CN102042696B - 太阳能阳台热水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能阳台热水系统，它包括贮水桶和自动控制装置，特征是：由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架构成集热模块，由开放式热循环中继器、散热器、温度控制器、温控电磁阀、回路恒温控阀、热工介质流入管、热工介质流出管和上、下散热旁管一起构成过热保护装置。本发明采用双循环模式，贮水桶设有两组循环口。它充分应用了全玻璃双通道真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器的自循环功能，能够更高效地实现太阳能热水系统的自然循环；它还设计了开放式热循环中继器和过热保护装置，提高了太阳能阳台热水系统的稳定性和安全性，使太阳能阳台热水系统作为建筑的一部分，在技术和功能上与建筑得到有机地结合。

Description

太阳能阳台热水系统

技术领域

本发明涉及太阳能转换设备，尤其是涉及一种太阳能阳台热水系统。

背景技术

太阳能建筑系统是绿色能源和新建筑理念的两大革命的交汇点，太阳能阳台是太阳能与建筑有效结合的一种最直接的模式，在这种模式中，集热器、贮热水箱等设备可利用阳台空间集中统筹布置，较适于建筑中局部热水系统的管理和维护，易于在各种住宅建筑中推广。

专利名称为“太阳能阳台热水器”（申请号为942073223）是最先比较完整地提出了太阳能阳台热水器概念的专利，它所采用的是被动循环方式，经济性较好，但由于构思较早，先进的真空集热技术没能融入其中，使热水器的热效率难以达到人们到所期望的应用水准。专利名称为“基于光热以及光伏综合利用的太阳能建筑一体化阳台”（申请号为200540043014）采用真空集热器采集热量，热交换则是通过太阳能电池板驱动水泵进行远距离换热，构思新颖，但还是存在两个方面的问题：1、系统采用太阳能电池的主动循环方式，成本较高；2、主动循环方式的结构过于复杂，使得运行的稳定性难于得到保障。专利名称为“太阳能阳台栏杆”（申请号为200810087154）有机地将太阳能集热器与阳台护栏结合在一起，符合现代建筑设计要求，但所采用的集热器技术依然引用了当前技术中的全玻璃真空管集热器以及平板集热器，因此存在以下不足：1、对于内插U形管的全玻璃真空集热器，由于结构方面的限制，用全玻璃真空集热器组成分体式太阳能热应用系统时，普遍要采用强制循环系统（分体式太阳能热水系统是指贮水桶和集热器之间分开一定距离安装的系统，强制循环系统是指利用泵迫使传热工质通过集热器进行循环的系统），这就使得分体式太阳能热应用系统的运行依赖于电控制系统和水泵，一旦电控制系统或水泵出现故障，分体式太阳能热应用系统不能运行，另外，内插U形管的全玻璃真空集热器使用了大量的有色金属，直接造成了成本的上升，造价昂贵。2、平板集热器虽然具有很好的自然循环结构，但由于平板集热器没有采用真空技术进行绝热，系统的热平衡点较低，使得平板集热器在中、高温的热转换效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能阳台热水系统，它采用全玻璃双循环真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器作为太阳能阳台的集热器，充分应用了全玻璃双通道真空管集热器及内插U型管的全玻璃真空集热器的自循环功能，能够更高效地实现太阳能热水系统的自然循环，为室内热水、采暖、太阳能空调提供大量的中、高温热源，节省电力或煤气资源；它还设计了开放式热循环中继器和过热保护装置，这些装置的应用提高了太阳能阳台热水系统的稳定性和安全性，摈弃了强制循环系统中的水泵和定压膨胀罐，使太阳能阳台热水系统作为建筑的一部分，在技术和功能上与建筑得到有机地结合。

本发明的目的是这样实现的：

一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶和自动控制装置，特征是：贮水桶包括金属外胆、金属内胆、热工介质循环装置和贮水桶绝热层组成，金属内胆通过贮水桶绝热层安装在桶状的金属外胆中，在金属外胆的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的冷水进口和热水出口，冷水进口和热水出口分别与冷水进管和热水出管连接，在金属外胆的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置相通的工质进口和工质出口；

