CN2231781Y - 全日照四季太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

一种全日照四季太阳能热水器，该热水器包括水箱，若干根热管，每一热管包含冷凝段和蒸发段，冷凝段的一端插入水箱之内，另一端从水箱底部朝外倾斜伸出，并使倾斜伸出部分的若干个热管以圆台形式排列，形成圆台式结构，热管以圆台形式排列所形成的圆台之母线与下底面的夹角由当地纬度所确定这样。本实用新型省去了调节采光角度架其结构简单，达到全日照的目的，并且热管内装有低凝点、低沸点的导热工质，从而保证了四季正常运行，且具有热效率高之优点。

Description

全日照四季太阳能热水器

本实用新型涉及一种太阳能热水器，特别是一种结构经改进的吸热管为圆台式结构的全日照四季太阳能热水器。这种热水器在寒冷的冬季仍能进行全日采暖。

现有的太阳能热水器，一般都由贮水箱、集热器等组成，并且大都采用板式结构，但这种结构热效率并不高。另外为了便于采光，有的还需使用调节架。例如中国实用新型专利92208802号所公开的“太阳能玻璃钢热管热水器”及中国实用新型专利92232730所公开的“热管单向插入式太阳能热水器”，由于都需要使用调节架调节采光角度，因此，结构复杂，安装不方便，热效率也不高。

本实用新型目的是提供一种结构简单、安装方便、热效率高且价廉的冬夏均可全日采暖的太阳能热水器。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：

一种太阳能热水器，包括水箱、若干根热管，其特征是，每一热管包括冷凝段和蒸发段，冷凝段的一端插入水箱，另一端从水箱底部朝外倾斜伸出，并使倾斜伸出部分的若干个热管以圆台形式排列，形成圆台式结构。

本实用新型的另一个特点是，热管以圆台形式排列所形成的圆台之母线与底面的夹角是根据所在地区的纬度设定时，其大小设为α，并满足下列关系式：

             β－10°≤α≤β＋10°

其中：β为所在地区的纬度。最好取α等于β。

本实用新型的再一个特点是：在热管的蒸发段上，在热管以圆台形式排列所形成的圆台的外侧，设有透光度较好的外套层，在水箱托板底部的外侧，围有上固定环，热管的上述另一端与下定位环固定连接，所述的外套层为间隔开的双层，固定于上定位环与下定位环之间，并由玻璃钢软片制作。

本实用新型还有一个特点，在外套层的相对侧，在热管以圆台形式排列所形成的圆台内侧，在吸热翼片的内侧和水箱底部，设有保温层。保温层采用膏状稀土保温材料。

此外，在水箱上部，设有倒“U”排气管。出水管设在水箱底部。

本实用新型由于采用了圆台式热管排列结构，圆台之母线与底面的夹角根据所在地区的纬度设定。这样，既省去了调节架，又可以最合适的方向角度进行采光。既结构简单，又改善了热效率。尤其是在寒冷的冬季可以使用热水及采暖。

还有，在热管内充有低凝点、低沸点的导热工质，从而保证了冬季正常运行及热效率高。

再者，在热管外部采用了双层玻璃钢软片套层，有效地防止了热辐射和对流造成的热损失。在热管里侧附有吸热翼片，增大了热管采光吸热面，在吸热翼片的背侧设有稀土保温层，对于吸热翼片的背面起到隔热保温作用。

本实用新型的其他目的及优点，通过下文伴随附图对实施例的描述，会更加清楚。其中：

图1是本实用新型太阳能热水器一实施例的局部剖视结构示意图；

图2是图1的A—A断面图，图中示出了热管蒸发段的圆台式排列结构；

图3是热管的外型图；

图4是密封胶塞的平面图；

图5是下定位环的局部正面图；

图6是图5的B—B断面图；

图7是上定位环的局部正面图；

图8是图7的正截面图。

下面结合附图对本实用新型的最佳实施例进行详述。但本专业领域的普通技术人员都会理解，本实用新型上文下文叙述时采用的术语，如上部、下底、内侧、外侧等等仅是为了叙述上的方便，并不构成对其结构的限制。

如图1至3所示，本实用新型的太阳能热水器包括水箱3，若干根热管4，热管4采用如铝等金属材料制作，每一根热管4包括冷凝段和蒸发段，作为冷凝段的一端插入水箱3内部，另一端从水箱3底部朝外倾斜伸出(其结构如图3所示)，冷凝段与蒸发段间有夹角。使伸出水箱的若干个热管部分以圆台形式排列，形成圆台式结构。

上述热管以圆台形式排列所形成的圆台之母线与该圆底面的夹角其大小设为α，并且满足：

           β－10°≤α≤β＋10°

其中；β为所在地区的纬度。

在本实用新型的最佳实施例中，圆台之母线与下底面之间的夹角α最好取等于所在地区的纬度β。这样，图3所示热管冷凝段与蒸发段之间的夹角为(90°＋β)。

为了防止热管与水箱底部连接处可能出现泄漏，在水箱底部的孔缘与热管外壁之间装有截面为梯形的中空密封胶塞4(图4)，材质选用橡胶，并且在水箱底部装有托板8，托板8用相应的螺栓7和螺母9与水箱紧固连接在一起，其作用是将密封胶塞牢固地塞在水箱底孔，使热管与胶塞间及胶塞与水箱底孔间实现液体密封。当然本实用新型并不限于这种密封结构，还可以采用如公知的“O”形密封圈等结构。

