一种夹套式太阳能热水器的制作方法

本实用新型涉及太阳能热水器领域，具体的说是一种夹套式太阳能热水器。

背景技术：

太阳能热水器利用太阳能对自来水进行加热，提供生产和生活用热水，其应用和普及不仅给人们带来了便利，还减少了常规能源消耗，降低了环境污染，是人们对清洁能源应用的成功案例。

目前常见的太阳能热水器为真空集热管式太阳能热水器，该热水器的水箱和多根真空集热管集成为一体结构，并通过支架安装在房顶，水箱上开设进、出水口并利用上、下水管路与室内的管路和控制阀连接。该种一体结构的太阳能热水器在具体使用中存在诸多缺陷：1）由于整机安装在楼顶，安装和检修均十分不便，尤其对于一些尖顶楼房，操作风险更大；另外，当出现水箱漏水时会污染整个楼顶，造成楼房渗水等不良影响；2）由于上下水管路中均是自来水，尤其是上水管路，冬季容易结冰堵塞甚至冻裂，导致太阳能热水器在冬季无法使用；3）由于采用集热管直接加热自来水的方式，在集热管和水箱中容易积聚水垢以及滋生细菌，水箱和集热管均很难清洗，导致水质差，使用不卫生。

基于上述问题，本案申请人旨在研发一种分体式太阳能热水器，该分体式太阳能热水器利用太阳能集热板对导热介质进行加热，加热后的导热介质再通入换热箱内，利用循环换热结构对水箱内的自来水进行加热。

尽管现有技术中也有依据上述工作原理的分体式太阳能热水器，但是现有的分体式太阳能热水器在换热效率上、能源利用率上以及实用效果上存在诸多不足。针对上述不足，并依据地域差异以及具体功能需求，本案申请人分别开发了多款分体式太阳能热水器，按照循环换热结构的不同主要分成两个大类：夹套式和换热盘管式。其中，对于每个大类，依据具体使用环境、集热效率以及客户具体功能定制需求，又细分为普通型、改进平板型、改进辅助加热型以及阳台壁挂型等。本案在换热结构以及辅助加热结构上均进行了改进，提供一种夹套式太阳能热水器。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、换热效率高、使用寿命长的夹套式太阳能热水器。

为解决上述技术问题，本实用新型的夹套式太阳能热水器包括换热箱和太阳能集热板，其结构特点是所述换热箱包括罐体、包覆在罐体外部的保温层和套设在保温层外部的外壳；罐体包括内胆和套设在内胆中部的夹套，夹套的顶部和底部均与内胆的外壁密封连接且夹套与内胆之间形成环形介质腔，内胆的底端开口且开口上封装有封盖，内胆的顶部开设排气口，排气口上安装排气阀；内胆的下部连接冷水进水管、上部连接热水出水管，环形介质腔的下部开设导热介质出口、上部开设导热介质入口，导热介质出口通过循环出液管与太阳能集热板的进液口连接，导热介质入口通过循环进液管与太阳能集热板的出液口连接，循环出液管上安装有介质循环泵。

采用上述结构，利用夹套式的换热结构，在内胆的外部形成环形介质腔，相当于在内胆外层包覆了一层高温护套，内胆侧壁与环形介质腔内的高温介质充分接触，大幅增加了换热面积，提高了换热效率；夹套式换热结构的内层为水，外层为高温介质，在冬季和严寒地区，当换热箱安放在室外时，通过该种换热结构，可将水与外界彻底隔离，从而彻底避免结冰堵塞以及管路或罐体冻坏现象，同时设置保温层和外壳，进一步增强了保温效果，避免了热量散失，增加了换热效率；太阳能集热板一般安装在楼顶，其位置较高，依靠介质自循环会出现动力不足问题，设置介质循环泵可为介质循环提供动力，保证换热效果并可方便对温度进行控制。

所述封盖上开设有电加热用安装口和镁棒用安装孔，电加热用安装口上通过螺栓安装有电加热座，电加热座上安装有电加热管和水温感应探头，镁棒安装孔上安装有镁棒，太阳能集热板的出液口处安装有介质温度传感器，热水器还包括控制盒，电加热管的正负极、水温感应探头的信号输出端、介质温度传感器的信号输出端以及介质循环泵的控制端均与控制盒电连接。设置辅助电加热结构，并对水温和介质温度进行监控，通过控制盒内的控制电路对辅助电加热功能以及介质循环速度进行灵活调节，并切换电加热和介质加热功能，装置使用更加灵活方便。当介质温度和水温相差较大时，可控制增大介质循环泵的速度以快速升高水温；当介质温度过低时，可关闭介质循环泵，并开启辅助电加热功能，从而保证热水器不间断的热水供应；当介质温度升高时，关闭电加热并开启介质循环泵，使用介质加热，避免电力浪费。设置镁棒可对不锈钢材质的内胆和管路起到保护作用，避免了内胆腐蚀，增加内胆使用寿命。但是，由于某些地区的水质较差，镁棒损耗较快，镁棒的更换周期较短，设置该种单独安装的镁棒结构，可方便对镁棒进行单独更换，不用拆卸其它结构，同时，由于镁棒安装孔设置在内胆的底部，其可兼做排污口，不用再额外开设排污口，在更换镁棒的同时可对内胆进行排污清理。

所述镁棒用安装孔为螺纹孔，所述镁棒的端部固接有与上述螺纹孔配合的螺纹柱，螺纹柱的外端部固设有可与扳手配合的拧紧头。安装时，先将镁棒插入内胆中，螺纹柱安装在螺纹孔中，通过扳手与拧紧头配合将螺纹柱和镁棒固定在封盖上。利用该种安装结构，可降低拆装难度，更换镁棒更方便快捷。