安装在阳台护栏上的集热模块由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架组成，在集热模块的顶端和底端分别设有连箱和真空管尾座架，在集热模块的两个侧边设有三角形的侧护板支架，在集热模块内安装有集热器；连箱由底座和盖板组成，在连箱内设有排孔、上集管和下集管，若干个排孔用来对应放置若干根并排的集热器，上集管通过软管与若干根的集热器的流出口相连，下集管通过软管与若干根的集热器的流入口相连，在连箱内填充有连箱绝热层，在连箱的底座设有与下集管连通的热工介质流入接头，在连箱的盖板上设有与上集管连通的热工介质流出接头；在贮水桶内或旁边还安装有开放式热循环中继器，开放式热循环中继器由外壳、隔热层、内壳和排气管组成，在外壳和内壳之间设有隔热层，开放式热循环中继器的工质腔的底部通过下行管与工质进口相连，热工介质流出管的上端与开放式热循环中继器的工质腔的中部相连，热工介质流出管的下端与热工介质流出接头相连，热工介质流入管的上端通过上行管从工质出口的底部接出，通过回路恒温控阀与热工介质流入接头相连；在开放式热循环中继器的顶部设有与内壳中的工质腔相通的排气管。

所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器，全玻璃双通道真空管集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管和内玻璃管组成，外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管呈同轴套装的方式经高温熔封在玻璃法兰上，两端开口的内玻璃管从玻璃法兰中间的通孔穿入，内玻璃管的底部与隔离玻璃管的底部焊在一起，内玻璃管的上端被绝热环固定在玻璃法兰上，由于内玻璃管与玻璃法兰中间的通孔没有被焊死，保证了内玻璃管在受热膨胀时可以自由伸缩；外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；吸热管玻璃和隔离玻璃管之间的夹层构成热工介质的受热通道，隔离玻璃管和内玻璃管之间的夹层构成玻璃管隔热层；内玻璃管作为热工介质的流入通道；在隔离玻璃管的底端外侧壁设有若干个凸起的玻璃支点，玻璃支点与吸热玻璃管的内表面略有一些间隙，起到与吸热玻璃管定位的作用；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， 在玻璃法兰上设有一个与受热通道相通的流出口，内玻璃管的顶端作为流入口，流入口、流入通道、受热通道和流出口构成全玻璃双通道真空管集热器的循环通路；

或，所述集热器为内插U型管的全玻璃真空集热器，内插U型管的全玻璃真空集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、U型管、圆柱形的铝翼片和保温堵盖组成，在外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， U型管中的外管被圆柱形的铝翼片焊接在一起，而内管不与铝翼片接触，将上述焊接在一起的U型管以及铝翼片插入吸热玻璃管内，使铝翼片紧靠在吸热玻璃管的内表面，U型管的管头露出吸热玻璃管外，作为热工介质的进出管道，其中，外管的端口作为热工介质的流出口，而内管的端口作为热工介质的流入口，保温堵盖穿过外管和内管的两个端口，堵在吸热玻璃管的上端起到保温的作用。其原理：内插U型管的全玻璃真空集热器接受太阳的热辐射后，将镀有太阳能选择性涂层的内玻璃管加热，铝翼片从加热了的内玻璃管上吸收热量，并将热量传递给外管内的热工介质；受热后的热工介质在热虹吸的作用下，从外管的端口流出，而待受热的热工介质从内管的端口流入，形成循环。

在散热器的顶端和开放式热循环中继器的工质腔的底部之间连接有上散热旁管，下散热旁管的上端连接在散热器的底端，下散热旁管的底端通过温控电磁阀、散热旁管三通后与热工介质流入管连接。

在贮水桶的顶端或侧壁设有压力安全阀，压力安全阀是为保证贮水桶的压力不超过最大允许压力而设置的安全保护装置，在贮水桶的右侧壁上还设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的电加热器。

