CN102798233A - 一体双承压太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体双承压太阳能热水器，包括支架、水箱外壳、保温层、换热夹套、导热用界面填充层和储热内胆，换热夹套上设有用于连接承压太阳能真空集热管的换热工质循环短管，并且开有换热工质灌注口和换热工质溢流口，换热工质循环短管将承压太阳能真空集热管与换热夹套的内腔联通。储热内胆上连有冷水进水管和热水出水管。换热夹套通过导热用界面填充层与储热内胆紧密贴合在一起。本发明提出的一体双承压太阳能热水器集热、储热分别独立闭式运行，使用水承压使用，使用水不会因换热工质渗漏而被污染，用水卫生，系统安全可靠，整个系统结构设计合理，成本低，性价比高，使用寿命长。

Description

一体双承压太阳能热水器

技术领域

本发明涉及一种双承压水箱，以及利用双承压水箱的一体双承压太阳能热水器，属于太阳能热利用领域。

背景技术

目前，市场上的太阳能热水器按照用水方式分主要有两种，一种为非承压式太阳能热水器；一种为承压式太阳能热水器。非承压式太阳能热水器由于其低廉的价格早期得到了较大的发展，但由于其采用开式运行原理，会导致使用水易污染、洗浴不舒适等缺点，因此，近几年一体承压太阳能热水器得到了较快的发展。现有的一体承压太阳能热水器按照集热原理可分为两种，一种为金属热管式太阳能热水器；一种为二次换热夹套式太阳能热水器。在金属热管式太阳能热水器中，金属热管和水直接接触，金属热管易受腐蚀而导致泄漏、同时也容易结垢而导致换热性能差，另外这种热水器加工复杂、成本也较高。对于二次换热夹套式太阳能热水器，水箱的换热夹套直接焊接在储热内胆的外壁上，实际运行时，换热夹套内装有换热工质，储热内胆内部充满使用水，换热工质和使用水之间通过共用的储热内胆的外壁进行传热。实践证明共用的储热内胆的外壁恰为该类水箱的最薄弱环节，易受腐蚀而导致穿孔破坏。穿孔破坏后，由于换热夹套和储热内胆连通，换热工质会和使用水混合在一起，而目前此类系统所用的换热工质均为防冻液，且都有一定的毒性，将引起严重的水污染。更为可怕的是此类水箱内部发生泄漏后热水器还可以正常使用，可想而知发生泄漏后用这样的水洗碗、洗菜、刷牙、洗脸和沐浴会产生什么后果。针对上述两种一体承压太阳能热水器存在的问题，在不改变现有水箱使用性能和力求性价比更高的前提下，本发明提出了一种有效保证使用水安全的一体双承压太阳能热水器。

发明内容

基于目前的现状提出的一体双承压太阳能热水器，采用外置独立换热夹套的承压水箱，换热夹套和储热内胆分别为两个独立的承压系统，解决了金属热管式太阳能热水器易腐蚀、易结垢以及成本高的问题。同时也解决了二次换夹套式太阳能热水器中换热工质和使用水之间只有一层金属壁面，一旦发生腐蚀穿孔，有毒换热工质污染使用水的问题。方案中，承压太阳能真空集热管、换热夹套和储存使用水的储热内胆三者之间通过科学的传热技术的应用，有效保证了系统的热性能。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：所述一体双承压太阳能热水器包括：支架、水箱外壳、保温层、储热内胆、导热用界面填充层、换热夹套、灌注口、灌注口堵头、溢流口、溢流口堵头、循环口、循环短管、承压太阳能真空集热管、冷水进水管、热水出水管。

所述储热内胆外贴覆有换热夹套，且换热夹套侧置于储热内胆外，两者之间挤压有导热用界面填充层，三者相对位置固定，换热夹套和储热内胆外包覆有保温层，保温层外又包覆有水箱外壳，外壳安置在支架上。

所述储热内胆内存使用水，储热内胆上设置有贯穿水箱外壳和储热内胆底部连通的冷水进水管，贯穿水箱外壳伸入储热内胆顶部的热水出水管。

所述储热内胆上的冷水进水管和自来水相连，热水出水管和用水末端相连。

所述换热夹套上设置有灌注口、溢流口和一排循环口，循环口上焊有带螺纹的循环短管。

所述承压太阳能真空集热管通过螺纹和循环短管一对一连接，从而将承压太阳能真空集热管的内腔和换热夹套的内腔连通。

所述承压太阳能真空集热管的开口端带螺纹。

本发明的有益效果是，在使用中，承压太阳能真空集热管吸收太阳光加热管内的换热工质，换热工质通过热虹吸原理把热量送到换热夹套中，换热夹套内的换热工质再通过导热用界面填充层把热量导入储热内胆内的使用水中。通过这样的设计，不仅用材成本较低，也提高了热水器的抗腐蚀能力，同时换热工质和使用水之间有两层金属壁面和一层导热用界面填充层，在保证热性能的前提下，消除了换热工质渗漏而污染使用水的危险。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是图1的C处放大视图。

