专利名称：悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种属于自然对流传热工作方式的太阳能热水器集热管的旁集管，尤其是涉及通过加快自然对流传热的流速来提高悬挂(分体)式太阳能热水器热效率的一种旁集管。
背景技术：
在我国，工作方式属于自然对流(循环)传热的“阳台悬挂式”太阳能热水器的早期产品是北京凯笛新技术公司的专利ZL94200291.1(一种壁挂式真空管太阳能热水器)，该专利的保护期已过期，但其衍生产品仍见于市。这类产品的特点是采用全玻璃真空集热管，这种集热管已有百年成功史、价格又低；另一个特点是采集太阳能的工作方式归属于自然对流(循环)传热，因而不需配备带有自动启动装置的循环泵；再一个特点是由多根集热管按“横向”插入一根旁集管组成集热管系统，集热管按横向布置方式可使集热管系统的高度降低，因而适宜安装在阳台矮墙的外侧(因矮墙的高度不足1m)。但是该热水器集热管系统中的“旁集管”的结构极简单，其内腔是一个空腔，从以后的分析可知这种空腔式的旁集管使集热管系统的热效率不高。本实用新型的主导思想是改变“旁集管”内腔的结构，即沿轴向设置一块独特的分割板，使集热管系统的自然对流传热的强度提高，最终提高热水器的热效率。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于“悬挂(或分体)式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管”，本“悬挂式”热水器集热管系统中每根全玻璃真空集热管均按“横向”插入一根旁集管，该旁集管内腔设置一块沿轴向呈现左、右连续弯转的隔板，它把旁集管内腔分割成两部分，分别使冷热水在其中流动，这样最终使集热管系统的热效率得以提高。
多根全玻璃真空集热管沿水平或略有倾斜方向插入一根旁集管组成集热管系统，然后与水箱连接使系统中充满水。当入射阳光后使集热管内腔的水温逐渐增高。热水的密度比冷水要小，使热水总是处于集热管内腔的“上半圆”部分(冷水--“下半圆”部分)这样，在旁集管内腔，冷水总是从集热管端口的“下半圆”部分流进集热管(热水--“上半圆”部分流出)，这种冷、热水之间的温差ΔT正是集热管、或集热管系统、或热水器按自然对流传热获取太阳能的原动力。ΔT愈大，自然对流传热的强度就愈大、热水器的热效率就愈高。所以，采用适当装置使旁集管内腔的冷、热水相互隔离，不混合，才能使ΔT维持最大值，最终提高热效率。
图1是本实用新型的旁集管的轴向(纵向)剖面视图，虚线圆是“横向”集热管插入口。当集热管沿水平或略有倾斜(仰角小于30°)方向插进(所谓“横向”插进)一根垂直放置或略有倾斜(与铅垂线夹角不应超过30°)的旁集管(1)组成集热管系统，那么每根集热管端口的“上半圆”部分是热水出口(“下半圆”部分--冷水进口)，每根集热管的“上(下)半圆”部分的交界线不一定恰是经过圆心的水平线，其具体位置随不同季节阳光入射方向变动而变动；为简洁计本说明书设定它是过圆心的水平线。这样，在旁集管(1)的内腔，各集热管的端口恰沿垂线方向排布，从而使各集热管端口的“上半圆”(热水出口)与“下半圆”(冷水进口)呈交错排布，即自旁集管(1)顶端开始往底端统计，按“热-冷-热-冷-…热-冷”交错排布。为使各“上(下)半圆”，即热(冷)水的出(进)口分别联通在一起，必须采用一块沿轴向呈现“左、右连续弯转”的隔板(2)把旁集管内腔分隔成两部分一部分称冷水室(X)，它与各集热管端口“下半圆”冷水进口相联通，其顶端开设冷水进口(a)；另一部分称热水室(Y)，它与各集热管端口“上半圆”热水出口相联通，其顶端开设热水出口(b)。冷(x)、热(Y)水室相互隔离。
以下结合附图把本实用新型的内容与附图内容进一步说明。
图1是本实用新型“分隔室型旁集管”的纵剖面图，(1)为长方盒形旁集管的外壳，底端封闭，顶端有冷水进口(a)与热水出口(b)；虚线圆是安插全玻璃真空集热管(f)的示意插口，各虚线圆的上半圆形面积与集热管热水出口相应、各虚线圆的下半圆形面积与集热管冷水进口相应；(2)是从顶端开始整体方向沿轴向往下，呈左、右连续弯转直至底端的隔板。从
图1的投影图观察可见，隔板(2)恰把各集热管端口的“上半圆”形热水出口联通成为热水室(Y)、热水从顶端热水出口(b)流出；隔板(2)同时把各集热管端口的“下半圆”冷水出口联通成为冷水室(X)、冷水从顶端冷水出口(a)流入。为进一步显示隔板(2)的工作原理结构，分别画出四个层面的剖面图图2是A-A向剖视图；图3是B-B向剖视图；图4是C-C向剖视图；图6也是C-C向剖视图，其中虚线图形表示集热管(f)插进旁集管的示意图；图5是E-E向剖视图。从