所述热工介质循环装置为环绕金属内胆外壁、用来循环工质的夹套或放置于金属内胆中的贮水腔内的螺旋形金属换热盘管。

在集热模块的两个侧边的侧护板支架之间安装有放置在集热器背部的金属护网。

集热器采用蒸散型和长效型两种吸气剂，使真空腔长期维持较高的真空度，真空腔内的真空度保持5×10^-3Pa。

阳台护栏由阳台扶手、阳台护杆、阳台支柱和阳台栏板组成的，管状的连箱套装在阳台扶手上，集热模块两个侧边的三角形的侧护板支架安装在阳台护杆和阳台支柱上，使得集热模块固定在阳台护栏上。或，集热模块作为独立模块通过两个侧边的侧护板支架由膨胀螺栓安装在阳台上。

本发明由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架构成集热模块，由开放式热循环中继器、散热器、温度控制器、温控电磁阀、回路恒温控阀、热工介质流入管、热工介质流出管和上、下散热旁管一起构成过热保护装置。本发明采用双循环模式，贮水桶由金属外胆、金属内胆、夹套和贮水桶绝热层组成或由金属外胆、金属内胆、螺旋形金属换热盘管和贮水桶绝热层组成，金属内胆用来储存热水，结构上是承压设计，夹套或螺旋形金属换热盘管用来循环工质；贮水桶设有两组循环口，一组是冷水进口和热水出口，另一组是工质进口和工质出口；贮水桶装有温度控制器，位于贮水桶顶部的压力安全阀，是为保证贮水桶的压力不超过最大允许压力而设置的安全保护装置。工作原理：热工介质在集热器内受热后，进入上集管，并且经热工介质流出管进入开放式热循环中继器，在重力的作用下经下行管进入贮水桶的夹套中或螺旋形金属换热盘管内，与贮水桶内的水进行热交换而被冷却，冷却后的热工介质经热工介质流入管流入连箱内的下集管，通过软管再次流入集热器中，并被太阳能重新加热，如此往复循环。冷水经进水管进入贮水桶的金属内胆中的贮水腔内，在自来水系统的压力下将热水从出水管顶出供用户使用。过热保护装置的作用是：当热工介质在循环装置路中温度高于系统的设定值时，回路恒温控阀会在自动控制装置的控制下被关闭，同时温度控制器将位于散热器下面的温控电磁阀打开，这时，热工介质不会进入贮水桶中的换热系统，而是通过散热旁管流入散热器进行冷却，散热器是一个由金属制成的空心容器，冷却后的热工介质经热工介质流入管流入连箱内的下集管，通过软管再次流入集热器中，起到贮水桶过热保护的使用。热工介质从开放式热循环中继器顶部的排气管中注入，其装填量以工质注至开放式热循环中继器三分之二的高度为准，剩余的三分之一的空间用来容纳工质受热后体积增大部分。太阳能阳台热水系统采用双循环模式，当热工介质在循环装置路中温度低于系统的设定值时，开放式热循环中继器在将热工介质分流到贮水桶中的换热系统中去；当热工介质在循环装置路中温度高于系统的设定值时，开放式热循环中继器在温度控制器、温控电磁阀、回路恒温控阀的作用下，将热工介质经散热旁管分流到散热器中进行散热，起到系统的过热保护的作用。

本发明同现有技术相比具有如下优点：

1、本发明采用了申请人于2010年3月10日申请的发明专利“全玻璃双通道真空管集热器（专利申请号为201010121570）”，它是一种新型的具有自循环功能的集热器，可以大幅度提高太阳能的光热转换效率，根据长期实验的结果表明，集热模块的有效的热量比传统的全玻璃真空管集热器和平板集热器要高出30%以上。

