CN102128500A - 一种全玻璃真空管平板太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全玻璃真空管太阳能热水器，它由集热器、循环水泵、控制盒和水箱组成。集热器与水箱为分体式结构。集热器可以放在屋面也可以放在阳台上，集热器的联箱、三腔全密封玻璃真空管通过金属接驳管连接，外侧覆有金属边框、钢化玻璃面板、金属背板。水箱为承压式水箱，室外或室内放置均可。两者通过导热管、金属换热管和回流管联系，回流管接有循环水泵，形成一个微承压传热环路。水箱接有冷水进水管，热水出水管，形成一个承压用水环路，环路接有混水龙头。该热水器能克服平板太阳能热水器存在的集热效率较低，散热量大，使用地域受局限等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热水器，特别是平板太阳能热水器。
背景技术
平板太阳能热水器的集热器和水箱是分开的，集热器可以设在屋面或阳台，水箱一般放在室内。平板太阳能热水器是应用比较早的一种太阳能集热装置，一直以来也是世界太阳能市场的主导产品，广泛应用于各种低温热水加热领域。集热器采用金属吸热体，其传热途径是金属板带上吸热涂层吸收热量通过金属板带传导给金属管，再通过金属管加热传热介质，是一种金属到金属到液体的间接传热方式。平板太阳能热水器的优点是：外形简洁、美观，能与建筑较好结合；有钢化玻璃面板护面，不怕被冰雹或异物砸中而导致系统不能工作。缺点是：虽然有效集热面积最大，但受其自身间接传热方式的影响，集热效率较低；集热器采用单片玻璃密封，保温性能差，散热量大；由于保温性能差，有效集热性能受集热器与环境的温差影响很大，目前主要在南方冬季气温较高的地区应用，在北方寒冷地区冬季运行效果欠佳，使用地域受局限。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服现有平板太阳能热水器存在的集热效率较低，散热量大，使用地域受局限等缺点的一种全玻璃真空管平板太阳能热水器。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种全玻璃真空管平板太阳能热水器由集热器3、循环水泵10、控制盒8和水箱15组成。集热器3与水箱15为分体式结构。集热器3可以竖向放置也可以横向放置，既可以放在屋面也可以放在阳台上。集热器3由金属边框28、钢化玻璃面板29、金属背板30、联箱1、全玻璃真空管2、尾托27组成。联箱1、全玻璃真空管2通过金属接驳管22连接。水箱15为承压式水箱，水箱15放置在室外或室内均可，两者通过导热管14、金属换热管16和回流管4联系。回流管4接有循环水泵10，形成一个传热环路，该环路为微承压环路。水箱15接有冷水进水管17，热水出水管12，形成一个用水环路，环路接有混水龙头18，该环路为承压环路。
本发明实现目的时，还有这样一些结构特征：
1、集热器3的集热核心构件由联箱1、全玻璃真空管2组成。集热方式为全玻璃真空管2集热并直接加热传热介质23。
2、金属接驳管22与全玻璃真空管2通过硅胶密封块25连接。金属接驳管22与联箱1的连接有两种方式，通过硅胶密封圈24或金属环焊26。金属接驳管22长度大于聚氨酯保温层20、硅胶密封块25两者厚度之和；全玻璃真空管2与聚氨酯保温层20的关系为紧贴式而非嵌入式。
3、联箱1内设有联箱温度感应计13，通过信号传输线5与安装在室内的电控仪8相连。联箱1两端分别接导热管14和回流管4，外侧包有聚氨酯保温层20。
4、室内水箱15上部接导热管14和回流管4，下部接冷水进水管17，热水出水管12。内部设有电加热棒11、室内水箱温度感应计19和金属换热管16。电加热棒11、室内水箱温度感应计19分别通过信号传输线6、9与电控仪8相连。
本发明的有益效果是：
1.联箱1、全玻璃真空管2通过金属接驳管22连接。由于金属接驳管22的直径只有18毫米，联箱1的厚度仅需35毫米。因此本发明的联箱1明显比普通集热器的联箱小巧，再加之外侧覆以金属边框28、钢化玻璃面板29、金属背板30，集热器3外观简洁、美观，能和建筑物很好地结合。
2.同样由于联箱1、全玻璃真空管2通过金属接驳管22连接，联箱内胆21机械加工开孔时两孔之间的距离仅需考虑玻璃真空管的宽度因素，两孔之间的距离可以少至60毫米。而普通集热器的玻璃真空管联箱内胆开孔时由于机械加工工艺的要求，两孔之间一般保持20毫米以上的距离，常用的直径58毫米的玻璃真空管的管距一般为80毫米。因此本发明集热器3内部可以布置更多的全玻璃真空管2，集热器有效集热面积利用率相对较高。
3.集热器3采用全玻璃真空管2集热并直接加热传热介质23，相对于平板太阳能集热器的间接传热方式，集热效率更高。
4.全玻璃真空管2由于真空隔热，保温性能好，南方和北方寒冷地区均可应用，使用地域不受局限。
5.全玻璃真空管2及联箱1外侧由于有金属边框28、钢化玻璃面板29、金属背板30保护，可以进一步减少集热器3的散热量，同时能有效防止被冰雹或异物砸中而导致系统不能工作的现象。
