专利名称：分体式太阳热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热利用中一种太阳能热水器，尤其是一种分体式太阳热 水器。
背景技术：
目前，市场上最常见的为一体化直插式真空管太阳热水器，它只能被安装 固定在屋顶，无法安装在建筑立面和房顶屋面上，现在也有人将真空集热管水 平横置在建筑的向阳立面上，这样做不但大大降低真空管的集热效率，还有伤 及楼下人员的危险。发明内容为了使建筑立面亦能安装上太阳能热水器，本发明提供了一种结构简单、 造价低、高效、承压、双循环、永不结垢的分体式太阳热水器。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是集热器采用齿状、凸起或凹 陷壳状透光板，将集热器垂直或水平固定在建筑物上，亦可将真空管太阳能集 热器固定在建筑物上。水箱壁内的多个孔，与其两端的环形孔、双环形孔或多 环形孔构成太阳能辅助电加热液体循环通路。自来水源、水箱、热水管构成热 水使用通路。在系统中，水箱是承压的，其工作方式为顶水式，加热循环是非 承压的，其工作方式可为自然循环或强迫循环。本发明的有益效果是，由于水箱壁上的孔是循环液的必经之路，使水箱壁 成了一个热交换器，这样既节约了原材料，又提高了传热效率。本发明采用凸起或凹陷壳状透光板，在建筑立面和平屋顶安装时，太阳直
接辐射的日总量极大，这就为集热器高效集热铺平了道路。本发明的循环系统内充满了抗冻循环液，在高寒地区工作不会冻坏集热器。 本发明系承压双循环工作制式，加热循环液系抗冻剂，循环系统内可永不结垢。本发明有足够大的热交換面积，因而热阻和热交換温度差小，热交換面上 不易结垢，可永远保持较高的热交換效率。本发明的电加热器与加热循环液是相互绝缘的，既使电加热器损坏，使加 热循环液带电，由于加热循环液与水箱中的水亦是相互绝缘的，仍能保证不发 生用户触电事故，因而安全可靠。本发明的进/供水系统处于承压工作状态，不但可以省去水位自动控制系 统，而且还有操作简单，喷淋压力高的优点。本发明的加热循环是非承压的，系统开放于大气，不会因过度加热而爆箱。本发明采用多水箱结构，可根据洗浴人数的多少来设定工作水箱的个数， 以达到节约用电的目的。本发明采用多水箱结构，既能使其外观靓丽，又能节约室内空间。本发明承压、抗冻、高效、低成本、双循环，适合温带、寒带及高寒地区 使用，是直插式真空集热管太阳热水器的更新換代产品，有广阔的市场前景。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 图1是一种分体式太阳热水器的剖面示意图。图2是图1沿A — A线的剖面示意图。 图3是水箱过两个电加热器轴平面的剖面示意图。 图4是图3水箱端盖沿B—B线的剖面示意图。 图5是图3水箱端盖沿C一C线的剖面示意图。
图6是又一种分体式太阳热水器的剖面示意图。
图7是图6沿D—D线的剖面示意图。
图8是端盖的剖面示意图。
图9是又一个端盖的剖面示意图。
图10是又一种分体式太阳热水器的剖面示意图。
图11是图IO沿E-E线的剖面示意图。
图12是又一种分体式太阳热水器的剖面示意图。
图13是图12沿F—F线的剖面示意图。
图14是又一种分体式太阳热水器的剖面示意图。
图中1.外壳，2.保温材料，3.水箱端盖，4.下环形孔，5.水箱壁，6.环形 孔交汇处，7.上水箱壁，8.上环形孔，9.出热水管，IO.膨胀液孔，ll.循环液 加入管，12.循环液加入管盖，13.上环形孔，14.水箱端盖，15.水箱壁内的孔， 16.环形孔交汇处，17.水箱壁内的孔，18.下环形孔，19.管，20.管，21.下水箱 壁，22.排污管，23.进冷水管，24.出热水管口， 25.孔，26.管，27.尾托盒，28. 真空集热管，29.保温集管，30.管，31.水箱壁内的孔，32.电加热器安装孔， 33.电加热器，34.电加热器安装孔，35.电加热器，36.螺母，37.螺母，38.电 加热器安装孔，39.电加热器安装孔，40.