专利名称：防冻防炸高效型太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能热水器，特别是北方地区冬季仍能正常使用的太阳能热水器。
太阳能热水器(以下简称“热水器”)以其使用安全可靠、清洁无污染和节省开支等优点而正被广大消费者认可和选用。目前国内生产的各种热水器在冬季温度为-10℃以上的地区均能达到全年使用的目的，但是在西北和东北地区，由于冬季寒冷漫长，气温常常低于-20℃，因此热水器的真空集热管往往会因管内水的结冰而影响其正常使用，甚至于炸裂而造成损坏，使热水器在冬季使用的问题一直得不到真正地解决，也给用户带来了一定的损失和麻烦。
另外，在炎热的夏季，使用热水器后，如果热水器水箱中的水被排空而又未能及时补水，真空集热管内残留的水很容易被晒干，从而使真空集热管内温度急剧上升，一般真空集热管空晒温度均可高达200℃左右，此时如果直接向热水器水箱补水，炸管就难以避免了。这样就给用户的使用提高了要求，也增加了热水器损坏系数，不能真正达到其方便可靠的优势。
本实用新型的目的在于提供一种热水器水箱结构以及加热原理。采用本实用新型制作的热水器不仅可以解决上述问题，而且可以达到热水器在冬季寒冷季节正常使用的目的。
本实用新型是通过以下措施来实现的一种防冻防炸高效型太阳能热水器，它由水箱、机架、集热管、进排气管组件、溢流管组件、换热装置、热媒补给组件、热媒自动补给储罐、上下供水管路和室内用水管路等组成。水箱除集热管的安装孔外，另外增开六孔。水箱底部两孔通过接头连接上下供水管路，上下供水管路通过接头与内胆储水室接管连成一体并有一定的高差，以确保水流循环所需的动能；水箱顶部及侧面分别开一孔，顶部孔连接进排气管组件，侧面孔连接溢流管组件。溢流管组件一端伸入水箱内胆储水室，另一端则接至室内。进排气管组件一端与水箱内胆储水室连接，另一端通过保温层伸出水箱端面或顶部，上下水管延伸至室内后与换热装置上的进出水管管口连接。热媒补给组件两端连接于热水器水箱侧下部，上端连接于热媒自动补给储罐，热媒自动补给储罐可以装于热水器顶部，也可以装于热水器水箱侧部。热水器水箱由两空腔组成，即储水室(用于储水)和储热媒室(用于储热媒)。储热媒室可以是水箱夹层，也可以是管件。储热媒室与真空集热管通过硅胶圈连通。热水器热媒可以因地制宜地采用多种材料，在不结冰季节可用水来做热媒，在结冰季节可用耐高寒液体作热媒。换热装置视北方地区家庭或用户冬季取暖设备的具体条件设计成一组分别以暖气、炭炉烟囱和电源为辅助热源的装置，结构采用空心或夹套式，制作成整体式或分体式，用紧固件将其连接在一起。使用电源作为辅助热源时，换热装置的内部安装有一至数个绝缘电热元件。
本实用新型以实用的原理，简便的结构和较低的成本解决了目前北方地区冬季热水器真空集热管、进出水管以及信号管结冰和冻裂的严重问题，也解决了普通真空集热管空晒后补水炸裂的问题。采用本实用新型制作的热水器不仅可以安全过冬，而且用户也不必为水箱中的水用完后及时补水而操心了。
附
图1为本实用新型实施系统配置示意图。图中的换热装置采用附图3结构示意图。
附图2为本实用新型热媒补给组件、热媒自动补给储罐、溢流管组件和进排气管组件的结构示意图。
附图3为本实用新型换热装置冬季使用暖气作为辅助热源的结构示意图。
附图4为本实用新型换热装置冬季使用电源作为辅助热源结构示意图。
附图5为本实用新型换热装置冬季使用炭炉烟囱作为辅助热源的结构示意图。
附图中1为水箱外壳封头，2为进排气管组件，3为溢流管组件，4为水箱外壳，5为保温材料，6为内胆，7为热媒自动补给储罐，8为热媒补给组件，9为供水管接头，10为上下供水管路，11为室内供水管路，12为换热装置，13为换热装置橡胶密封垫，14为辅助热源(暖气管或碳炉烟囱或电热元件)，15为管接头，16为弯头，17为长管，18为短管，19为热媒补给管，20为热媒补给管接头，21为热媒补给管内管，22为螺栓，23为螺母，24为卡子。机架和集热管附图中略去、
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。
附
