CN2085512U - 太阳能阳台浴室热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种便于安装在楼房阳台上全年 使用的太阳能浴室热水器。这是由具有聚光和集热 两种功能的椭圆玻璃聚光集热管组装的太阳能集热 器、可提高系统回路流动压头的循环增强管、多功能 储水箱和辅助加热管等主要部件组成。对于高楼或 平房住户都可各自独立安装，互不干扰。系统热效率 高；安装维修方便。利用本热水器部件还可装配成用 于工农业和生活设施上的大型太阳能中温热水供应 系统和采暖空调的热源。

Description

本实用新型是一种便于安装在楼房阳台上全年使用的太阳能浴室热水器。

目前国内外家用太阳能热水器虽然种类繁多，但用于高楼住宅都深感不便。其大多数是安装在屋顶平台上。进出水路必需分别穿过多层居户的楼板。若在墙外装管，则需很厚的保温层，不但施工困难，而且影响楼房外观。若利用楼内通气孔道，安装也不方便，还阻碍通风。楼层愈高，居户愈多，各家的太阳能热水器都要在面积有限的楼顶平台上安装，是难以布置的。而当热水器发生故障时，要攀登高楼屋顶去维修，尤为艰险。若是安装在一般的阳台上，不但进出水引管麻烦，而且也不能直接用于淋浴。另外，常见的平板型太阳能热水器不能在冬季使用，若用市场上已有的真空管太阳能热水器，同样也是安装不便和不能直接用于淋浴，而且售价高。由于上述种种原因致使现有的家用太阳能热水器的推广应用受到了很大的限制。更难以构成可供全年方便使用的太阳能家庭浴室。

本实用新型的目的是提供一种新型结构的太阳能聚光集热管和系统部件，可组装成具有多种用途的太阳能热水器，特别是装配成可供南北地区的高楼或平房住户全年使用的太阳能阳台浴室热水器。

本实用新型太阳能阳台浴室热水器是由椭圆玻璃聚光集热管装配成的太阳能集热器（43）、循环增强管（25）、多功能储水箱（27），以及辅助加热管（26）和回水管（24）等几个主要部件组成。图1（a）是太阳能阳台浴室热水器的系统图。其中集热器（43）和循环增强管（25）两个需要接受太阳光的部件安装在室外，其余部件都安装在由虚线框表示的淋浴间（44）内。图1（b）是太阳能阳台浴室的平面布置图。太阳能集热器（43）是按一定的倾角横挂在向南阳台（23）栏杆的外侧。在阳台（23）的一端设有一个保温的淋浴间（44），其门向卧室内开。循环增强管（25）是垂直安装在阳台淋浴间（44）的外墙上。淋浴间（44）内敷设上下水道。自来水进管（28）与储水箱（27）的自动补水区间（29）中的浮球阀（30）相连。循环增强管（25）和辅助加热管（26）的上端共同伸入储水箱的水循环区间（31）中。回水管（24）是从储水箱的水循环区间（31）底部接出。回水管的下端与辅助加热管（26）的下端相联，再一同接到集热器（43）的进水接管（12）。循环增强管（25）的下端与集热器（43）的出水接管（13）相连。淋浴喷头（34）与储水箱（27）的恒温蓄水区间（33）底部相通。淋浴废水由地面上的地漏（35）流入下水道。