电加热器安装孔，4L进冷水管，42. 电加热器安装 L， 43.管，44.电加热器安装 L， 45.管，46.出热水管，47.水 箱端盖，48.环形孔，49.膨胀液孔，50.环形孔，51.水箱端盖，52.电加热器， 53.电加热器，54.电加热器，55.管，56.管，57.泵，58.管，59.保温集管， 60.真空集热管，61.尾托盒，62.支架，63.管，64.水箱，65.管，66.水箱壁内 的孔，67.水箱端盖上的电加热器安装孔，68.水箱端盖上的电加热器安装孔，69. 水箱端盖上的电加热器安装孔，70.下水箱，71.对流连接管，72.上水箱，73. 出热水管，74.循环管，75.电加热器，76.对流连接管，77.电加热器，78.镁棒，79.排污管，80.排污阀，81.进冷水管，82.管，83.自来水管，84.热水水龙头， 85.冷水水龙头，86.集管，87.保温层，88.集热板，89.集热器外壳，90.集 管，91.单层凸起或凹陷壳状透光板，92.管，93.管，94.管，95.管，96.阀，97. 阀，98.淋浴器，99.水箱端盖，IOO.进冷水管，IOI.出热水管，102.环形孔，103. 水箱，104.水箱壁内的孔，105.水箱接头，106.水箱端盖，107.环形孔，108. 管，109.管，110.集管，lll.集热芯孔，112.集管，113.双层凸起或凹陷壳状透光 板，114.管，115.管，116.水箱，117.出热水管，118.进冷水管，119.管，120.管。 121.集管，122.集热芯孔，123.集管，124.双层锯齿状透光板，125.透光板采光齿 面。
具体实施例方式
图l、图2、图3、图4、图5共同描述了一种分体式太阳热水器承压水 箱依靠保温材料(2)固定在外壳(1)当中。水箱与其端头(3)、 (14)固定在 一起后形成环形孔(4)、 (8)、 (13)、 (18)，环形孔与水箱壁内的孔(15)、 (17)、 (31)相互连通，水箱壁内的孔的横断面可为圆形、橢圆形、三角形、多边形、 不规则形。环形孔与水箱壁内的膨胀液孔(10)相互连通，环形孔还与水箱壁 内的电加热器安装孔(32)、 (34)相互连通。出热水管(9)穿过孔(25)固定 在下水箱壁(21)上。上下水箱通过孔(25)相互连通。循环液加入管(11) 与环形孔(13)相连通，循环液加入管上端有盖(12)。环形孔(4)通过环形 孔交汇处(6)与环形孔(8)相连通。环形孔(13)通过环形孔交汇处(16) 与环形孔(18)相连通。水箱端盖(14)上开有电加热器安装孔(38)、 (39)， 螺母(36)、 (37)分别镶嵌或预埋在孔(38)、 (39)内。环形孔(18)通过管 (19)、 (20)与保温集管(29)内腔的上部相连通，保温集管内腔的下部通过 管(30)、 (26)与环形孔(4)相连通。排污管(22)与下水箱的最下部相连通。 进冷水管(23)与下水箱的下部相连通。出热水口 (24)通过出热水管(9)与
上水箱的上部相连通。真空集热管(28)的尾部固定在尾托盒(27)内。真空 集热管的头部密封固定在保温集管(29)内。实用时，通过循环液加入管(11) 向系统内加入循环液，将水箱的进、出水系统接通后充满水，有光照时，保温 集管(29)内被加热的液体，经管(20)、管(19)、环形孔(18)、环形孔交汇 处(16)、环形孔(13)、水箱壁内的孔(31)、环形孔(8)、环形孔交汇处(6)、 环形孔(4)、管(26)、管(30)到保温集管(29)内腔的下部完成加热循环， 当热循环液经过水箱壁内的多个孔时，通过水箱壁与水箱内的水发生热交换使 水温升高。当热水量不够用时，接通电源，电加热器将其安装孔(32)、 (34) 中的循环液加热，热循环液经环形孔(18)、环形孔交汇处(16)、环形孔(13)、 水箱壁内的孔(31)、环形孔(8)、环形孔交汇处(6)、环形孔(4)进入电加 热器安装孔(32)、 (34)完成加热循环。当热循环液通过水箱壁内所有的孔时， 通过水箱壁，将热量传给水箱中的水。当用热水量少时，可以仅开启电加热器 (33)的电源，这样，仅上水箱(7)中的水被加热。图中省略了水温控制及显 示系统。
