CN2199495Y - 平板内循环式太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

一种平板内循环式太阳能热水器，由外箱体、水 箱、玻璃盖板、支架等组成。水箱内部设有自动水位 控制、进出水节置转换、内循环形成等装置。其有着： 热效率高、保温性好、性能优越、可并联扩容的特点， 是一种较为实用的普及型太阳能热水器。

Description

本实用新型涉及一种平板内循环式太阳能热水器，字母表示为PNT－120型太阳能热水器。P代表平板式，N代表内循环，T代表太阳能，120为水箱设计容积120市斤。

目前的平板式太阳能热水器（以下简称热水器）有两种：一种是闷晒式；一种是高位水箱循环式。闷晒式，水在水箱内不循环，因此存在着水温不均、热交换效率低的缺限；高位水箱循环式，由于水箱与受热板分体，热交换中间有个传导过程，因此热交换效率也不高，另外这种分体式结构使保温不好处理，因此又存在着保温性差的缺点。两种热水器安装时都需要双管安装，这样即不便管道保温又不经济，另外两种热水器的放气管都与外界直接相通，使热量损耗较大。

本实用新型提供了一种新的设计方案，克服了现用热水器存在的缺限。实现了单管安装、自动控水、内部循环、一体结构、可并联扩容等功能。是一种较为理想实用的新型太阳能热水器。

本实用新型是这样实现的：一种热水器包括外箱体（1）、玻璃盖板（2）、供水引出管（3）、水箱（6）、出水单向阀（15）、进水单向阀（18）、呼吸阀（19）、循环隔板（7）、太阳能增热器（53）、太阳能软管（54）等组成。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的左部面图。

图3是本实用新型的底剖面图。

图4是本实用新型的正剖面图。

图5是本实用新型的向流片剖面图。

图6是本实用新型的太阳能增热器左剖面图。

图7是本实用新型的太阳能增热器并联示意图。

图8是本实用新型的太阳能软管剖面图。

图9是本实用新型的室内连接安装示意图。

在图1中，1是外箱体、2是玻璃盖板、3是供水引出管、4是支架、5是引出管。

外箱体（1）外观尺寸根据所不同型号而定。本型号宽×高×厚为1×1.2×0.18米。其安装时要求有一定倾斜角，其大小与当地的太阳高度角一致。外箱体工厂化生产时可一次冲压成型，其材质不限，只要耐雨防晒有一定强度即可。供水引出管（3）再引出部分用太阳能软管与室内管路连接，软管的布置安装最好采用建筑性安装，即在房屋建筑时在墙体内象烟道那样设计专用通道，软管从中穿过。这样一是保温性好；二是美观不显零乱。支架（4）采用组合式设计，不用焊接形式，并可进行高度调节。呼吸引出管（5）用塑料材料制作，以减少热量损耗。

在图2中，6是水箱、7是循环隔板、8是吸热层、9是垫块、10是内层玻璃盖板、11是外层玻璃盖板、12是间隔框、13是玻璃压条、14是自攻螺钉、15是出水单向阀、16是连接管、17是保温层、18是进水单向阀、19是呼吸阀。

在图3中，20是循环隔板与水箱连接处。

水箱（6）最好用铝合金冲压成型，简易制作时也可用白铁皮锡焊而成。水箱（6）的顶部留一开口，开口的大小以安装水箱内部装置时方便为宜，安装好后开口用开口盖（27）封闭。水箱的受热那面要用吸热吸光性好的材料喷涂处理，形成表面吸热层（8）。简易的方法可用锅灰加清漆加少量铜沫涂刷。水箱（6）的尺寸本型号为：0.9×1.1×0.07米，设计水位控制高度1米，盛水约120市斤。循环隔板（7）装置在水箱（6）内受热那面上，与其之间的距离为0.5－0.8厘米，循环隔板（7）左右两个边与水箱受热面密接固定，上下保持相通形成扁平通道。循环隔板（7）的宽略小于水箱（6）的内宽，其上下高度要随水位线一同设计，其高度技术要求是上部低于实际水位线2－3公分下部高于水箱底部2公分。循环隔板（7）要求隔热，使其前后的水形成温差，制做时必须用隔热材料或采取双层中空的办法制做。