下面结合附图详细描述本实用新型的具体内容及其实施例。

椭圆玻璃聚光集热管是本实用新型的核心部件，见图2，在带有横截面呈“Y”字形肋片（1）的金属吸热管（2）的外面套有椭圆玻璃管（3）。从其横截面AA剖面图中可看出，“Y”字形肋片是三片均布，其中一片较短，其位置与椭圆玻璃管横截面的短轴重合；两个较长肋片呈“V”形，朝向阳光。在椭圆玻璃管（3）的后半边内壁上，（以椭圆长轴为界）镀有反光层（5）。椭圆玻璃管（3）一端开口；用凹盘顶盖（6）和密封树脂（7）把椭圆玻璃管（3）的开口端和金属吸热管（2）的引出端之间密封起来。通过凹盘项盖（6）上的排气管（8）将椭圆玻璃管（3）内抽真空后，再灌入微量的低导热率气体。金属吸热管（2）的另一端是焊封的，用弹性支撑架（9）固定在椭圆玻璃管（3）内。金属吸热管（2）里插有导流管（4）。将这样装配完整的多根椭圆玻璃聚光集热管开口端部逐个的并排插入汇流壳体（14）。椭圆玻璃管（3）横截面的长轴都位于同一平面。玻璃管（3）内壁的反光层（5）都背靠集热器（43）的后部。金属吸热管（2）的引出端和其中的导流管（4）分别插入汇流壳体（14）内的冷水分配管（10）和热水收集管（11）。冷水分配管套在热水收集管之外，二者同心。在外形为长方体的汇流壳体（14）内的剩余空间填充绝热材料（15）和填料（20）。在冷水分配管（10）的下端有放水管（16），从汇流壳体（14）的底盖（17）伸出。凡从汇流壳体（14）及其底盖（17）向外伸出的进水接管（12）和出水接管（13），以及放水管（16）都用橡胶封环（18）与汇流壳体（14）的外壳密封和固定。椭圆玻璃聚光集热管插入汇流壳体（14）后，再用一整块橡胶孔板（19）把所有插入的椭圆玻璃管（3）的插入端都与汇流壳体（14）的外壳密封和固定在一起。每根椭圆玻璃管（3）的封闭端都有一个软垫块（22），每个软垫块都固定在“U”字形的金属框架（21）上；再将框架（21）固定在汇流壳体（14）上，形成太阳能集热器（43）的整体结构，如图3。

循环增强管（25）的结构见图4。其大体上与上述的椭圆玻璃聚光集热管相似，不同之处是椭圆玻璃管（3）和金属吸热管都是上下两端直通的，以及其端部采用弹性密封结构。在图4中只绘出上端，其下端结构是相同的。带有“Y”字形肋片（1）的金属吸热管（2）放入镀有反光层（5）的椭圆玻璃管（3）中。再用带有排气管（8）的凹盘顶盖（6）、密封树脂（7）、环形密封压条（36）等将椭圆玻璃管（3）的开口端密封起来，而金属吸热管（2）的引出端焊有引出管（37）。在引出管（37）与凹盘顶盖（6）之间有一套弹性密封结构，由密封座环（38），“○”形密封圈（39）和螺旋压帽（40）所组成。外面再套有保护罩（41）。在保护罩中的空隙处装有绝热材料（42）和填料（20）。

储水箱（27）的结构如图1（a）中所示，它是由自动补水区间（29）、水循环区间（31）和恒温蓄水区间（33）所组成。自来水进管（28）接到自动补水区间（29）内的浮球阀（30）。自动补水区间（29）与水循环区间（31）相邻，底部有孔相通，形成一个连通器，保持互相一致的水位。水循环区间（31）与恒温蓄水区间（33）相邻，其间的隔板上装有定温放水阀（32）。在恒温蓄水区间（33）的下面有管道接到淋浴喷头（34）。

辅助加热管（26）实际上是一根结构简单的管状热交换器，可利用电或采暖的热水作为加热源。

太阳能阳台浴室热水器的各部件按图1（a）中所示的系统回路连接起来。从自来水进管（28）灌入储水箱（27）的冷水，先经过浮球阀（30）流入自动补水区间（29），再进入水循环区间（31）。通过回水管（24）将太阳能集热器（43）、循环增强管（25）和辅助加热管（26）等部件全部注满后，并由浮球阀（30）的作用，使水位保持一定。当太阳能集热器（43）和循环增强管（25）中的水被加热后，与回水管（24）中的冷水形成比重差而自循环。使水循环区间（31）中的水温不断升高，达到预定的水温时，定温放水阀（32）自动打开，热水流入恒温蓄水区间（33）。此时水循环区间（31）中的水位下降，由于连通器的作用，自动补水区间（29）中的水位也随之下降。浮球阀（30）就立刻启动，自动补充进水，使水位保持到原来的水平为止。

