專利名稱：一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱水器，具體是一種平板集熱器太陽能熱水器。
背景技術(shù)：
目前傳統(tǒng)平板太陽能熱水器，其儲熱水箱通常采用夾套內(nèi)膽、膽中膽或盤管等間壁式換熱方式。間壁式換熱水箱的換熱效率低，得熱量少，是造成水不熱的主要因素。同時由于水箱啟動電加熱后，膽中膽、夾套內(nèi)膽或盤管換熱等會吸收水箱內(nèi)熱水的熱量，造成熱量倒流，從而使得熱水器節(jié)能效果大打折扣；其次間壁式換熱時需采用添加防凍液作為介質(zhì)，運行需用介質(zhì)循環(huán)來達到防止寒冷地區(qū)管路結(jié)冰的目的。但是加入介質(zhì)必需專用充液 泵，不定期的加液、補液都需專業(yè)人員來完成，操作繁瑣，同時無法知曉容量。系統(tǒng)長期高溫運行后，介質(zhì)也會逐漸蒸發(fā)，對用戶來說最大的問題就是不知道介質(zhì)容量的多少，何時需要加液、補液，產(chǎn)品日后維護給用戶造成很大麻煩。如果平板集熱器直接與水箱換熱，由于一直以來經(jīng)常使用的平板集熱器均是常見的“H”型和“S”型集熱管結(jié)構(gòu)，“H”型和“S”型集熱管內(nèi)充滿水，且集熱管管徑小，管阻大，流速分布不均，直接與水箱換熱后，導(dǎo)致集熱管壁局部結(jié)垢，循環(huán)不暢，集熱效率降低；同時由于流通面積過大，腐蝕點增加；寒冷天氣運行時容易結(jié)冰炸管，嚴重影響產(chǎn)品運行可靠性。近年來，人們對熱管平板集熱器的研究日漸深入，熱管平板集熱器的應(yīng)用也逐漸增多，如圖I所示，是一種熱管平板集熱器的結(jié)構(gòu)圖，該熱管平板集熱器包括外框，高透光的鋼化玻璃鑲嵌在外框上面，鋼化玻璃下面裝置吸熱板芯，吸熱板芯包括上聯(lián)通集管I、換熱管2以及集熱管3。集熱管3包括集熱流道32以及設(shè)置與集熱流道32兩側(cè)的集熱翅片34。換熱管2設(shè)置在上聯(lián)通集管I的內(nèi)部，且換熱管2的尾端和首端伸出上聯(lián)通集管I外，上聯(lián)通集管I的兩端與換熱管2密封。上聯(lián)通集管I位于集熱流道32的上方并與若干個集熱流道32聯(lián)通，集熱流道32內(nèi)裝有熱管介質(zhì)5。這種最新出現(xiàn)的熱管平板集熱器只有換熱管2內(nèi)儲存的是水，且換熱管2是光滑的直管，管徑較大，因此管阻較小，流速分布可以均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對市場上出現(xiàn)的熱管平板集熱器，本申請人提出了一種高效換熱、防止結(jié)垢和防凍并且結(jié)構(gòu)更簡單、安裝使用方便、成本降低的高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，包括熱管式平板集熱器、水箱，還包括控制系統(tǒng)，所述熱管式平板集熱器的換熱管的出口端與水箱的進水管相連通，熱管式平板集熱器的換熱管的進口端通過一循環(huán)泵與水箱的熱水出水管相連通，控制系統(tǒng)連接到循環(huán)泵，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵將水箱內(nèi)上部的熱水流進熱管平板集熱器的換熱管，經(jīng)過換熱后通過進水管進入水箱，跟水箱底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。
本發(fā)明還提供了另一種結(jié)構(gòu)的高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，包括熱管式平板集熱器、水箱，還包括控制系統(tǒng)，所述水箱內(nèi)具有進水管、出水管及循環(huán)管，所述熱管式平板集熱器的換熱管的出口端與水箱的進水管相連通，熱管式平板集熱器的換熱管的進口端通過一循環(huán)泵與水箱的循環(huán)管相連通，水箱中的循環(huán)管的管口位于水箱的上部，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵將水箱內(nèi)上部的熱水通過循環(huán)管流進熱管平板集熱器的換熱管，經(jīng)過換熱后通過進水管進入水箱，跟水箱底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。上述兩個方案中，水箱內(nèi)除了具有必不可少的進水管及出水管外，還可以具有用來電加熱的加熱棒。