujin

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