所述电加热管的外部包覆搪瓷层。电加热管容易结垢和腐蚀，设置搪瓷层可提高电加热管的抗腐蚀性且不易结垢，从而大幅增加电加热管的使用寿命。

所述外壳底部的中心位置开设有可容纳封盖的底槽，外壳底部的周圈边缘间隔安装有多个支撑脚。换热箱采用立式结构，利用支撑脚作为支撑，可将换热箱安装在任意位置处，不用在墙上打孔或安装膨胀螺栓，安装更方便。

所述介质循环泵的出口处连接有注液管和膨胀管，注液管的端部安装注液阀，膨胀管的端部连接有膨胀罐，膨胀管上安装有压力表。注液管用于向介质循环系统中补充换热介质，膨胀罐用于平衡介质循环系统的压力，保证介质循环系统的稳定性。

综上所述，本实用新型具有结构简单、使用方便、换热效率高和使用寿命长的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中罐体的结构示意图；

图3为本实用新型中辅助电加热的结构示意图；

图4为本实用新型中镁棒的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的夹套式太阳能热水器包括换热箱1和太阳能集热板2，换热箱1包括罐体、包覆在罐体外部的保温层3和套设在保温层3外部的外壳。罐体包括内胆4和套设在内胆中部的夹套5，夹套5的顶部和底部均与内胆4的外壁密封连接且夹套5与内胆4之间形成环形介质腔6，内胆4的底端开口且开口上封装有封盖，内胆4的顶部开设排气口，排气口上安装排气阀7。内胆4的下部连接冷水进水管8、上部连接热水出水管9，环形介质腔6的下部开设导热介质出口10、上部开设导热介质入口11，导热介质出口10通过循环出液管12与太阳能集热板的进液口13连接，导热介质入口11通过循环进液管14与太阳能集热板的出液口29连接，循环出液管12上安装有介质循环泵15。外壳底部的中心位置开设有可容纳封盖的底槽24，外壳底部的周圈边缘间隔安装有多个支撑脚25。换热箱1采用立式结构，利用支撑脚25作为支撑，可将换热箱1安装在任意位置处，不用在墙上打孔或安装膨胀螺栓。

上述结构中，利用夹套式的换热结构，在内胆4的外部形成环形介质腔6，相当于在内胆4外层包覆了一层高温护套，内胆侧壁与环形介质腔6内的高温介质充分接触，大幅增加了换热面积，提高了换热效率；夹套式换热结构的内层为水，外层为高温介质，在冬季和严寒地区，当换热箱1安放在室外时，通过该种换热结构，可将水与外界彻底隔离，从而彻底避免结冰堵塞以及管路或罐体冻坏现象，同时设置保温层3和外壳，进一步增强了保温效果，避免了热量散失，增加了换热效率；太阳能集热板2一般安装在楼顶，其位置较高，依靠介质自循环会出现动力不足问题，设置介质循环泵15可为介质循环提供动力，保证换热效果并可方便对温度进行控制。

参照附图图，封盖上开设有电加热用安装口和镁棒用安装孔，电加热用安装口上通过螺栓安装有电加热座16，电加热座16上安装有电加热管17和水温感应探头18，镁棒安装孔上安装有镁棒19，太阳能集热板的出液口29处安装有介质温度传感器20，热水器还包括控制盒21，电加热管17的正负极、水温感应探头18的信号输出端、介质温度传感器20的信号输出端以及介质循环泵15的控制端均与控制盒21电连接。其中，电加热管17的外部包覆搪瓷层171。电加热管17容易结垢和腐蚀，设置搪瓷层171可提高电加热管17的抗腐蚀性且不易结垢，从而大幅增加电加热管的使用寿命。

设置辅助电加热结构，并对水温和介质温度进行监控，通过控制盒21内的控制电路对辅助电加热功能以及介质循环速度进行灵活调节，并切换电加热和介质加热功能，装置使用更加灵活方便。当介质温度和水温相差较大时，可控制增大介质循环泵的速度以快速升高水温；当介质温度过低时，可关闭介质循环泵，并开启辅助电加热功能，从而保证热水器不间断的热水供应；当介质温度升高时，关闭电加热并开启介质循环泵，使用介质加热，避免电力浪费。

设置镁棒19可对不锈钢材质的内胆4和管路起到保护作用，避免了内胆4腐蚀，增加内胆4使用寿命。但是，由于某些地区的水质较差，镁棒19损耗较快，镁棒19的更换周期较短，设置该种单独安装的镁棒结构，可方便对镁棒19进行单独更换，不用拆卸其它结构，同时，由于镁棒安装孔设置在内胆4的底部，其可兼做排污口，不用再额外开设排污口，在更换镁棒19的同时可对内胆4进行排污清理。镁棒用安装孔为螺纹孔，镁棒19的端部固接有与上述螺纹孔配合的螺纹柱22，螺纹柱22的外端部固设有可与扳手配合的拧紧头23。安装时，先将镁棒19插入内胆4中，螺纹柱22安装在螺纹孔中，通过扳手与拧紧头23配合将螺纹柱22和镁棒19固定在封盖上。利用该种安装结构，可降低拆装难度，更换镁棒19更方便快捷。

参照附图，介质循环泵15的出口处连接有注液管和膨胀管，注液管的端部安装注液阀26，膨胀管的端部连接有膨胀罐27，膨胀管上安装有压力表28。注液管用于向介质循环系统中补充换热介质，膨胀罐27用于平衡介质循环系统的压力，保证介质循环系统的稳定性。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本实用新型的保护范围应以本实用新型的权利要求为准。