垫块（9）的作用是增加玻璃盖板的强度，使之不易破碎。玻璃盖板本实用新型设计为双层，这样虽使入射光受一些影响，但其所产生的保温效应确很好，不致于白天晒热的水晚上用时再凉，另外冬季使用夜间也不必放水担心冻坏。内玻璃盖板（10）与水箱受热面之间的距离为3公分，外玻璃盖板（11）与内玻璃盖板（10）之间的距离不大于1公分。如不考虑造价因素，两层玻璃盖板可用一块双层中空玻璃代替。间隔框（12）是一个泡沫矩形框，其作用是限定两层玻璃盖板之间的间隔。玻璃盖板通过玻璃压条（13）、自攻螺钉（14）与外箱体（1）固定。保温层（17）用泡沫保温材料一次成型，厚度设计不少于5公分。

在图4中，21是呼出压垫、22是呼出口、23是圆台座、24是吸气胶圈、25是进气孔、26是固定螺母、27是开口盖、28是连接调整螺母、29是防溅弧形盖、30是浮子、31是空心圆柱、32是挡脚板、33是旋帽、34是并联管、35是供水旋盖、36是向流片、37是进水单向阀盖、38是固定螺母、39是压提杆、40是活塞、41是支柱、42是调节螺钉、43是呼吸进出口、44是压垫圈、45是呼吸阀盖。

在图5中，46是内舌、47是固定圈。

出水单向阀（15）、进水单向阀（18）、呼吸阀（19）外形体均由圆回转体组合成，塑料制做。呼出压垫（21）外形圆弧状，中部呈弧形凸出，用橡胶制成。其自身因弧形凸出具有一定弹性，正常状态与呼出口（22）紧贴。呼出压垫（21）通过其上部的压垫圈（44）、呼吸阀盖（45）紧固。

吸气胶圈（24）外形呈圆台状，用柔性较好的橡胶制成，其上部有一卡槽，卡置于圆台座（23）呼出口（22）处的内析沿上。吸气胶垫（24）上端厚下部簿，其外经与圆台座（23）的内经相同。圆台座（23）与外壁为一体，其顶部开一通孔即呼出口（22），中部开有2－3个小孔即进气孔（25）。呼吸阀（19）通过固定螺母（26）固定在水箱开口盖（27）上。并联管（34）为备用接口，供并联太阳能增热器时用，未用之前由旋帽（33）封住。

向流片（36）的作用是进水时控制水不能由此进水箱，必须经进水单向阀（18）进入水箱，用水时水箱的水经此流出不受控制。向流片（36）的结构如图5所示，是由内舌（46）和固定圈（47）构成，内舌（46）是    从固定圈（47）上裁出的，它们并不完全断开，有一处相连起着固定作用，向流片（36）由供水旋盖（35）固定。

活塞（40）由进水单向阀盖（37）封闭在进水单向阀（18）腔内，活塞（40）内有一个空心圆柱（31），通过活塞（40）上部中心向下的圆孔与其相通。活塞（40）分上下两节，装置好压提杆（39）和档脚板（32）后，上下两节旋为一体。活塞（40）在进水单向阀（18）腔内向下可自由下落到底部，将进水单向阀（18）的下口封闭；向上运动时，达到一定间隙后，浮子（30）的重力通过压提杆（39）档脚板（32）对其控制。连接调整螺母（28）与调节螺钉（42）配合可调整水箱（6）内的控制水位。防溅弧形盖（29）的作用是防止进水直往上冲。浮子（30）设计为梨型，大头外经若小于水箱（6）的厚度，这样即保障浮子有足够的浮力，又是其与水箱（6）的接触阻力最小。

