专利名称：采用真空平板集热的太阳能热水器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能应用技术领域，特别涉及太阳能热水器结构设计
背景技术：
太阳能集热器是太阳能热水器的主要部件。它主要是以水为载体将太阳能转换成热 能，从而实现太阳能热水器的应用。
第一代太阳能集热器是平板的，它是将集热与储水分开，储水罐是保温的。通过集热 板将热水传送到储水罐。但是这种装置有几个难题A、晚上不能保温，储水罐中的热水
温度受到影响；B、冬天结冰、容器爆裂；C、热效率低。
现在也有在平板集热器上进行改进的产品，如平板里面不是直接用水来吸收热量，而 是通过在里面再布铜管，将水放在铜管中，达到集热的目的。这个设施解决了容器爆裂问 题，但是其他问题没有解决。同时它带来了造价大幅度上涨。其价格超过现在的太阳能集 热管产品。
第二代太阳能集热器是集热管。其主要特点是在于将两个玻璃管之间形成真空，同时 在内管的外壁涂上渐变铝氮铝膜。
这种集热器解决了保温、防冻问题，同时由于渐变铝氮铝膜使用增加热效率，减少了 热辐射。但是这个产品又带来了新的问题，就是在热水与冷水汇集时玻璃管会爆炸。
采用上述集热管的太阳能热水器结构，如图1所示，包括真空集热玻璃管阵列101、 储水桶102，以及将集热管、阵列和储水桶固定连接在一起的支撑结构，其中，圆柱形储 水桶安装在支撑结构的竖直支架的顶部103，位于真空集热管上方，集热管阵列的背板1011 下端与在支撑结构的底座104相连，上端与支撑结构的竖直支架的顶部103相连，真空集 热管的下端封闭，上端开口，上端开口直接插入到储水桶的若干个插孔中并用密封圈密封， 储水桶上开园插孔的个数与采用真空集热玻璃管列阵的管子个数相同；这是由于集热管的 下端封闭，是上端单向开口，所以储水桶必须高于集热管，这样才能产生对流，使集热管 中的热水对流到储水桶中。如果储水桶低于集热管的上口，则集热管的上端无法与储水桶 连接，对流就无法发生，如果通过介质传热方式将集热管中的热量传到储水桶，将各个集 热管中的介质并联起来再连接到储水桶中不仅困难，而且效果极慢而影响太阳能的吸收。 该装置且重心高，存在安全隐患；造价高；支架需要经常维护；影响市容环境。
发明内容
本实用新型的目的是为克服已有太阳能热水器存在的不足之处，设计出一种新型的采用真空平板集热的太阳能热水器装置，该集热器具有热效率高、防冻性能好、不破裂、造 价低的特点，且采用该集热器的太阳能热水器不但可以实现冷热水环路对流，转换效率高， 而且整体装置重心低，安全；不需要经常维护；较小影响市容环境。
本发明提出的采用真空平板集热的太阳能热水器装置，包括集热器、储水容器，以及 固定集热器和储水容器的支撑结构；其特征在于，该集热器为真空平板集热器，该真空平 板集热器的上、下端分别开有上出水管接口和下进水管接口，该集热器和储水容器均固定 在支撑结构的底座上，该储水容器位于该真空平板集热器的上下进出管接口之间，所述的 储水容器的上进水管接口与该真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下 出水管接口与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中的 水实现冷热水对流。
本实用新型的特点及效果
本实用新型采用的集热器具有热效率高、散热低、不结冰，防冻性能、不破裂、优点； 采用该集热器的热水器，由于真空平板集热装置的进水口在下面，出水口在上面，只要在 进出水口之间放置储水容器，这样热水就进入储水容器。可以实现冷热水环路对流，转换 效率高，而且整体装置重心低，安全；减少支架结构从而减低造价，不需要经常维护；不 限于放在屋顶，可以挂在建筑物阳面的外墙壁上；还可实现集热器与储水器分离，储水器 放置在室内，仅把集热器放在室外，不限于放在屋顶，可以挂在建筑物阳面的外墙壁上， 较小影响市容环境等优点。
图1为已有采用真空集热玻璃管的热水器装置结构示意图。
图2为本实用新型的将集热器与储水器结合成一体的实施例1结构示意图。
图3为本实施例1的真空平板太阳能集热器的结构示意图。
图4为图3中的栅板结构示意图。
图5为本实用新型的将集热器与储水器分离的实施例2结构示意图。 图6为本实施例2的真空平板太阳能集热器的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型设计的采用真空平板集热器的热水器装置结合附图及实施例详细说明如
下
实施例l:为组合式太阳能热水器装置
本实施例的总体结构如图2所示，包括真空平板集热器201、储水桶202，以及将该
集热器和储水桶固定连接在一起的管道和支撑结构，该真空平板集热器的上、下端分别开 有上出水管接口和下进水管接口 (图中未示出)，该集热器和储水桶均固定在支撑结构的