6.全玻璃真空管2内的传热介质23由于采用蒸馏水添加防冻液，几乎不含杂质，避免了普通玻璃真空管内腔走水容易结垢而导致导热效率迅速降低的缺点和在冬季结冰涨坏的可能性。
7.水箱15接有冷水进水管17，热水出水管12，形成一个用水承压环路。该环路与传热环路互相分离，与自来水同压力，用户调温容易，具有良好的用热水舒适性。同时水箱15内设有辅助电加热棒11，在阳光不足的天气辅助加热使用户随时可以得到合适温度的热水。
附图说明
图1为本发明集热器竖向放置的结构示意图。
图2为本发明集热器横向放置的结构示意图。
图3为本发明的金属接驳管通过硅胶密封圈连接联箱的排列示意图。
图4为本发明的金属接驳管通过金属环焊连接联箱的排列示意图。
图5为本发明的金属接驳管通过硅胶密封圈连接联箱的集热器厚度方向示意图。
图6为本发明的金属接驳管通过金属环焊连接联箱的集热器厚度方向示意图。
具体实施方式
结合图1、图2、图3、图4，下面具体描述本发明的工作原理以及工作过程：
一种全玻璃真空管平板太阳能热水器由集热器3、循环水泵10、控制盒8和水箱15组成。集热器3与水箱15为分体式结构。集热器3可以竖向放置也可以横向放置，既可以放在屋面也可以放在阳台上。集热器3由金属边框28、钢化玻璃面板29、金属背板30、联箱1、全玻璃真空管2、尾托27组成。联箱1、全玻璃真空管2通过金属接驳管22连接。水箱15为承压式水箱，水箱15放置在室外或室内均可，两者通过导热管14、金属换热管16和回流管4联系。回流管4接有循环水泵10，形成一个传热环路，该环路为微承压环路。水箱15接有冷水进水管17，热水出水管12，形成一个用水环路，环路接有混水龙头18，该环路为承压环路。
在有日照条件下，太阳能集热器3中的全玻璃真空管2获得热量直接加热传热介质23，利用热传热介质上升、冷传热介质下降的原理不断地自然循环，使得金属内胆21内的传热介质不断升温，进而制备到一定温度的传热介质。当其达到一定的温度时，温度由联箱温度感应计13通过信号传输线5传给安装在室内的电控仪8，电控仪8通过判断，将打开信号通过信号传输线7传递给水泵10，水泵10开始工作，热量分别通过导热管14、金属换热管16和回流管4形成传热循环。热量由金属换热管16传给水箱15内的自来水。当金属内胆21内的传热介质温度降到一定温度时水泵10停止工作。如此循环，使水箱内的自来水温度不断升高。
在无日照条件下(例如多日阴、雨、雪天气导致室内水箱15的水温低于40℃)，室内水箱15的水温由室内水箱温度感应计19通过信号传输线9传给电控仪8，电控仪8通过判断，将打开信号通过信号传输线6传递给电加热棒11，电加热棒11开始工作。当室内水箱15内的自来水温度达到70℃时电加热棒11停止工作。
用户用水时，打开混水龙头18，利用冷水进水管17的自来水压力顶水，使热水从热水出水管12流出，由于混水龙头18两侧自来水和热水水压一致，使得调温容易且出水强劲。
Claims (5)
1.一种全玻璃真空管平板太阳能热水器由集热器(3)、循环水泵(10)、控制盒(8)和水箱(15)组成，集热器(3)与水箱(15)为分体式结构，集热器(3)可以竖向放置也可以横向放置，既可以放在屋面也可以放在阳台上，集热器(3)由金属边框(28)、钢化玻璃面板(29)、金属背板(30)、联箱(1)、全玻璃真空管(2)、尾托(27)组成，联箱(1)、全玻璃真空管(2)通过金属接驳管(22)连接，水箱(15)为承压式水箱，水箱(15)放置在室外或室内均可，两者通过导热管(14)、金属换热管(16)和回流管(4)联系，回流管(4)接有循环水泵(10)，形成一个传热环路，该环路为微承压环路，水箱(15)接有冷水进水管(17)，热水出水管(12)，形成一个用水环路，环路接有混水龙头(18)，该环路为承压环路。
2.根据权利要求1所述的一种全玻璃真空管平板太阳能热水器，其特征是：集热器3的集热核心构件由联箱1、全玻璃真空管2组成，集热方式为全玻璃真空管(2)集热并直接加热传热介质(23)。
3.根据权利要求1所述的一种全玻璃真空管平板太阳能热水器，其特征是：金属接驳管(22)与全玻璃真空管(2)通过硅胶密封块(25)连接，金属接驳管(22)与联箱(1)的连接有两种方式，通过硅胶密封圈(24)或金属环焊(26)，金属接驳管(22)长度大于聚氨酯保温层(20)、硅胶密封块(25)两者厚度之和，全玻璃真空管(2)与聚氨酯保温层(20)的关系为紧贴式而非嵌入式。
4.根据权利要求1所述的一种全玻璃真空管平板太阳能热水器，其特征是：联箱(1)内设有联箱温度感应计(13)，通过信号传输线(5)与安装在室内的电控仪(8)相连，联箱(1)两端分别接导热管(14)和回流管(4)，外侧包有聚氨酯保温层(20)。
5.根据权利要求1所述的一种全玻璃真空管平板太阳能热水器，其特征是：室内水箱(15)上部接导热管(14)和回流管(4)，下部接冷水进水管(17)，热水出水管(12)，内部设有电加热棒(11)、室内水箱温度感应计(19)和金属换热管(16)，电加热棒(11)、室内水箱温度感应计(19)分别通过信号传输线(6)、(9)与电控仪(8)相连。
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