在水箱3的顶部设有排气管1，排气管1及进水管2，排气管做成倒“U”型结构，既起到只排气不排热作用，又可使水箱内水面上方的压力与大气压相等，利用高位差使水箱内的热水能通过水箱底部的出水管5畅通地流到喷头。另外，出水管5设在水箱3的底部，便于排出水中沉积物，使水箱内部不发生污垢堆积。

上定位环13如图1及图7、8所示结构，围在托板8的下方，并做成图示的阶梯形。

下定位环14的结构如图1和图5、6所示，可以做成环形的，也可以做成若干个弧段，每一弧段两端以止口形式连接在一起，整体组成环形。其截面为阶梯形的，并有倾斜孔15。这样，热管的另一端插入倾斜孔15中固定，便形成了圆台结构。

外套层10做成双层结构(图1)。选用玻璃钢软片，用氯丁胶之类的粘合剂粘贴在上、下定位环的台阶位置，玻璃钢软片要选用透光度较好的产品。这样，可有效的防止散射和对流造成的热损失。

在外套层10的相对一侧，在热管4蒸发段的内侧，附有吸热翼片11，材质可选用铝。在翼片11的背面及水箱底部的外侧设有稀土保温层，采用膏状稀土保温材料，这样便于施工。

此外，在本实用新型的最佳实施例中，热管所围成的圆台尺寸可选用10根以上。

其工作原理如下：

阳光通过二层外套层10照射到热管4及吸热翼片11上，使热管蒸发段内低沸点导热工质蒸发带走热量上升到冷凝段，热管内高温工质蒸汽在冷凝段被水箱内的低温水冷凝成液体，沿管内避回流到蒸发段，同时将热量传递给水箱内的低温水，使水温随着时间的推移而不断上升。

热管蒸发段围成圆台式结构是为了从日出到日落的任何一时刻都有合适的方向角，有二分之一以上的圆台侧面积采光，加之太阳高度角即仰角，可由当地纬度设定，这样就极大的提高了太阳能的利用率，起到了自动跟踪太阳的作用。

水箱外的保温可以防止冬季由于环境温度低和寒风造成的散射和对流的热损失，使水箱内的水不至因环境寒冷大量散失热量而保持一定高的水温。

热管及其翼片背面采用保温以及双层外套层的共同作用是造成一个相对外界寒冷气候的温暖的小环境。加之热管内采用低凝点、低沸点的导热工质不会在冬季凝结，只要有阳光，有热量，真空热管内的低沸点工质便可以蒸发到冷凝段与水箱内的水进行热交换，这就保障了冬季的正常运行。另外，圆台部分的热管外表面及其吸热翼片都要涂黑，以利吸收热量，这是普通技术人员都知晓的。

以上结合附图对本实用新型的最佳实施例作了详述，但本专业的普通技术人员都会理解。本实用新型并不限于上述结构，在不脱离本实用新型权利要求书范围的前提下，还可以做出其它的变更或变型。

Claims (8)

1、一种全日照四季太阳能热水器，包括水箱(3)、若干根热管(4)，其特征是，每一根热管包括冷凝段和蒸发段，冷凝段的一端插入水箱(3)，另一端从水箱底部朝外倾斜伸出，并使倾斜伸出部分的若干个热管以圆台式排列，形成圆台式结构。

2、根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征是，热管以圆台式排列所形成的圆台之母线与底面的夹角是根据所在地区的纬度设定的，其大小为α，并满足下列关系式：

             β－10°≤α≤β＋10°

其中：β为所在地区的纬度。

3、根据权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征是：所述的α角等于β角。

4、根据权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征是，在热管(4)的蒸发段上，在热管以圆形式排列所形成的圆台的外侧，设有透光度较好的外套层。

5、根据权利要求4所述的太阳能热水器，其特征是水箱(3)的底部设有托板(8)，托板(8)底部热管插入水箱处的外侧，围有上定位环(14)，热管(4)的另一端与下定位环(13)固定连接，所述的外套层为间隔开的双层，固定于上定位环(14)与下定位环(13)之间，并由玻璃钢软片制作。

6、根据权利要求5所述的太阳能热水器，其特征是，在所述的热管以圆台形式排列所形成的圆台内侧及吸热翼片(11)的内侧以及在水箱(3)的底部设有用稀土保温材料制作的保温层(12)。

7、根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征是，在所述的水箱(3)的底部，形成有若干个热管(4)可以穿过的孔，在每根热管外壁与孔之间装有密封元件(6)。

8、根据权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征是，在水箱(3)的上部设有倒“U”形排气管，在水箱(3)底部设有出水管(5)。

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