2、本发明将太阳能阳台有机地与建筑有机地融为一体，利用太阳能设施部分取代阳台护栏，可减少建筑成本，提高效益。

3、本发明采用开放式热循环中继器、散热器、温度控制器、温控电磁阀、回路恒温控阀等装置，摈弃了在强制循环模式下，分体式太阳能热水系统中常见的水泵和定压膨胀罐，具有结构简单、无需人工干预、运行长久，稳定性强、自我维持性高等特点，使得太阳能与建筑一体化的方案在商业化的意义下具有更强的可操作性。 

4、本发明较好地解决了用户担心的安全问题：首先，集热器内的储水为常规真空管集热器内储水的五分之一，所以重量轻、安全性好；其次，装备了金属护网，当集热器在无论何种原因造成破裂时，玻璃碎片落入金属护网内不会向下掉落给人造成伤害；第三，对太阳能阳台热水系统的过热问题采取了多重保护措施，解决了家中长期无人或夏季热水用不完时，因局部过热给太阳能阳台热水系统造成的损坏。

5、集热器有全玻璃双通道真空管集热器和内插U型管的全玻璃真空集热器两种，这两种集热器都具有自循环的功能。

6、本发明采用双温循环热交换方式：双温循环热交换是通过吸热介质进行热交换的，吸热介质利用热虹吸原理始终在集热模块与热交换器形成的系统中循环流动，使水质得到了保障。循环的吸热介质为防冻、防腐、无毒溶液，可在-30至180度的环境中正常运行，即使在北方最冷的天气里都能保证管道不会爆裂,适宜南方和北方广大地区使用。

附图说明

图1为实施例1的立体结构示意图；

图2为图1的正视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的剖面图；

图5为图4中A部的放大图；

图6为图4中B部的放大图；

图7为全玻璃双通道真空管集热器的剖面图； 

图8为实施例2的立体结构示意图；

图9为带有自动补液装置的开放式热循环中继器的剖面图；

图10为实施例3的立体结构示意图；

图11为实施例4的立体结构示意图；

图12为实施例5的立体结构示意图；

图13为内插U型管的全玻璃真空集热器的剖面图；

图14为U型管及铝翼的立体示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：用导热油作为热工介质

一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶7和自动控制装置，贮水桶7包括金属外胆33、金属内胆36、热工介质循环装置37和贮水桶绝热层34组成，金属内胆36通过贮水桶绝热层34安装在桶状的金属外胆33中，热工介质循环装置37为用来循环工质的夹套35，夹套35环绕在金属内胆36的外壁，在金属外胆33的右侧壁上设有伸入到金属内胆36中的贮水腔39内的冷水进口30和热水出口29，冷水进口30和热水出口29分别与冷水进管28和热水出管26连接，在金属外胆33的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置37相通的工质进口31和工质出口32；

安装在阳台护栏上20的集热模块1由集热器、连箱2、侧护板支架3和真空管尾座架5组成，在集热模块1的顶端和底端分别设有连箱2和真空管尾座架5，在集热模块1的两个侧边设有三角形的侧护板支架3，在集热模块1内安装有集热器；连箱2由底座40和盖板41组成，在连箱2内设有排孔43、上集管45和下集管47，若干个排孔43用来对应放置若干根并排的集热器，上集管45通过软管42与若干根的集热器的流出口46相连，下集管47通过软管42与若干根的集热器的流入口49相连，在连箱2内填充有连箱绝热层48，在连箱2的底座40设有与下集管47连通的热工介质流入接头38，在连箱2的盖板41上设有与上集管45连通的热工介质流出接头44；

