CN203857692U - 用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，储水箱以斜向固定，使所述储水箱与水平线之间具有倾角，所述倾角为当地纬度加10°～25°；在所述储水箱的左、右两侧各插设有一排横向布置的全玻璃热管真空集热管，每一根全玻璃热管真空集热管的冷凝端还向储水箱的底部方向偏移一个转角，所述转角大于0°并小于20°。该热水器高倾角安装，冬季得热量相对高些，利于太阳能采暖；夏季得热量相对低些，以防热水器过热，非常适用于太阳能采暖系统。而且本实用新型运行时管内无水，冬季运行没有冻结的隐患，当其中一只集热管破碎时，储水箱内的水不会泄漏出来，这样集热器仍然能够正常使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及到一种全玻璃真空管太阳能热水器，属于太阳能热利用技术领域，尤其适用于太阳能采暖系统。
背景技术
随着太阳能光热技术的发展，以太阳能为热源的太阳能采暖系统取得了很大的发展，逐渐得到市场的认可。在诸多类型的太阳能采暖系统中，采用的集热器分为平板型太阳能集热器和真空管型太阳能集热器。
平板型太阳能集热器，由于其结构限制，吸热体与罩玻璃盖板之间有气体对流，使平板型太阳能集热器热损较大，在冬季热损失更大，这个缺陷，使它不利于为冬季采暖运行的太阳能热水系统。
传统真空管型太阳能集热器，用于采暖系统的一般有联集管集热器、U型管集热器、金属热管集热器。其中U型管集热器和金属热管集热器则采用金属U型铜管或金属热管配合铝翼换热模式，解决了普通联集管集热器因管内有水，冬季容易冻，且不能承压的问题，但因其成本过高还不能大面积推广。因此，以联集管集热器市场占有率最高，这主要是因为，联集管集热器采用普通双层全玻璃真空太阳集热管，集热管内走水，集热器非承压运行，因此，成本低廉，利于推广应用。
但是，由于现有联集管集热器的真空管内直接走水，由于水质问题会在真空管内结垢，造成系统性能严重下降。另外，真空管如遇破损，集热系统的水会直接泄漏，不但系统无法继续运行，还会造成安全事故。
同样是因为真空管内走水的原因，现有联集管集热器在寒冷的冬季运行时，如遇低温阴雨天气，即便采取电伴热带、集热器排空等技术，依然会造成玻璃集热管内走水而冻结等损坏事故。例如，我国ZL00248005.0与ZL200520107421.0专利，其使用全玻璃真空太阳集热管，当其中一支集热管破损，就会导致热水器泄漏而使热水器运行破坏。
当然，目前还有一种全玻璃热管真空集热管组成的集热器，所述全玻璃热管真空集热管内不再走水，而仅有极少量的传热工质，由于其运行时管内无水，所以在冬季运行没有冻结的隐患，管内也不会沉积水垢。但是，现有全玻璃热管真空集热管统统都是竖直布置，由于其竖直布置（下端为集热端，上端为冷凝端），联箱必然只能接一排集热管，这使得采光面积受到了极大的限制；同时，现有全玻璃热管真空集热管组成的集热器在夏季集热过多，容易导致集热器过热，在冬季则集热不足，导致集热器在冬季无法满足使用要求，也是常见的技术问题。
实用新型内容
鉴于上述因素，本实用新型提出一种用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，使其能够避免冬季冻结、破裂走水的问题，还要解决集热器在夏季过热、冬季不热的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：储水箱以斜向固定，使所述储水箱与水平线之间具有倾角，所述倾角为当地纬度加10°～25°；在所述储水箱的左、右两侧各插设有一排横向布置的全玻璃热管真空集热管，每一根全玻璃热管真空集热管的冷凝端还向储水箱的底部方向偏移一个转角，所述转角大于0°并小于20°。
其中：所述转角介于5°～10°之间。
其中：所述储水箱以斜向固定在支架上，所述支架为直角状。
其中：每一排所述全玻璃热管真空集热管的集热端固定在一个尾架上，所述尾架用支架固定并具有所述倾角。
其中：每根全玻璃热管真空集热管的集热端朝外，冷凝端在插入储水箱后用密封圈密封连接。
其中：所述储水箱设为锥台状或圆台状，其左右两侧均具有斜面，所述斜面的斜度即为所述转角，每根全玻璃热管真空集热管的冷凝端以垂直于所述斜面的方向与所述储水箱连接。
其中：所述储水箱为圆柱状或长方体状。
其中：所述全玻璃热管真空集热管的规格是直径47mm、长1.2m～1.8m，或者是直径58mm、长1.5m～2.1m。
其中：所述全玻璃热管真空集热管与储热水箱的容水量的配比是：每支全玻璃热管真空集热管配3～11升水，或者每支全玻璃热管真空集热管配5～8升水。
全玻璃热管真空集热管是无芯重力热管，为了提高单个全玻璃热管真空集热管的热效率，现有集热器均采用集热管竖直放置的结构形式，只能接一列集热管，而且存在夏季集热能力过强与冬季集热能力不足的问题。
与现有技术相比较，本实用新型将全玻璃热管真空集热管横向布置，则储水箱能够连接两排集热管，大幅增加了集热面积；而且集热管横向布置以后，意外的发现：集热器的仍然能良好的运行工作，而且由于横向布置的集热管之间很少发生相互遮挡，采光面积随阳光照射角度的变化的影响非常小，具有所谓自然跟踪效果，使其集热性能更为稳定，不仅在冬季具有较佳的集热能力，而且在夏季也不会产生过热的问题。
附图说明
图1是本实用新型一个较佳实施例提供的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器的立体示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是图2的A向视图；
图4是本实用新型另一个较佳实施例的立体示意图。