本实用新型的技术特点和效果是显著的，可归纳为以下几方面：

（1）  太阳能椭圆玻璃聚光集热管把聚光和集热两种功能结合为一体。在不需要跟踪和季节调整集热器安装倾角的条件下，可在较宽的张角范围内把射入的太阳直射光和散射光都聚集到“Y”字形肋片的吸热管上，形成低倍率聚光，提高了集热温度。这种聚光和集热的双重作用是一般太阳能真空集热管所设有的特点。

（2）  反光层镀在椭圆玻璃管内壁，避免了紫外线，尘埃和风雨等的直接损害，提高了反射率，延长了使用寿命。并且减少了吸热管对外的热辐射损失。

（3）  椭圆玻璃管与金属吸热管之间的弹性密封结构，封装容易。免除了复杂的真空密封焊接工艺，降低了造价。

（4）  太阳能集热器汇流壳体内的冷水分配管和热水收集管是采用同心管结构，装配紧凑，保温效果好；而且椭圆玻璃聚光集热管与汇流壳体的连接是插入式，装卸方便。只要增减汇流壳体的长度，即可组成不同规格的太阳能集热装置。

（5）  循环增强管不但可以增加热水器内自循环的流动压头，而且有助于启动循环水流。

（6）  储水箱内包括三个区间，分别具有自动补水，定温放水和恒温蓄水的功能。这在自循环回路中可使集热器的进水保持在较低的温度，因而提高了系统的热效率。同时从喷头流出的热水基本上维持所需要的温度。不会发生现有太阳能热水器在使用热水时，储水箱中存在的冷热水混合问题，因而提高了热水利用率。

（7）  辅助加热管是根据当地能源条件来设置的一种热交换管，具有两种作用，一是使淋浴间内保持适宜的温度，二是当阴雨天或阳光不足时可继续维持循环水温。

（8）  太阳能阳台浴室仅占用1平方米左右的阳台面积，并不影响居室内的布局。全套热水设备安装维修简便。高楼或平房的住户可各自独立安装，互不干扰，而且可以全年使用。

（9）  在整套太阳能装置中，除集热器和循环增强管这两个需要接受太阳光的部件安装在室外，其他部件全都在淋浴间内，利于保温，热损失小，提高了系统效率。

（10）  这种新型集热器可根据工农业实际需要，装配成多种类型和不同用途的太阳能大型中温热水供应系统。也可作为采暖空调的热源，或做成开水器。

本说明书中共有附图4件。图1中的（a）为太阳能阳台浴室热水器的系统图，（b）为其在建筑上的平面布置图。图2是椭圆玻璃聚光集热管和汇流壳体的结构及其连接。图3是集热器的整体结构。图4是循环增强管的结构。

在上述附图里所示的实施例中几个主要部件的尺寸与材料：

（1）  椭圆玻璃管可利用壁厚2.5毫米、直径100毫米左右的高硼硅玻璃圆管模压制成。长度约1500毫米。

（2）  带有“Y”字形肋片的金属吸热管可由铝材或铜材挤压而成。吸热管外径约20毫米，壁厚约1毫米。肋片尖部厚0.5毫米，根部宽1毫米。

（3）  吸热管和肋片的外表面全都镀有高性能的选择性吸收涂层。

（4）  太阳能集热器的外部尺寸

长度L＝1500～2000毫米

宽度W＝600～900毫米，若作为大型热水系统，W值可增大。

Claims (4)