所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器6，全玻璃双通道真空管集热器6由外玻璃管55、吸热玻璃管56、隔离玻璃管57和内玻璃管58组成，外玻璃管55、吸热玻璃管56、隔离玻璃管57呈同轴套装的方式经高温熔封在玻璃法兰68上，两端开口的内玻璃管58从玻璃法兰69中间的通孔70穿入，内玻璃管58的底部与隔离玻璃管57的底部焊在一起，内玻璃管58的上端被绝热环54固定在玻璃法兰68上，由于内玻璃管58与玻璃法兰68中间的通孔70没有被焊死，保证了内玻璃管58在受热膨胀时可以自由伸缩；外玻璃管55的底部设有真空排气孔59，外玻璃管55和吸热玻璃管56之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层60，太阳选择性涂层62沉积在吸热玻璃管56的外表面，形成吸热体；吸热玻璃管56和隔离玻璃管57之间的夹层构成热工介质的受热通道63，隔离玻璃管57和内玻璃管58之间的夹层构成玻璃管隔热层64；内玻璃管58作为热工介质的流入通道65；在隔离玻璃管57的底端外侧壁设有若干个凸起的玻璃支点61，玻璃支点61与吸热玻璃管56的内表面略有一些间隙，起到与吸热玻璃管56定位的作用；起支撑作用的不锈钢支架66抵在外玻璃管55的底端和吸热玻璃管56的底端之间，吸气剂67附在不锈钢支架66上， 在玻璃法兰68上设有一个与受热通道63相通的流出口69，内玻璃管58的顶端作为流入口71，流入口71、流入通道65、受热通道63和流出口69构成全玻璃双通道真空管集热器6的循环通路；

在贮水桶7旁边安装有开放式热循环中继器9，开放式热循环中继器9由外壳53、隔热层52、内壳51和排气管8组成，在外壳53和内壳51之间设有隔热层52，开放式热循环中继器9的工质腔50的底部通过下行管17与工质进口31相连，热工介质流出管15的上端与开放式热循环中继器9的工质腔50的中部相连，热工介质流出管15的下端与热工介质流出接头44相连，热工介质流入管14的上端从工质出口32的底部接出，通过回路恒温控阀12与热工介质流入接头38相连；在开放式热循环中继器9的顶部设有与内壳51中的工质腔50相通的排气管8。

在散热器10的顶端和开放式热循环中继器9的工质腔的底部之间连接有上散热旁管18，下散热旁管16的上端连接在散热器10的底端，下散热旁管16的底端通过温控电磁阀13、散热旁管三通19后与热工介质流入管14连接。

在贮水桶7的顶端或侧壁设有压力安全阀25，压力安全阀25是为保证贮水桶7的压力不超过最大允许压力而设置的安全保护装置，在贮水桶7的右侧壁上还设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的电加热器27。

所述热工介质循环装置37为环绕金属内胆36外壁的夹套38。

在集热模块1的两个侧边的侧护板支架3之间安装有放置在全玻璃双通道真空管集热器6背部的金属护网4。

全玻璃双通道真空管集热器6采用蒸散型和长效型两种吸气剂，使真空腔长期维持较高的真空度,真空腔内的真空度保持5×10^-3Pa。

阳台护栏20由阳台扶手21、阳台护杆22、阳台支柱23和阳台栏板24组成的，管状的连箱2套装在阳台扶手21上，集热模块1两个侧边的三角形的侧护板支架3安装在阳台护杆22和阳台支柱23上，使得集热模块1固定在阳台护栏20上。

实施例2：用水作为热工介质

实施例2与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：

贮水桶7采用立式，贮水桶由金属外胆33、金属内胆36、热工介质循环装置37和贮水桶绝热层34组成，金属内胆通过贮水桶绝热层34安装在桶状的金属外胆33中，热工介质循环装置37为放置于金属内胆36中的贮水腔39内、用来循环工质的螺旋形金属换热盘管73，在金属外胆33的右侧壁上设有伸入到金属内胆36中的贮水腔39内的冷水进口30和热水出口29，冷水进口30和热水出口29分别与冷水进管28和热水出管26连接，在金属外胆33的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置37相通的工质进口31和工质出口32。

在开放式热循环中继器9中加装了由进水管74、浮球75和浮球阀76构成的自动补液装置，进水管74的进水口直接联通自来水管路，在进水管74的出水口安装有带浮球75的浮球阀76。当水被蒸发后水位低于设定的高度时，浮球阀76开启，自来水被注入工质腔50内，待水位恢复到设定的液面高度后，浮球75在水的浮力作用下自动关闭浮球阀76，起到自动对开口式热循环中继器9进行补液的作用。