出水单向阀（15）、进水单向阀（18）通过连接管（16）连为一体，由水箱上部的开口放入水箱（6）内，并通过供水引出管（3）及固定螺母（38）固定在水箱（6）上。

在图6中，48是并接管、49是循环箱。

在图7中，50是太阳能热水器、51是水位控制线、52是并联接软管、53是太阳能增热器。

当太阳能热水器冬季使用或进一步需要增加产水量时，需增大光照面积。为满足此需要本实用新型设计了太阳能增热器与其并联。

太阳能增热器的主体结构与太阳能热水器的主体结构基本相同。所不同的只是一些尺寸上的变化。如图6所示由外箱体（1）、吸热层（8）、垫块（9）内层玻璃盖板（10）外层玻璃盖板（11）、间隔框（12）玻璃压条（13）、保温层（17）并接管（48）、循环箱（49）组成。

循环箱（49）的内里空间厚度为0.5－0.8厘米，高度与循环隔板（7）同高，其宽度无严格要求，一般1米左右为宜。循环箱（49）的上下两端各引出一段并接管（48）供并联    连接用。增热器的外箱体尺寸由循环箱（49）的尺寸确定。

太阳能增热器的保温组装及吸热层（8）的处理均与热水器相同。太阳能增热器（53）与太阳能热水器（50）并联接时，如图7所示只需用并联接软管（52）把上下并联管（34）与上下并接管（48）分别连通即可。太阳能增热器（53）的安装高度要符合循环箱（49）的底线与水箱（6）的底线同高的技术要求。

在图8中，54是太阳能软管、55是内管、56是外管、57是空间层、58是隔墙、59是外保温套管。

内管（55）内径0.8－1厘米，要求其有一定的耐压强度。外管（56）外经2厘米为宜。内管（55）由三个隔墙（58）定位于外管（56）圆内。外保温套管（59）套于外管（56）上，外保温套管（59）的厚度可有多种规格，以适应不同地区使用。内管（55）、外管（56）、外保温套管（59）生产时一次挤出成型。

在图9中，60是室内连接管、61是水龙头、62是供水阀门、63是自来水管、64是手持喷头、65是手持喷头阀、66是淋浴喷头、67是三通阀、68是水量表、69是太阳能软管。

图9仅仅是室内安装提示，实际安装时可作灵活调整。水量表（68）实为小型双向水表，上水时读数增加，用水时读数减少，其作用有两个：一是准确确认水箱（6）的水是否上满；二是在使用中随时了解水箱（6）中现存的水量，供洗用中掌握。

本实用新型如考虑以下情况下仍可使用，应相应增加其设置。一是，如考虑阴雨天不间断使用可在水箱的底部设置电加热管。设置电加热管时，电源线可从太阳能软管（54）的空间层（57）中穿过，同时室内相应配置定时及保护装置。二是，如考虑自来水水压低不能上水的情况，可以在管路中配置一个加压手泵，进行手动上水。

实施例1，上水及用水过程：参照图9、图4。打开供水阀门（61），自来水经水量表（68）、太阳能软管（69）流入出水单向阀（15）腔内，水的压力使向流片（36）的舌片（46）把供水旋盖（35）上的通口关闭，水改向经连接管（16）流向进水单向阀（18），水的压力使活塞（40）上升到由浮子（30）控制的允许高度，进水单向阀（18）的下口被打开，水绕活塞（40）的外围经进水单向阀（18）的上口流入水箱，当水箱水位达到设计高度时，浮子（30）连动挡脚板（32）抬到设定高度，作用在活塞（40）上的来自浮子（30）的压力消失，活塞（40）靠水的压力将进水单向阀（18）的上口封闭，进水自动停止。

用水时，关闭供水阀门（61）（调温时可适量打开），打开三通阀（69）或水龙头（63），连接管（16）中的水压消失，活塞（40）靠自身的重力和放水的抽力下落将进水单向阀（18）的下口封闭。同时，舌片（46）靠水箱内水的压力和放水的抽力向内张开，水箱的水流出。

实施例2，呼吸阀的工作过程：当水箱上水时，水箱（6）内的水位不断上升，水箱上部的空气被压缩压力随着不断增大，当空气压力增加到大于呼出压垫（21）的弹力时，呼出压垫（21）向上内陷，水箱内的空气就经呼出口（22）及呼吸进出口（43）、引出管（5）排出。

当水箱放水时，水位下降，水箱内空气压力相对外界减小与外界产生相对吸力，水位不断一降，相对吸力不断增大，当相对吸力增大到大于吸气胶圈（24）的张力时，吸气胶圈（24）内缩，外界空气经引出管（5）及呼吸进出口（43）、进气孔（25）进入水箱。