底座203上，该储水桶位于该真空平板集热器的上下进出管接口之间，所述的储水桶的上进水管接口与该真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水桶的下出水管接口与该 真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水桶与真空平板集热器中的水实现冷热水对 流，冷水从储水容器的下出水口经过真空平板集热器的下进水口进入真空平板集热器，在 真空平板集热器中经过太阳光的照射吸收热量变热向上流动，再经过真空平板集热器的上 出水口、储水容器的上进水口进入储水容器，如此不断对流循环，储水容器中的水温越来 越高，从而达到集热储热的效果。
本实施例的真空平板集热器为一种单个集热器的结构，如图3、 4所示，由两个套在 一起的扁平内箱体1和外箱体2构成，该两箱体之间用栅筋片3形成的方格网络连接，该 栅筋片3上设有圆通孔31，使两个箱体之间的空隙是贯通，如图4所示，在外箱体的上端 设置一个可以抽真空的阀门21，通过抽真空阀门，将两个箱体之间的空气抽出，形成真空 层；在该箱体的上、下端面还分别设有直通内箱体的出水管接口 11和进水管接口 12;该 外箱体的前面板为有机玻璃透明板材，两侧面板、上下端面板及后面板均为有不透明的塑 料板，该内箱体各面板均由不锈钢板制成，该内箱体与外箱体前面板对应的面板的外表面 、凃有渐变铝氮铝膜(渐变铝氮铝膜及其制备工艺均为本领域的常规技术)。
本实施例集热器(外箱体)的尺寸是长约2000毫米，高约2000毫米，厚约200毫米， 壁厚根据所用材质而定。
内箱体的尺寸是长约1900毫米，约高1900毫米，厚约100毫米。
本实施例的内外箱体之间的空隙为50毫米，栅筋片为横竖相交的带有圆通孔的不锈钢 条，厚度为2毫米。其上的圆孔直径为10毫米。
上述集热器的具体尺寸只用于举例说明，根据实际用水量的大小，可以增加或减少箱 体尺寸，如果箱体尺寸加大或縮小，其栅筋片的尺寸也相应改变。还可根据实际应用的用 水量采用多个集热器组合成的集热器阵列。
实施例2:为分离式太阳能热水器装置
本实施例的总体结构如图5所示包括真空平板集热器201、储水桶202，以及将该集热 器和储水桶连接在一起的管道和分别固定的支撑结构，该真空平板集热器的上、下端分别 开有上出水管接口和下进水管接口，该支撑结构包括固定该真空平板集热器的室外支撑架 205，和固定该储水容器的室内支撑架(图中未示出)，真空平板集热器通过室外支撑架205 倾斜立于建筑物的向阳的外墙表面上，较小影响市容环境。安装在室内的储水桶的上进水 管接口通过穿过墙体的管道与安装在室外的真空平板集热器的上出水管接口相连，储水桶 的下出水管接口通过管道与该真空平板集热器的下进水管接口相连，放置在室内的储水容 器的高度仅限于其下出水口高于集热板的下进水口，高多少没有上限，根据安装现场灵活 而定，使储水容器与真空平板集热器中的水实现冷热水对流，冷水从储水容器的下出水口 经过真空平板集热器的下进水口进入真空平板集热器，在真空平板集热器中经过太阳光的 照射吸收热量变热向上流动，再经过真空平板集热器的上出水口、储水容器的上进水口进 入储水容器，如此不断对流循环，储水容器中的水温越来越高，从而达到集热储热的效果。本实施例的真空平板太阳能集热器为一种4个箱体的组合的集热器阵列结构，如图6 所示，
本实施例的每个箱体的结构与实施例1相同，只是将上排的两个箱体10的下端进水 管接口与下排的两个箱体20的上端出水管接口相连通，将上排的两个箱体10的上端出水 管接口相连构成一个总出水管接口 30;下排的两个箱体20的下端进水管接口相连构成一 个总进水管接口40;构成集热器平板阵列。
本实施例的每个集热器的外箱体的尺寸是长约1200毫米，高约1000毫米，厚约100 毫米。
内箱体的尺寸是长约1180毫米，约高980毫米，厚约80毫米。 本实施例的内外箱体之间的空隙约为IO毫米，栅筋片为横条的带有圆通孔的塑料条， 厚度约为0.5毫米。其上的圆孔直径约为5毫米。
上述集热器具体尺寸及个数只用于举例说明，根据实际用水量的大小，可以增加或减
少集热器的个数和箱体尺寸，如果箱体尺寸加大或縮小，其栅筋片的尺寸也相应改变。
权利要求1、一种采用真空平板集热的太阳能热水器装置，包括集热器、储水容器，以及固定集热器和储水容器的支撑结构；其特征在于，该集热器为真空平板集热器，该真空平板集热器的上、下端分别开有上出水管接口和下进水管接口，该集热器和储水容器均固定在支撑结构的底座上，该储水容器位于该真空平板集热器的上下进出管接口之间，所述的储水容器的上进水管接口与该真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下出水管接口与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中的水实现冷热水对流。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，该该集热器由两个套在一起的扁平内、外 箱体构成，该集热器的内、外箱体之间用栅筋片网络连接，该栅筋片上设有通孔，使两个 箱体之间的空隙贯通，在该外箱体的一端设置一个抽真空的阀门，通过该抽真空阀门，将 两个箱体之间的空气抽出，形成真空层；在该集热器的上、下端面还分别设有直通内箱体 的出水管接口和进水管接口；该外箱体的前面板为透明板材，对应内箱体的面板的外表面 涂有渐变铝氮铝膜。