图1、2所示，图中包括溢流管组件3、进排气管组件2、热媒补给组件8、热媒自动补给储罐7、换热装置12和上下供水管路10。溢流管组件3由管接头15、弯头16和长管17组成。管接头15焊在内胆6的开孔处，弯头16两端分别与管接头15和长管17连接，长管17的另一端则延伸至室内地漏处。进排气管组件2由管接头15、弯头16和短管18组成。管接头15焊在内胆6的开孔处，弯头16两端分别与管接头15和短管18连接，短管18另一端伸出水箱外壳封头1，进排气管组件2整体埋入保温材料5中。热媒补给组件8由热媒补给管19、热媒补给管接头20和热媒补给管内管21组成。热媒补给管19两端分别与热媒自动补给储罐7和热媒补给管接头20连接，热媒补给管内管21一端与内胆6的开孔处焊接的管接头15连接，并伸入水箱夹层中的储热媒室中，另一端与热媒补给管19连接。热媒自动补给储罐7固定于水箱顶部或侧方，并与热媒补给管19连接。换热装置12有分体式或整体式结构，根据辅助热源14的提供条件，选用不同换热装置12，并与辅助热源14连接在一起。上下供水管路10一端与伸出水箱外壳4底部供水管接头连接，另一端分别与换热装置12两螺纹孔连接，至此完成本实用新型的安装。
附图3、4、5是换热装置12分别选用暖气、电热元件、碳炉烟囱为辅助热源14并用紧固件22、23及卡子24与之相连接的结构示意图。
本实用新型曾用暖气作为辅助热源进行工作效果较好。工作时，当进水管10向水箱注水后，随着内胆6中液位的升高，内胆6上部空气被压缩并从进排气管2排出，从而保证内胆6注水顺畅，而当溢流管3组件向外流水时，则向用户提示关闭进水管10，由于溢流管组件3出口处敞开，可以使溢流管组件3中无任何积水存在。与上下供水管路10连接的换热装置12由于设计时采用了空心或夹套结构，其中充满了水。北方地区的冬季城镇居民家庭一般都以暖气或碳炉或电能取暖保温，只要供暖设备不出问题，换热装置12就会不断得到补充热量，而与热水器内胆连接的进出水管由于存在高差，上下供水管路10与水箱中的水就会上下循环，进行冷热交换，从而达到防冻抗裂的目的，较好地解决了热水器在冬季寒冷季节仍能正常使用的问题，是一种实用可靠的防冻防炸高效热水器。
权利要求1.一种防冻防炸高效型太阳能热水器，它包括水箱、机架、集热管、进排气管组件、溢流管组件、换热装置、热媒补给组件、热媒自动补给储罐、上下供水管路和室内用水管路等，其特征是水箱上部开一孔安装进排气管组件，侧面开三孔分别安装溢流管组件和热媒补给组件，顶部安装热媒自动补给储罐，下部开两孔分别安装上下供水管路，其中上供水管路插入水箱内胆与内胆接头连接，使上下供水管路在内胆中形成高差，上下供水管路的另一端则延伸至室内与换热装置上的进出水管接口连接。
2.根据权利要求1所述的防冻防炸高效型太阳能热水器，其特征在于热媒补给组件两端连接于热水器水箱侧下部，上端连接于热媒自动补给储罐，热媒自动补给储罐可以装于热水器顶部，也可以装于热水器水箱侧部。
3.根据权利要求1所述的防冻防炸高效型太阳能热水器，其特征在于热水器水箱由两空腔组成，即储水室和储热媒室，储热媒室可以是水箱夹层，也可以是管件。
4.根据权利要求1所述的防冻防炸高效型太阳能热水器，其特征在于通过使用普通真空管加热注入其中的热媒，使真空管中的热媒与热水器水箱中储热媒室内的热媒进行热交换，从而使储热媒室内热媒的温度升高，并形成储热媒室中热媒与储水室中水的热交换，最终使储水室中水得到升温加热。
5.根据权利要求1所述的防冻防炸高效型太阳能热水器，其特征在于其热媒可以因地制宜地采用多种材料，在不结冰季节可用水来做热媒，在结冰季节可用耐高寒液体作热媒。
6.根据权利要求1所述的耐寒高效型太阳热水器，其特征在于进排气管组件是一端连接在热水器水箱内胆上部，另一端通过保温层后伸出水箱顶部或侧上部开孔处，进排气管组件可以是单一零件也可以是组合件。
7.根据权利要求1所述的耐寒高效型太阳热水器，其特征在于虹吸溢流管组件是一端连接在热水器水箱内胆上部，且伸进内胆一定距离，另一端通过保温层后由水箱顶部或下部伸出并接至室内，虹吸溢流管组件可以是单一零件也可以是组合件。
8.根据权利要求1所述的耐寒高效型太阳热水器，其特征在于换热装置安装在室内并与上下供水管路连接，使用暖气、炭炉和电源作为辅助热源，其结构为分体式或整体式，内部为空心式或夹套式结构，且使用电源作为辅助热源时，换热装置内部安装一至数根绝缘电热元件，通过紧固件或卡子与辅助热源连接在一起。
专利摘要一种适用于较寒冷气候地区的防冻防炸高效型太阳能热水器,由水箱、机架、集热管、进排气管组件、溢流管组件、换热装置、热媒补给组件、热媒自动补给储罐、上下供水管路和室内用水管路等组成。采用了新的水箱结构和加热原理以及辅助热源向水箱和管路中补充热能的换热装置,较好地解决了北方地区冬季热水器真空集热管、进出水管以及信号管结冰和冻裂的问题,也解决了真空集热管空晒后补水炸裂的问题。是一种经济适用的太阳能热水器。
文档编号F24J2/04GK2486916SQ0122863
公开日2002年4月17日 申请日期2001年6月28日 优先权日2001年6月28日
发明者孙晓安, 任宏春, 周卫华, 李林 申请人:新疆机械研究院