1、太阳能阳台浴室热水器，其特征是由椭圆玻璃聚光集热管装配成的太阳能集热器(43)、循环增强管(25)，多功能储水箱(27)和辅助加热管(26)，以及回水管(24)等部件组成，太阳能集热器(43)是按一定的倾角横挂在向南阳台(23)的栏杆外侧；自来水进管(28)与储水箱(27)的自动补水区间(29)中的浮球阀(30)相连，循环增强管(25)和辅助加热管(26)的上端共同伸入储水箱的水循环区间(31)中，回水管(24)是从储水箱的水循环区间(31)底部接出，回水管的下端与辅助加热管(26)的下端相联，再一同接到集热器(43)的进水接管(12)，循环增强管(25)的下端与集热器(43)的出水接管(13)相连，淋浴喷头(34)与储水箱(27)的恒温蓄水区间(33)底部相通。

2、如权利要求1所述的太阳能阳台浴室热水器，其特征是太阳能集热器（43），由多根椭圆玻璃聚光集热管和一个长方体型的汇流壳体（14）组装而成，每根椭圆玻璃聚光集热管是在带有横截面呈“Y”字形肋片（1）的金属吸热管（2）的外面套有椭圆玻璃管（3），“Y”字形肋片在吸热管（2）表面三片均布，其中一片较短，其位置与玻璃管横截面椭圆的短轴重合，指向玻璃管（3）的后壁；两个较长的肋片呈“V”字形，朝向阳光，在玻璃管（3）后半边内壁上镀有反光层（5），其镀层面以玻璃管横截面的椭圆长轴为界。椭圆玻璃管（3）一端开口，该开口端是用带有排气管（8）的凹盘顶盖（6）和密封树脂（7）封装，金属吸热管（2）的一端焊封，并用弹性支撑架（9）固定在玻璃管（3）内。金属吸热管（2）另一端是开口的，里面插有导流管（4），将装配完整的多根椭圆玻璃聚光集热管开口端部逐个并排插入汇流壳体（14），椭圆玻璃管（3）横截面的长轴都位于同一平面，玻璃管（3）内壁的反光层（5）都处于集热器（43）的后背部，金属吸热管（2）的开口端和其中的导流管（4）分别插入汇流壳体（14）内的冷水分配管（10）和热水收集管（11），冷水分配管套在热水收集管之外，二者同心。

3、如权利要求1所述的太阳能阳台浴室热水器，其特征是循环增强管（25）是上下直通式的椭圆玻璃聚光集热管，在椭圆玻璃管（3）里装有带“Y”字形肋片（1）的金属吸热管（2），玻璃管（3）以横截面椭圆长轴为界的内半壁上镀有反光层（5），金属吸热管（2）上的“Y”字形肋片三片均布，其中一片较短，其位置与镀有反光层（5）的横截面椭圆短轴重合，另两片等长形成“V”字形，朝向阳光，椭圆玻璃管和金属吸热管上下两端开口，在椭圆玻璃管开口端与带有排气管（8）的凹盘顶盖（6）之间的密封是采用环形密封压条（36）和密封树脂（7），在金属吸热管（2）的向外引出部位焊有引出管（37），在凹盘项盖（6）与引出管（37）之间有密封座环（38），“○”型密封圈（39）和螺旋压帽（40）组成的弹性密封结构，在端部密封结构之外，套有保护罩（41），保护罩里空隙部分装有绝热材料（42）和填料（20）。

4、如权利要求1所述的太阳能阳台浴室热水器，其特征是储水箱（27）内分隔成自动补水区间（29），水循环区间（31）和恒温蓄水区间（33）；自动补水区间与水循环区间相邻，两区间的底部有孔相通；水循环区间与恒温蓄水区间相邻，二者之间的隔板上装有定温放水阀（32）；自动补水区间上部有浮球阀（30），水循环区间接有来自循环增强管（25）的进水管和流入集热器（43）的回水管（24），恒温蓄水区间底部有接往淋浴喷头（34）的接管。

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