图6、图7、图8、图9共同描述了一种分体式太阳热水器环形孔(48) 通过电加热器安装孔(40)、 (42)、 (44)、循环液膨胀孔(49)与环形孔(50) 相连通。环形孔(48)还通过水箱壁上的多个孔(66)与环形孔(50)相连通。 水箱由上、中、下三个分水箱组成，进冷水管(41)与下水箱的下部相连通， 下水箱的上部通过管(43)与中水箱的下部相连通。中水箱的上部通过管(45) 与上水箱的下部相连通。出热水管(46)与上水箱的上部相连通。电加热器(52)、
(53)、 (54)安装固定在水箱端盖(51)上。环形孔(50)通过管(55)、 (56)、 泵(57)、管(58)与保温集管(59)的内腔相连通。环形孔(48)通过管(65)、
(63)与保温集管(59)的内腔相连通。端盖(51)上开有电加热器安装孔(67)、
(68)、 (69)。图10、图11共同描述了一种分体式太阳热水器出热水管(73)、循环管 (74)、进冷水管(81)、排污管(79)安装固定在下水箱(70)的壁上，上水 箱(72)与下水箱(70)之间通过对流连接管(71)、 (76)等相互连通。电加 热器(75)安装固定在上水箱的壁上。电加热器(77)、镁棒(78)固定在下水 箱的壁上。排污阀(80)与排污管(79)相连通。进冷水管(81)通过管(82) 与集管(90)相连通。管(82)通过管(95)、阀(97)与淋浴器(98)相连通。 管(82)还与自来水管(83)、冷水水龙头(85)相连通。循环管(74)通过管 (92)与集管(86)相连通。出热水管(73)通过管(94)、阀(96)与淋浴器 相连通。出热水管(73)通过管(93)与热水水龙头(84)相连通。集热板(88) 与集管(86)、 (90)固定在一起后构成集热芯。集热板内的孔与其集管孔相互 连通。集热板与其集管的壁可为金属材料、高分子材料、高分子增强材料或金 属-高分子复合材料制成。集热板孔的横断面可为圆形、橢圆形、三角形、多边 形及不规则形。集热芯固定在保温层(87)上。保温层(87)固定在集热器外 壳(89)之内。单层凸起或凹陷壳状透光板(91)亦固定在集热器外壳上，透 光板(91)可用有机材料做成，亦可用无机材料做成。凸起或凹陷壳面是由一 段或一条曲线旋转而成，凸起或凹陷壳面的平面布局可为行交错相交排列、行 交错相切排列、行交错相离排列、行不交错相交排列、行不交错相切排列、行 不交错相离排列。 一个平面上的凸起或凹陷壳面可大小形状相同，亦可大小形 状不同。 一个平面上的凸起或凹陷壳面与其周围凸起或凹陷壳面的位置关系可 为相交、相切或相离。集热器可固定在垂直或水平墙面上使用。
图11、图12共同描述了一种分体式太阳热水器水箱(103)及其端盖(99)、 (106)可用高分子材料、增强高分子材料、金属-塑料复合材料制成，可采用 挤出或注塑工艺成型，水箱两端盖与水箱体采用热熔连接、螺旋连接、胶接或 螺旋+胶接的方式连接在一起后，水箱端盖上的环形槽就形成环形孔(102)、
(107)，环形孔与水箱壁内的孔(104)相互连通，孔(104)的横断面可为圆 形、橢圆形、多边形、不规则形。环形孔(102)通过管(115)、 (114)、集管
(110)、集热芯孔(111)、集管(112)、管(109)、管(108)、环形孔(107)、 水箱壁内的孔(104)组成一条循环通路。双层凸起或凹陷壳状透光板(113) 可用有机材料做成，亦可用无机材料做成。凸起或凹陷壳面是由一段或一条曲 线旋转而成，凸起或凹陷壳面在水平面上的布局可为行交错相交排列、行交错 相切排列、行交错相离排列、行不交错相交排列、行不交错相切排列、行不交 错相离排列。 一个平面上的凸起或凹陷壳面可大小形状相同、亦可大小形状不 同。 一个平面上的凸起或凹陷壳面与其周围凸起或凹陷壳面的位置关系可为相 交、相切或相离。凸起或凹陷壳内的中空腔可相互连通，亦可相互独立，腔内 可充满气体，亦可抽成真空，透光板固定在集热器外壳上。集热器可固定在垂 直或水平墙面上使用。