实施例3，内循环过程：当水箱吸热层（8）受热时，循环隔板（7）与受热面之间的水被首先加热，受热使这部分水的体积膨胀（设定水温4℃以上），比重相对于循环隔板背面的水减小，而形成重力差，于是循环隔板（7）背面的水因比重略大就由循环隔板底部的通道进入隔板的前面，同时循环隔板（7）前面的水被托之上移，上部的水随着上移与其背面的水进行热量平衡，至此完成一个循环过程。吸热层（8）不断吸收热能水箱（6）内的水循环也不断进行。

本实用新型的优点是：

1、热效率高：本实用新型水箱直接受热，并形成内部循环，中间无传递环节，因此热效率较高，且水温均匀。

2、保温性好：本实用新型采用双层玻璃超厚保温层全封闭设计，保温层一次成型无接头缝隙，管路导管采用专门设计的保温管实行建筑性安装，因此保温性较好。

3、性能优越：本实用新型设计有自动控制水位、过压保护并联扩容等功能，因此性能较为优越。

4、经济实用；本实用新型选材广泛，受限较小，且大多部件均可工厂化生产一次成型，生产成本及材料成本都较低，且又实现了单管安装，因此较为经济实用。

Claims (7)

1、一种平板内循环式太阳能热水器，包括外箱体(1)、玻璃盖板(2)、供水引出管(3)、支架(4)、水箱(6)、出水单向阀(15)、保温层(17)、进水单向阀(18)、呼吸阀(19)、太阳能增热器(53)太阳能软管(54)，其特征在于：水箱(6)被玻璃盖板(2)封闭在外箱体(1)内保温层(17)槽内，连接管(16)将出水单向阀(15)、进水单向阀(18)连为一体，用供水引出管(3)、固定螺母(38)固定于水箱(6)内。

2、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于水箱（6）内受热面上设置有循环隔板（7），循环隔板（7）与水箱（6）受热面之间的距离为0.5－0.8厘米，循环隔板（7）的宽略小于水箱的内宽，其高度低于设计水位线2－3公分，下部离开水箱底板2厘米，循环隔板（7）的左右两边与水箱受热面密接固定，上下保持相通形成扁平通道。

3、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于所述的呼吸阀（19），是呼出压垫（21）、圆台座（23）、吸气胶圈（24）、压垫圈（44）、呼吸阀盖（45）组成，圆台座（23）顶部有一呼出口（22）、中部有2－3个进气托（25），呼出压垫（21）的凸起部位将呼出口（22）盖住，吸气胶圈（24）卡置于呼出口（22）处的内折沿上。

4、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于所述的进水单向阀（18）由阀盖（37）、活塞（40）、压提杆（39）、挡脚板（32）、支柱（41）、调节螺钉（42）连接调整螺母（28）、浮子（30）、防溅弧形盖（29）组成，活塞（40）被阀盖（37）封闭在进水单向阀（18）腔内，活塞（40）分上下两节内部呈圆柱形中空，浮子（30）通过压提杆（39）挡脚板（32）控制活塞（40）的抬起，活塞（40）上下两端呈锥形。

5、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于所述的出水单向阀（15）由供水旋盖（35）、向流片（36）组成，向流片（36）由内舌（46）、固定圈（47）构成，内舌（46）与固定圈（47）不完全断开有一处相连。

6、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于所述的太阳能增热器由外箱体（1）、内层玻璃盖板（10）、外层玻璃盖板（11）、间隔框（12）、玻璃压条（13）、并接管（48）、保温层（17）、循环箱（49）组成，循环箱（49）内空间厚度0.5－0.8厘米、高度与循环隔板（7）同高，上下两端各引出一段并接管（48）。

7、根据权利要求1所述的平板内循环式太阳能热水器，其特征在于所述的太阳能软管由内管（55）、外管（56）、隔墙（58）、外保温套管（59）组成，内管（55）由三个隔墙（58）定置于外管（56）圆内，外保温套管（59）套于外管（56）上。

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