阳台护栏20为由整块完整的水泥栏板，集热模块1两个侧边的三角形的侧护板支架3通过膨胀螺栓72安装在水泥栏板上。

实施例3：用导热油作为热工介质

实施例3与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：

贮水桶7采用立式，贮水桶由金属外胆33、金属内胆36、热工介质循环装置37和贮水桶绝热层34组成，金属内胆通过贮水桶绝热层34安装在桶状的金属外胆33中，热工介质循环装置37为放置于金属内胆36中的贮水腔39内、用来循环工质的螺旋形金属换热盘管73，在金属外胆33的右侧壁上设有伸入到金属内胆36中的贮水腔39内的冷水进口30和热水出口29，冷水进口30和热水出口29分别与冷水进管28和热水出管26连接，在金属外胆33的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置37相通的工质进口31和工质出口32。

阳台护栏20由阳台扶手21、阳台护杆22、阳台支柱23和阳台栏板24组成的，管状的连箱2套装在阳台扶手21上，集热模块1两个侧边的侧护板支架3垂直安装在阳台护杆22和阳台支柱23上，使得集热模块1垂直固定在阳台护栏20上。

所述集热器为内插U型管的全玻璃真空集热器78，内插U型管的全玻璃真空集热器78由外玻璃管55、吸热玻璃管56、U型管80、圆柱形的铝翼片81和保温堵盖82组成，在外玻璃管55的底部设有真空排气孔59，外玻璃管55和吸热玻璃管56之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层60，太阳选择性涂层62沉积在吸热玻璃管56的外表面，形成吸热体；起支撑作用的不锈钢支架66抵在外玻璃管55的底端和吸热玻璃管56的底端之间，吸气剂67附在不锈钢支架66上， U型管80中的外管83被圆柱形的铝翼片81焊接在一起，而内管84不与铝翼片81接触，将上述焊接在一起的U型管80以及铝翼片81插入吸热玻璃管56内，使铝翼片81紧靠在吸热玻璃管56的内表面，U型管80的管头露出吸热玻璃管56外，作为热工介质的进出管道，其中，外管83的端口作为热工介质的流出口，而内管84的端口作为热工介质的流入口，保温堵盖82穿过外管83和内管84的两个端口，堵在吸热玻璃管56的上端起到保温的作用。其原理：内插U型管的全玻璃真空集热器78接受太阳的热辐射后，将镀有太阳能选择性涂层的内玻璃管56加热，铝翼片81从加热了的内玻璃管56上吸收热量，并将热量传递给外管83内的热工介质；受热后的热工介质在热虹吸的作用下，从外管83的端口流出，而待受热的热工介质从内管84的端口流入，形成循环。内插U型管的全玻璃真空集热器78采用蒸散型和长效型两种吸气剂，使真空腔长期维持较高的真空度,真空腔内的真空度保持5×10^-3Pa。

实施例4：用水作为热工介质

实施例4与实施例2的结构基本相同，不同之处在于：

阳台护栏20由阳台扶手21、阳台护杆22、阳台支柱23和阳台栏板24组成的，集热模块1两个侧边的侧护板支架3安装在阳台护杆22和阳台支柱23上，两个侧护板支架3并通过膨胀螺栓72安装在阳台底板77上。