图中标号

1支架                2水箱外壳    3保温层    4储热内胆

5导热用界面填充层    6换热夹套    7灌注口    8灌注口堵头

9溢流口    10溢流口堵头    11换热工质循环口    12换热工质循环短管

13承压太阳能真空集热管     14冷水进水管     15热水出水管

具体实施方式

请参照图1、图2、图3、图4，本发明是一种一体双承压太阳能热水器，包括支撑整个热水器的支架1，支架1上安置水箱外壳2，水箱外壳2上设有和储热内胆4连通的冷水进水管14和热水出水管15，冷水进水管14和自来水相连，热水出水管15和用水末端相连。

换热夹套6侧置于储热内胆4外，两者之间挤压有导热用界面填充层5，两者外围包覆有保温层3，保温层的外围包覆有外壳2。

换热夹套6上还开有灌注口7、溢流口9和换热工质循环口11，灌注口7高于或等于溢流口9，溢流口9高于换热工质循环口11，灌注口7和灌注口堵头8连接，溢流口9和溢流口堵头10连接，换热工质循环口11上焊接有换热工质循环短管12，换热工质循环短管12和承压太阳能真空集热管13通过其开口端的螺纹一对一连接。

换热夹套6和储热内胆4之间的导热用界面填充层5为布状，依顺性好，具有高度的可压缩性、弹性、柔性，且具有良好的热传导率。导热用界面填充层5挤压于换热夹套6的内壁面和储热内胆4的外壁面之间，从而实现了三者间无缝紧密贴合，该加工工艺简单，生产成本低，制造更加容易。

具体实施过程为：使用时，从灌注口7向换热夹套6和承压太阳能真空集热管13组成的回路内注入换热工质，换热工质先通过一排换热工质循环口11流经一排换热工质循环短管12，流入一排承压太阳能真空集热管13内，当一排承压太阳能真空集热管13的内腔充满换热工质后，换热夹套6内的液面开始升高，当液面高度上升到溢流口9的高度时，停止加注，然后在溢流口9上拧紧溢流口堵头10，在灌注口7上拧紧灌注口堵头8，使承压太阳能真空集热管13和换热夹套6之间组成一闭式系统。

通过冷水进水管14向储热内胆4注水，储热内胆4内的液面会逐渐升高当有水经过热水出水管15从用水末端流出时，关闭用水末端，自来水水压一直作用于储热内胆4内的使用水中，每次打开用水末端，储热内胆4里的使用水就在自来水压力的作用下流出。关闭用水末端，此时储热内胆4和自来水管道也就组成了一闭式承压系统。

当阳光照射到承压太阳能真空集热管13上时，换热工质温度升高，承压太阳能真空集热管13内的换热工质与换热夹套6内的换热工质产生密度差，致使热的换热工质在浮升力的作用下沿着承压太阳能真空集热管13内腔的上壁面流入换热夹套6，热的换热工质再通过导热用界面填充层5来不断加热储热内胆4中的使用水。被冷却的换热工质经过换热工质循环口11再次回到承压太阳能真空集热管13中。就这样，换热工质不断地在承压太阳能真空集热管13和换热夹套6之间反复流动，最终达到加热储热内胆4中使用水的目的。用水时，自来水从冷水进水管14顶入，将储热内胆4中的热水从热水出水管15顶出。

换热夹套6闭式运行，与储热内胆4的换热方式是间接式的，两者相互独立，换热工质和使用水之间有换热夹套6的金属壁面、储热内胆4的金属壁面和导热用界面填充层，且换热夹套6由厚壁金属材料制成，极大地降低了换热工质和使用水之间因某一壁面被腐蚀穿而串液的可能性，充分保证了用水的安全性。

Claims (7)

1.一体双承压太阳能热水器，包括水箱外壳、换热夹套、导热用界面填充层、储热内胆和承压太阳能真空集热管，其特征是：

所述储热内胆的外壁上布置有换热夹套，换热夹套的内壁面通过导热用界面填充层与储热内胆的外壁面紧密贴合在一起，储热内胆上连有冷水进水管和热水出水管，换热夹套的外壁面开有灌注口、溢流口和一排换热工质循环口；灌注口的位置高于或等于溢流口，溢流口的位置高于换热工质循环口。

2.如权利要求1所述的一体双承压太阳能热水器，其特征是：所述导热用界面填充层具有可压缩性，被挤压在换热夹套和储热内胆之间，导热用界面填充层充满换热夹套和储热内胆之间的缝隙。

3.如权利要求1、2所述的分体承压太阳能热水系统，其特征是：在储热内胆和换热夹套的外围填充有保温层。

4.如权利要求1所述的一体双承压太阳能热水器，其特征是：一排换热工质循环口上焊接有一排换热工质循环短管。

5.如权利要求1、4所述的一体双承压太阳能热水器，其特征是：所述一排换热工质循环短管上设置有螺纹。

6.如权利要求1、4、5所述的一体双承压太阳能热水器，其特征是：所述换热工质循环短管和承压太阳能真空集热管通过螺纹相连。

7.如权利要求6所述的一体双承压太阳能热水器，其特征是：由换热夹套内腔和承压太阳能真空集热管内腔组成的空腔为闭式空腔。

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