附图标记说明：支架1；储水箱2；全玻璃热管真空集热管3；尾架4。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，是本实用新型的一个较佳实施例提供的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其包括支架1、储水箱2、全玻璃热管真空集热管3与尾架4，所述支架1侧面为直角状，以利于靠墙放置，所述储水箱2以斜向固定在所述支架1上，使所述储水箱2与水平线之间具有倾角β，所述倾角β以当地纬度加10°～25°为宜，优选为当地纬度加15°～20°；在所述储水箱2的左、右两侧各插设有一排横向布置的所述全玻璃热管真空集热管3，每根全玻璃热管真空集热管3的集热端朝外，并固定在所述尾架4上，所述尾架4用所述支架1固定并同样具有所述倾角β，每根全玻璃热管真空集热管3的冷凝端则在插入储水箱2后用密封圈密封连接；再参阅图3所示，每一根全玻璃热管真空集热管3的冷凝端还向储水箱2的底部方向偏移一个转角α，所述转角α大于0°并小于20°，以5°～10°为最佳。
如图3所示，为了便于全玻璃热管真空集热管3的安装，所述储水箱2设为锥台状，使其左右两侧均具有斜面，所述斜面的斜度即为所述转角α，如此一来，每根全玻璃热管真空集热管3只要垂直于所述斜面安装，即可自然形成所述转角α。
所述储水箱2的形状并不限定为锥台状，也可以是圆柱状、长方体状或圆台状（如图4所示）。
所述全玻璃热管真空集热管3的规格可以是直径47mm、长1.2m～1.8m，也可以是直径58mm、长1.5m～2.1m。
所述全玻璃热管真空集热管3与储热水箱的容水量的配比是：每支全玻璃热管真空集热管3配3～11升水，优选5～8升水。
由于本实用新型的全玻璃热管真空集热管3内仅有极少量的传热工质，运行时管内无水，冬季运行没有冻结的隐患，管内也不会沉积水垢。而且由于使用冷凝端插入储水箱2后用密封圈密封，当其中一只集热管破碎时，由于密封圈的挤压作用，集热管头部及冷凝段不会脱落，保证储水箱2内的水不会泄漏出来，这样集热器仍然能够正常使用，大幅度提高了产品的安全性和可靠性。
此外，该热水器高倾角安装，冬季得热量相对高些，利于太阳能采暖；夏季得热量相对低些，以防热水器过热，非常适用于太阳能采暖系统。例如，图1-图3所示的实施例，其在北京北郊的冬季运行实测，储水箱2含170公斤水，储水箱2两侧共有32支直径58mm、长1.8m的全玻璃热管真空集热管3，倾角为60度。典型日，从8:40到16:40运行8小时，太阳辐照量20.5MJ/m2,水箱升温38.0℃，按轮廓采光面积计算，该太阳能热水器，日有用得热量为7.8MJ/m2，运行时间内的日平均环境温度为7.1℃，风速小于4m/sec。而以如图4所示的实施例在北京北郊的冬季运行实测，储水箱2含170公斤水，储水箱2两侧共有32支直径58mm、长1.8m全玻璃热管真空集热管3，倾角为60度。典型日，从8:00到16:00运行8小时，太阳辐照量18.2MJ/m2，水箱升温30.9℃，按轮廓采光面积计算，该太阳能热水器，日有用得热量为6.3MJ/m2，运行时间内的日平均环境温度为零下1.0℃，风速小于4m/sec。
另外，该热水器没有采用金属流道结构，同时真空集热管采用了横双排布置，成本较低。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：储水箱以斜向固定，使所述储水箱与水平线之间具有倾角，所述倾角为当地纬度加10°～25°；在所述储水箱的左、右两侧各插设有一排横向布置的全玻璃热管真空集热管，每一根全玻璃热管真空集热管的冷凝端还向储水箱的底部方向偏移一个转角，所述转角大于0°并小于20°。
2.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述转角介于5°～10°之间。
3.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述储水箱以斜向固定在支架上，所述支架为直角状。
4.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：每一排所述全玻璃热管真空集热管的集热端固定在一个尾架上，所述尾架用支架固定并具有所述倾角。
5.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：每根全玻璃热管真空集热管的集热端朝外，冷凝端在插入储水箱后用密封圈密封连接。
6.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述储水箱设为锥台状或圆台状，其左右两侧均具有斜面，所述斜面的斜度即为所述转角，每根全玻璃热管真空集热管的冷凝端以垂直于所述斜面的方向与所述储水箱连接。
7.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述储水箱为圆柱状或长方体状。
8.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述全玻璃热管真空集热管的规格是直径47mm、长1.2m～1.8m，或者是直径58mm、长1.5m～2.1m。
9.根据权利要求1所述的用于采暖的全玻璃真空管太阳能热水器，其特征在于：所述全玻璃热管真空集热管与储热水箱的容水量的配比是：每支全玻璃热管真空集热管配3～11升水，或者每支全玻璃热管真空集热管配5～8升水。
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| CN104482672A (zh) * | 2014-12-07 | 2015-04-01 | 孙久泉 | 整体壁挂式太阳能热水器 |
| CN106091412A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-09 | 安徽顺达新能源科技开发有限公司 | 一种太阳能热水器 |
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