实施例5：用导热油作为热工介质

实施例5与实施例1的结构基本相同，不同之处在于：

所述集热器为内插U型管的全玻璃真空集热器78，内插U型管的全玻璃真空集热器78由外玻璃管55、吸热玻璃管56、U型管80、圆柱形的铝翼片81和保温堵盖82组成，在外玻璃管55的底部设有真空排气孔59，外玻璃管55和吸热玻璃管56之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层60，太阳选择性涂层62沉积在吸热玻璃管56的外表面，形成吸热体；起支撑作用的不锈钢支架66抵在外玻璃管55的底端和吸热玻璃管56的底端之间，吸气剂67附在不锈钢支架66上， U型管80中的外管83被圆柱形的铝翼片81焊接在一起，而内管84不与铝翼片81接触，将上述焊接在一起的U型管80以及铝翼片81插入吸热玻璃管56内，使铝翼片81紧靠在吸热玻璃管56的内表面，U型管80的管头露出吸热玻璃管56外，作为热工介质的进出管道，其中，外管83的端口作为热工介质的流出口，而内管84的端口作为热工介质的流入口，保温堵盖82穿过外管83和内管84的两个端口，堵在吸热玻璃管56的上端起到保温的作用。其原理：内插U型管的全玻璃真空集热器78接受太阳的热辐射后，将镀有太阳能选择性涂层的内玻璃管56加热，铝翼片81从加热了的内玻璃管56上吸收热量，并将热量传递给外管83内的热工介质；受热后的热工介质在热虹吸的作用下，从外管83的端口流出，而待受热的热工介质从内管84的端口流入，形成循环。内插U型管的全玻璃真空集热器78采用蒸散型和长效型两种吸气剂，使真空腔长期维持较高的真空度,真空腔内的真空度保持5×10^-3Pa。

在贮水桶7内安装有开放式热循环中继器9，开放式热循环中继器9由外壳53、隔热层52、内壳51和排气管8组成，在外壳53和内壳51之间设有隔热层52，开放式热循环中继器9的工质腔50的底部通过下行管17与工质进口31相连，热工介质流出管15的上端与开放式热循环中继器9的工质腔50的中部相连，热工介质流出管15的下端与热工介质流出接头44相连，热工介质流入管14的上端从工质出口32的底部接出，通过回路恒温控阀12与热工介质流入接头38相连；在开放式热循环中继器9的顶部设有与内壳51中的工质腔50相通的排气管8。

阳台护栏20由阳台扶手21、阳台护杆22、阳台支柱23和阳台栏板24组成的，集热模块1两个侧边的侧护板支架3安装在阳台护杆22和阳台支柱23上，两个侧护板支架3并通过膨胀螺栓72安装在阳台底板77上。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优先实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中工程技术人员依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所做的简单、等效变化与修饰，均落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种太阳能阳台热水系统，包括安装在阳台的侧墙面上的贮水桶和自动控制装置，其特征在于：贮水桶包括金属外胆、金属内胆、热工介质循环装置和贮水桶绝热层组成，金属内胆通过贮水桶绝热层安装在桶状的金属外胆中，在金属外胆的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的冷水进口和热水出口，冷水进口和热水出口分别与冷水进管和热水出管连接，在金属外胆的侧壁上分别安装有与热工介质循环装置相通的工质进口和工质出口；

安装在阳台护栏上的集热模块由集热器、连箱、侧护板支架和真空管尾座架组成，在集热模块的顶端和底端分别设有连箱和真空管尾座架，在集热模块的两个侧边设有三角形的侧护板支架，在集热模块内安装有集热器，所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器或内插U型管的全玻璃真空集热器；连箱由底座和盖板组成，在连箱内设有排孔、上集管和下集管，若干个排孔用来对应放置若干根并排的集热器，上集管通过软管与若干根的集热器的流出口相连，下集管通过软管与若干根的集热器的流入口相连，在连箱内填充有连箱绝热层，在连箱的底座设有与下集管连通的热工介质流入接头，在连箱的盖板上设有与上集管连通的热工介质流出接头；

在贮水桶内或旁边还安装有开放式热循环中继器，开放式热循环中继器由外壳、隔热层、内壳和排气管组成，在外壳和内壳之间设有隔热层，开放式热循环中继器的工质腔的底部通过下行管与工质进口相连，热工介质流出管的上端与开放式热循环中继器的工质腔的中部相连，热工介质流出管的下端与热工介质流出接头相连，热工介质流入管的上端通过上行管从工质出口的底部接出，通过回路恒温控阀与热工介质流入接头相连；在开放式热循环中继器的顶部设有与内壳中的工质腔相通的排气管。