本發(fā)明的優(yōu)點在于I、高效換熱本結(jié)構(gòu)直接循環(huán)加熱水箱的水，不存在水箱間壁換熱及防凍介質(zhì)加 注，維護簡單且換熱效率高，比目前“H”型和“S”型平板集熱器單位面積得熱量提高30%。2、解決目前平板集熱器結(jié)垢和防凍問題本發(fā)明采用的方案是循環(huán)泵的吸入端在熱水器水箱內(nèi)部頂端，由于水垢受熱后會沉積在熱水器水箱底部，避免熱水器水箱中的水垢進入平板集熱器，即使有稍許結(jié)垢，由于換熱管采用光滑的直管，水垢在換熱管中由于循環(huán)泵的沖刷和流動無法在熱管平板集熱器的換熱管中沉積。又因為此熱管平板集熱器與水換熱的換熱管穿插在整塊熱管平板集熱器中，故在低溫環(huán)境中，由于熱管的真空絕熱，增強防凍性能。3、結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本降低水箱中不需要另外設(shè)置內(nèi)膽或者盤管等間壁換熱需要的結(jié)構(gòu)件，由于不存在間壁換熱結(jié)構(gòu)，水箱重量降低，安裝方便，同時降低了熱水器系統(tǒng)配置的整體成本。


圖I是現(xiàn)有熱管式平板集熱器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式實施例一請參閱圖2所示，本發(fā)明高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器包括熱管式平板集熱器10、水箱20，以及控制系統(tǒng)(圖未示)。所述熱管式平板集熱器10的換熱管12的出口端與水箱20的進水管22相連通，熱管式平板集熱器10的換熱管12的進口端通過一循環(huán)泵30與水箱20的熱水出水管24相連通，控制系統(tǒng)連接到循環(huán)泵30，用來控制循環(huán)泵30的開關(guān)。水箱20內(nèi)除了具有必不可少的進水管22及出水管24外，還可以具有用來電加熱的加熱棒26，當然，還可以具有超壓保護與超溫保護于一體的T&P閥27，T&P閥27設(shè)置于水箱20的上部，水箱20內(nèi)無需內(nèi)膽或者盤管等間壁式換熱結(jié)構(gòu)件。通常，進水管22的頂端位于水箱20的下部，出水管24的頂端位于水箱20的上部。使用時，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵30將水箱20內(nèi)上部的熱水流進熱管平板集熱器I的換熱管12，經(jīng)過換熱后通過進水管22進入水箱20，跟水箱20底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。 該實施例中，為了控制更加方便，還可以在熱管式平板集熱器10的換熱管12的進口端與水箱20的出水管24之間的管路上設(shè)置至少一閥40，用于控制水道的開閉。閥40可以設(shè)于換熱管12的進口端與循環(huán)泵30之間的管路上，也可以設(shè)于循環(huán)泵30與出水管24之間的管路上。并且閥40可以是單向閥、球閥、電磁閥的任一種或者幾種的結(jié)合使用。實施例二是對上述實施例一的進一步優(yōu)化改進方案，與上述實施例一的區(qū)別點在于，水箱20內(nèi)除了進水管22、出水管24外，又增加了專用于熱管式平板集熱器10循環(huán)加熱的循環(huán)管25，所述熱管式平板集熱器10的換熱管12的出口端與水箱20的進水管22相連通，熱 管式平板集熱器10的換熱管12的進口端通過一循環(huán)泵30與水箱20的循環(huán)管25相連通，水箱20中的循環(huán)管25的管口位于水箱20的上部，且需低于水箱20內(nèi)部中出水管24的管口。使用時，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵30將水箱20內(nèi)上部的熱水通過循環(huán)管25流進熱管平板集熱器I的換熱管12，經(jīng)過換熱后通過進水管22進入水箱20，跟水箱20底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。此方案用于解決水箱20上部集中氣體而造成循環(huán)泵30無法工作的問題，進一步增加系統(tǒng)運行可靠性。該實施例中，為了控制更加方便，還可以在熱管式平板集熱器10的換熱管12的進口端與水箱20的循環(huán)管25之間的管路上設(shè)置至少一閥40，用于控制水道的開閉。