图1可见，旁集管(1)内腔的热水与冷水相互隔离、各行其道不会混合，这就使冷热水之间的温差ΔT保持最大值，因而自然对流传热的流速加快、强度增加，使集热管系统的热效率大幅度提高。
旁集管(1)的壳体以及沿轴向呈左、右连续弯转隔板(2)，它俩可由金属材料制成、亦可由工程塑料制成、亦可由“金属--工程塑料型”复合材料制成。
旁集管(1)垂直安置，亦可偏离铅垂方向略倾斜安置，这时旁集管(1)轴线与铅垂线之间夹角不应大于30°，因集热管(f)按直角关系插进旁集管(1)，当旁集管(1)过度倾斜时，集热管(f)亦随之过度倾斜，渐渐呈现“直立”状态，这时集热管(f)进入“直插式”范畴，不属于本实用新型所述的“横插式”范畴。
本实用新型的优点集热管(f)属“横插式”进入旁集管(1)，由于阳台南侧矮墙高度不足1m，只有横插式才可能使用长度超过1.5m的、通用的全玻璃真空集热管(f)；集热管系统热效率有大幅提高；集热管系统基本紧贴墙面安置，使迎风面与遭受冰雹撞击面积大为减小。
实施方式实际安装时，旁集管(1)外围均有聚氨酯保温层，并尽量紧贴墙面。以减小冰雹侵袭的损害。旁集管(1)顶部有两根工程塑料软管与冷(a)、热(b)水接管连接，两根软管保温后与安置在阳台内侧高处的储水箱连通。水箱的冷、热水接管口设置在底部(储水箱的其他附属设与惯例相同)。旁集管(1)沿铅垂线方向安置，紧贴墙面，以减小冰雹侵袭的损害。集热管(1)的数量配置及其长度与管径取决于储水箱的盛水容积。各集热管(f)按直角关系插入旁集管(1)后就构成悬挂在阳台矮墙外侧的集热管系统。至此，遵照常规规程，可使本实用新型“(阳台)悬挂(镶嵌)式太阳能热水器”投入使用。
权利要求1.一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，由多根全玻璃真空集热管横向插入一根基本直立的旁集管组成悬挂式太阳能热水器的集热管系统，旁集管的内腔是空腔，其特征在于，在基本直立的旁集管内腔设置一块从顶端开始，基本沿着轴向左、右连续弯转直达底端的隔板(2)，该隔板(2)把旁集管内腔分隔成两部分，组成基本直立的分隔室型旁集管(1).
2.根据权利要求1所述的一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述沿着轴向左、右连续弯转直达底端的隔板(2)经过各全玻璃真空集热管(f)插入口的圆形端口时，从投影图观察把各插入口圆形端口都分割成“上半圆形”部分与“下半圆形”两种类型的部分.
3.根据权利要求2所述的一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述连续弯转的隔板(2)把各集热管(f)的圆形端口都分割成“上(下)半圆形”两种类型的“半圆形”部分的同时，各个“上半圆形”部分与旁集管(1)的内腔联通成一体成为分隔室型旁集管(1)内腔中的热水室(Y)；各个“下半圆形”部分与旁集管(1)的内腔联通成一体成为分隔室型旁集管(1)内腔中的冷水室(X).冷水室(X)与热水室(Y)的顶端各有接管口.
4.根据权利要求1所述的一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述基本直立的分隔室型旁集管(1)的轴线与铅垂线之间的夹角小于30°.
5.根据权利要求1所述的一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述多根全玻璃真空集热管横向插入分隔室型旁集管(1)以后，各全玻璃真空集热管的轴线与水平线方向的夹角不超过30
6.根据权利要求1所述的一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，其特征在于，所述分隔室型旁集管(1)与连续弯转直达底端的隔板(2)，它俩可以由金属材料制成，亦可以由工程塑料制成，亦可以由“金属--工程塑料”复合型材料制成.
专利摘要本实用新型公开了一种悬挂式太阳能热水器集热管的分隔室型旁集管，该旁集管直立式安装，各全玻璃真空集热管从其侧面插入构成集热管系统，旁集管内腔安装一块从顶端开始、整体沿轴向往下、呈现左右连续弯转直至底端的隔板，把旁集管内腔分隔成互不混合的冷(热)水室，冷(热)水室顶端有冷(热)水接口与储水箱相连通。旁集管内腔的冷、热水互相不混合，使两者之间温差维持最大值，从而使集热管系统的自然对流传热强度大幅度提高，使该悬挂式太阳能热水器具有很高的性价比。因集热管按横向插入旁集管，使集热管系统的高度不会太高，可安装在高度不足1m的阳台南侧矮墙的外侧，故极适合于阳台悬挂(镶嵌)式太阳能热水器使用。
文档编号F24J2/46GK2932233SQ20062011754
公开日2007年8月8日 申请日期2006年5月29日 优先权日2006年5月29日
发明者刘声普 申请人:刘声普