图14描述了一种分体式太阳热水器管(120) —端与水箱(116)的上部 相连通，另一端通过集管(121)、集热芯孔(122)、集管(123)、管(119)与 水箱的下部相连通。进冷水管(118)与水箱下部相连通。出热水管(117)与 水箱上部相连通。双层锯齿状透光板(124)固定在集热器的上口面。透光板的 采光齿面(125)可为一平面，亦可为一曲面。两齿面之间可以有气体存在，亦 可以是真空状态。集热器亦可采用单层锯齿状透光板。集热器可固定在垂直或 水平墙面上使用。
权利要求
1.一种分体式太阳热水器，由保温水箱、太阳能集热器及辅助电加热器组成，其特征是a.集热器采用齿状、凸起或凹陷壳状透光板，将集热器垂直或水平固定在建筑物上，或将真空管太阳能集热器固定在建筑物上。b.水箱壁内的多个孔，与其两端的环形孔、双环形孔或多环形孔，构成太阳能加热和辅助电加热液体循环通路。自来水源、水箱、热水管构成热水使用通路。
2. 根据权利要求1所述的分体式太阳热水器，其特征是水箱依靠保温材料(2)固定在外壳(1)当中。水箱与其端头(3)、 (14) 固定在一起后形成环形孔(4)、 (8)、 (13)、 (18)，环形孔与水箱壁内的孔(15)、 (17)、 (31)相互连通，水箱壁内的孔的横断面可为圆形、橢圆形、三角形、 多边形、不规则形。环形孔与水箱壁内的膨胀液孔(10)相互连通，环形孔还 与水箱壁内的电加热器安装孔(32)、 (34)相互连通。出热水管(9)穿过孔(25) 固定在下水箱壁(21)上。上下水箱通过孔(25)相互连通。循环液加入管(11) 与环形孔(13)相连通，循环液加入管上端有盖(12)。环形孔(4)通过环形 孔交汇处(6)与环形孔(8)相连通。环形孔(13)通过环形孔交汇处(16) 与环形孔(18)相连通。水箱端盖(14)上开有电加热器安装孔(38)、 (39)， 螺母(36)、 (37)分别镶嵌或预埋在孔(38)、 (39)内。环形孔(18)通过管 (19)、 (20)与保温集管(29)内腔的上部相连通，保温集管内腔的下部通过 管(30)、 (26)与环形孔(4)相连通。排污管(22)与下水箱的最下部相连通。 进冷水管(23)与下水箱的下部相连通。出热水口 (24)通过出热水管(9)与上水箱的上部相连通。真空集热管(28)的尾部固定在尾托盒(27)内。真空 集热管的头部密封固定在保温集管(29)内。
3. 根据权利要求1所述的分体式太阳热水器，其特征是环形孔(48)通过电加热器安装孔(40)、 (42)、 (44)、循环液膨胀孔(49) 与环形孔(50)相连通。环形孔(48)还通过水箱壁上的多个孔(66)与环形 孔(50)相连通。水箱由上、中、下三个分水箱组成，进冷水管(41)与下水 箱的下部相连通，下水箱的上部通过管(43)与中水箱的下部相连通。中水箱 的上部通过管(45)与上水箱的下部相连通。出热水管(46)与上水箱的上部 相连通。电加热器(52)、 (53)、 (54)安装固定在水箱端盖(51)上。环形孔(50) 通过管(55)、 (56)、泵(57)、管(58)与保温集管(59)的内腔相连 通。环形孔(48)通过管(65)、 (63)与保温集管(59)的内腔相连通。端盖(51) 上开有电加热器安装孔(67)、 (68)、 (69)。
4. 根据权利要求1所述的分体式太阳热水器，其特征是出热水管(73)、循环管(74)、进冷水管(81)、排污管(79)安装固定在 下水箱(70)的壁上，上水箱(72)与下水箱(70)之间通过对流连接管(71)、 (76)相互连通。电加热器(75)安装固定在上水箱的壁上。电加热器(77)、 镁棒(78)固定在下水箱的壁上。排污阀(80)与排污管(79)相连通。进冷 水管(81)通过管(82)与集管(90)相连通。管(82)通过管(95)、阀(97) 与淋浴器(98)相连通。管(82)还与自来水管(83)、冷水水龙头(85)相连 通。