閥40可以設(shè)于換熱管12的進口端與循環(huán)泵30之間的管路上，也可以設(shè)于循環(huán)泵30與循環(huán)管25之間的管路上。并且閥40可以是單向閥、球閥、電磁閥的任一種或者幾種的結(jié)合使用。以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，包括熱管式平板集熱器、水箱，其特征在于還包括控制系統(tǒng)，所述熱管式平板集熱器的換熱管的出口端與水箱的進水管相連通，熱管式平板集熱器的換熱管的進口端通過一循環(huán)泵與水箱的熱水出水管相連通，控制系統(tǒng)連接到循環(huán)泵，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵將水箱內(nèi)上部的熱水流進熱管平板集熱器的換熱管，經(jīng)過換熱后通過進水管進入水箱，跟水箱底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于水箱內(nèi)還具有用來電加熱的加熱棒。
3.如權(quán)利要求I所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于熱管式平板集熱器的換熱管的進口端與水箱的出水管之間的管路上設(shè)置至少一閥。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于閥是單向閥、球閥、電磁閥的任一種或者幾種的結(jié)合使用。
5.一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，包括熱管式平板集熱器、水箱，其特征在于還包括控制系統(tǒng)，所述水箱內(nèi)具有進水管、出水管及循環(huán)管，所述熱管式平板集熱器的換熱管的出口端與水箱的進水管相連通，熱管式平板集熱器的換熱管的進口端通過一循環(huán)泵與水箱的循環(huán)管相連通，水箱中的循環(huán)管的管口位于水箱的上部，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵將水箱內(nèi)上部的熱水通過循環(huán)管流進熱管平板集熱器的換熱管，經(jīng)過換熱后通過進水管進入水箱，跟水箱底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于水箱內(nèi)還具有用來電加熱的加熱棒。
7.如權(quán)利要5所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于水箱中的循環(huán)管的管口低于水箱內(nèi)部中出水管的管口。
8.如權(quán)利要求5所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于熱管式平板集熱器的換熱管的進口端與水箱的循環(huán)管之間的管路上設(shè)置至少一閥。
9.如權(quán)利要求8所述的一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，其特征在于閥是單向閥、球閥、電磁閥的任一種或者幾種的結(jié)合使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高效的熱管平板集熱器太陽能熱水器，包括熱管式平板集熱器、水箱、控制系統(tǒng)，熱管式平板集熱器的換熱管的出口端與水箱的進水管連通，換熱管的進口端通過一循環(huán)泵與水箱的熱水出水管連通，控制系統(tǒng)連接到循環(huán)泵，通過控制系統(tǒng)用循環(huán)泵將水箱內(nèi)上部的熱水流進熱管平板集熱器的換熱管，經(jīng)過換熱后進入水箱，跟水箱底部冷水混合均勻，實現(xiàn)加熱循環(huán)。本發(fā)明還提供了另一實施例，增加了一循環(huán)管專門用來與換熱管的進口端相連。本發(fā)明的優(yōu)點在于直接循環(huán)加熱水箱的水，高效換熱；解決目前平板集熱器結(jié)垢和防凍問題；水箱中不需要另外設(shè)置內(nèi)膽或者盤管等間壁換熱需要的結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，成本降低。
文檔編號F24J2/20GK102967056SQ20121055837
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者王超生, 阮國成 申請人:安徽海太科新能源科技有限公司