3、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，该集热器由多个由两个套在一起的扁平 内、外箱体构成的平板集热器阵列，该每个集热器的内、外箱体之间用栅筋片网络连接， 该栅筋片上设有通孔，使两个箱体之间的空隙贯通，在该外箱体的一端设置一个抽真空的 阀门，通过该抽真空阀门，将两个箱体之间的空气抽出，形成真空层；在该集热器的上、 下端面还分别设有直通内箱体的出水管接口和进水管接口；该外箱体的前面板为透明板 材，对应内箱体的面板的外表面涂有渐变铝氮铝膜；该平板集热器阵列的同一行的每个平 板集热器的下端进水管接口与下一行的同列平板集热器的上端出水管接口相连通，最上行 的每个平板集热器的上端出水管接口相互连通构成总的出水管接口，最下行的每个平板集 热器的下端进水管接口相互连通构成总的进水管接口 。
4、 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的集热器放置在室外，储水容器放 置在室内，该集热器为真空平板集热器，所述的安装在室内的储水容器的上进水管接口通 过管道与安装在室外的真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下出水管 接口通过管道与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中 的水实现冷热水对流。
5、 如权利要求4所述的装置，其特征在于，该集热器由多个由两个套在一起的扁平 内、外箱体构成的平板集热器阵列，该每个集热器的内、外箱体之间用栅筋片网络连接， 该栅筋片上设有通孔，使两个箱体之间的空隙贯通，在该外箱体的一端设置一个抽真空的 阀门，通过该抽真空阀门，将两个箱体之间的空气抽出，形成真空层；在该集热器的上、 下端面还分别设有直通内箱体的出水管接口和进水管接口；该外箱体的前面板为透明板 才才，对应内箱体的面板的外表面涂有渐变铝氮铝膜；该平板集热器阵列的同一行的每个平板集热器的下端进水管接口与下一行的同列平板集热器的上端出水管接口相连通，最上行 的每个平板集热器的上端出水管接口相互连通构成总的出水管接口，最下行的每个平板集 热器的下端进水管接口相互连通构成总的进水管接口 。
6、 如权利要求4所述的装置，其特征在于，该集热器由多个由两个套在一起的扁平 内、外箱体构成的平板集热器阵列，该每个集热器的内、外箱体之间用栅筋片网络连接， 该栅筋片上设有通孔，使两个箱体之间的空隙贯通，在该外箱体的一端设置一个抽真空的阀门，.通过该抽真空阀门，将两个箱体之间的空气抽出，形成真空层；在该集热器的上、 下端面还分别设有直通内箱体的出水管接口和进水管接口；该外箱体的前面板为透明板 材，对应内箱体的面板的外表面涂有渐变铝氮铝膜；该平板集热器阵列的同一行的每个平 板集热器的下端进水管接口与下一行的同列平板集热器的上端出水管接口相连通，最上行 的每个平板集热器的上端出水管接口相互连通构成总的出水管接口，最下行的每个平板集 热器的下端进水管接口相互连通构成总的进水管接口。
7、 如权利要求4所述的装置，其特征在于，放置在室内的储水容器的出水口位置高 于集热板的下进水口位置。
专利摘要本实用新型涉及采用真空平板集热的太阳能热水器装置，属于太阳能应用技术领域，包括集热器、储水容器，以及固定集热器和储水容器的支撑结构；其特点为集热器为真空平板集热器，所述的储水容器的上进水管接口与该真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下出水管接口与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中的水实现冷热水对流。还可将集热器放置在室外，储水容器放置在室内。该集热器具有热效率高、防冻性能好、不破裂、造价低的特点，且采用该集热器的太阳能热水器不但可以实现冷热水环路对流，转换效率高，而且整体装置重心低，安全；不需要经常维护；较小影响市容环境。
文档编号F24J2/20GK201145433SQ20072018749
公开日2008年11月5日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者夏靖友 申请人:北京清大汇友科技有限责任公司