循环管(74)通过管(92)与集管(86)相连通。出热水管(73)通过管 (94)、阀(96)与淋浴器相连通。出热水管(73)通过管(93)与热水水龙头 (84)相连通。集热板(88)与集管(86)、 (90)固定在一起后构成集热芯。集热板内的孔与其集管孔相互连通。集热板与其集管的壁可为金属材料、高分 子材料、高分子增强材料或金属-高分子复合材料制成。集热板孔的横断面可为圆形、橢圆形、三角形、多边形及不规则形。集热芯固定在保温层(87)上。 保温层(87)固定在集热器外壳(89)之内。单层凸起或凹陷壳状透光板(91) 亦固定在集热器外壳上，透光板(91)可用有机材料做成，亦可用无机材料做 成。凸起或凹陷壳面是由一段或一条曲线旋转而成，凸起或凹陷壳面的平面布 局可为行交错相交排列、行交错相切排列、行交错相离排列、行不交错相交排 列、行不交错相切排列、行不交错相离排列。 一个平面上的凸起或凹陷壳面可 大小形状相同、亦可大小形状不同。 一个平面上的凸起或凹陷壳面与其周围凸 起或凹陷壳面的位置关系可为相交、相切或相离。集热器可固定在垂直或水平 墙面上使用。
5.根据权利要求1所述的分体式太阳热水器，其特征是水箱(103)及其端盖(99)、 (106)可用高分子材料、增强高分子材料、 金属-塑料复合材料制成，可釆用挤出或注塑工艺成型，水箱两端盖与水箱体采 用热熔连接、螺旋连接、胶接或螺旋+胶接的方式连接在一起后，水箱端盖上 的环形槽就形成环形孔(102)、 (107)，环形孔与水箱壁内的孔(104)相互连 通，孔(104)的横断面可为圆形、橢圆形、多边形、不规则形。环形孔(102) 通过管(115)、 (114)、集管(110)、集热芯孔(111)、集管(112)、管(109)、 管(108)、环形孔(107)、水箱壁内的孔(104)组成一条循环通路。双层凸起 或凹陷壳状透光板(113)可用有机材料做成，亦可用无机材料做成。凸起或凹 陷壳面是由一段或一条曲线旋转而成，凸起或凹陷壳面在水平面上的布局可为 行交错相交排列、行交错相切排列、行交错相离排列、行不交错相交排列、行不交错相切排列、行不交错相离排列。 一个平面上的凸起或凹陷壳面可大小形 状相同，亦可大小形状不同。 一个平面上的凸起或凹陷壳面与其周围凸起或凹 陷壳面的位置关系可为相交、相切或相离。凸起或凹陷壳内的中空腔可相互连 通，亦可相互独立，腔内可充满气体，亦可抽成真空，透光板固定在集热器外 壳上。集热器可固定在垂直或水平墙面上使用。 6.根据权利要求1所述的分体式太阳热水器，其特征是管(120) —端与水箱(116)的上部相连通，另一端通过集管(121)、集热芯 孔(122)、集管(123)、管(119)与水箱的下部相连通。进冷水管(118) 与水箱下部相连通。出热水管(117)与水箱上部相连通。双层锯齿状透光板(124) 固定在集热器的上口面。透光板的向阳齿面(125)为一平面，或为一曲面。两 齿面之间可以有气体存在，亦可以是真空状态。集热器亦可采用单层锯齿状透 光板。集热器可固定在垂直或水平墙面上使用。
全文摘要
分体式太阳热水器，由保温水箱、太阳能集热器及辅助电加热器组成。本发明采用凸起(或凹陷)壳状透光板，在垂直或水平放置时，有极高的光透过率，集热效率很高。本发明的循环系统内充满抗冻循环液，在高寒地区工作不会冻坏集热器。本发明热交换面积大，热阻和热交换温度差小，热交换效率高。本发明的加热循环液与电加热器是相互绝缘的，与水箱中的水亦是相互绝缘的，既使电加热器损坏，仍能保证不发生触电事故。本发明的进/供水系统处于承压双循环工作状态，可以省去水位自动控制系统，而且操作简单，喷淋压力高，循环系统内可永不结垢。本发明采用多水箱结构，不仅外观靓丽、节约空间，而且可根据洗浴人数的多少设定工作水箱的个数，达到节电的目的。
文档编号F24J2/00GK101149187SQ20061010707
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者侯国山, 侯颖贤, 平 王 申请人:侯国山