2.根据权利要求1的太阳能阳台热水系统，其特征在于：所述集热器为全玻璃双通道真空管集热器，全玻璃双通道真空管集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管和内玻璃管组成，外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管呈同轴套装的方式经高温熔封在玻璃法兰上，两端开口的内玻璃管从玻璃法兰中间的通孔穿入，内玻璃管的底部与隔离玻璃管的底部焊在一起，内玻璃管的上端被绝热环固定在玻璃法兰上，由于内玻璃管与玻璃法兰中间的通孔没有被焊死，保证了内玻璃管在受热膨胀时可以自由伸缩；外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；吸热玻璃管和隔离玻璃管之间的夹层构成热工介质的受热通道，隔离玻璃管和内玻璃管之间的夹层构成玻璃管隔热层；内玻璃管作为热工介质的流入通道；在隔离玻璃管的底端外侧壁设有若干个凸起的玻璃支点，玻璃支点与吸热玻璃管的内表面略有一些间隙，起到与吸热玻璃管定位的作用；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， 在玻璃法兰上设有一个与受热通道相通的流出口，内玻璃管的顶端作为流入口，流入口、流入通道、受热通道和流出口构成全玻璃双通道真空管集热器的循环通路。

3.根据权利要求1的太阳能阳台热水系统，其特征在于：所述集热器为内插U型管的全玻璃真空集热器，内插U型管的全玻璃真空集热器由外玻璃管、吸热玻璃管、U型管、圆柱形的铝翼片和保温堵盖组成，在外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管和吸热玻璃管之间封闭的夹层通过抽真空处理形成封闭的真空夹层，太阳选择性涂层沉积在吸热玻璃管的外表面，形成吸热体；起支撑作用的不锈钢支架抵在外玻璃管的底端和吸热玻璃管的底端之间，吸气剂附在不锈钢支架上， U型管中的外管被圆柱形的铝翼片焊接在一起，而内管不与铝翼片接触，将上述焊接在一起的U型管以及铝翼片插入吸热玻璃管内，使铝翼片紧靠在吸热玻璃管的内表面，U型管的管头露出吸热玻璃管外，作为热工介质的进出管道，其中，外管的端口作为热工介质的流出口，而内管的端口作为热工介质的流入口，保温堵盖穿过外管和内管的两个端口，堵在吸热玻璃管的上端起到保温的作用。

4.根据权利要求2或3的太阳能阳台热水系统，其特征在于：在散热器的顶端和开放式热循环中继器的工质腔的底部之间连接有上散热旁管，下散热旁管的上端连接在散热器的底端，下散热旁管的底端通过温控电磁阀、散热旁管三通后与热工介质流入管连接。

5.根据权利要求4的太阳能阳台热水系统，其特征在于：在贮水桶的顶端或侧壁设有压力安全阀，在贮水桶的右侧壁上设有伸入到金属内胆中的贮水腔内的电加热器。

6.根据权利要求5的太阳能阳台热水系统，其特征在于：所述热工介质循环装置为环绕金属内胆外壁、用来循环热工介质的夹套或放置于金属内胆中的贮水腔内的螺旋形金属换热盘管。

7.根据权利要求6的太阳能阳台热水系统，其特征在于：在集热模块的两个侧边的侧护板支架之间安装有放置在集热器背部的金属护网。

8.根据权利要求7的太阳能阳台热水系统，其特征在于：集热器采用蒸散型和长效型两种吸气剂，使真空腔长期维持较高的真空度,真空腔内的真空度保持5×10^-3Pa。

9.根据权利要求5的太阳能阳台热水系统，其特征在于：阳台护栏由阳台扶手、阳台护杆、阳台支柱和阳台栏板组成的，管状的连箱套装在阳台扶手上，集热模块两个侧边的三角形的侧护板支架安装在阳台护杆和阳台支柱上，使得集热模块固定在阳台护栏上。

10.根据权利要求5的太阳能阳台热水系统，其特征在于：集热模块作为独立模块通过两个侧边的侧护板支架由膨胀螺栓安装在阳台上。

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