专利名称：一种太阳能热水器用水箱及太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种太阳能热水器 用水箱，还涉及一种太阳能热水器。
背景技术：
随着人民生活水平的提高，热水器在日常生活中的应用越来越广泛。
现有的热水器按照能量来源分为燃气、燃煤、燃油热水器，以及 电热水器等几大类。上述燃气、燃煤、燃油热水器消耗的均是不可再
生能源，还造成环境的污染；同时，在能源价格持续高涨的今天，上 述燃气、燃煤、燃油热水器的使用费用很高，给用户带来了较大的经 济负担。由于用电量大，电价也有持续增长的趋势，上述电热水器的 广泛应用也存在不小的障碍。
在此背景下，太阳能热水器以其能源清洁环保、使用费用较低、 使用简单方便等优势得到广泛的应用，这将对我国国民经济和环保事 业带来重大影响。
冬季由于室外温度很低，太阳能热水器管路中的水容易冻结，这 给其使用带来了很大的不便，而热导式太阳能热水器则可以很好地解 决这个问题。
请参考图1,图1为一种典型的热导式太阳能热水器的结构示意图。
如图1所示，该热导式太阳能热水器包括集热器101和水箱。 集热器101能够吸收太阳辐射能量，并将吸收的太阳辐射能量转 化为集热器101的内能，集热器101内部设有可供介质液体流动的管 路，集热器101设有进液口 101-1和出液口 101-2;介质液体可以/人进 液口 101-1经过集热器101内的管^各流至出液口 101-2。介质液体在集 热器101内的管路内流动时，介质液体与集热器101进行热交换，集
3热器101吸收的太阳辐射能量转化为介质液体的内能。
水箱包括储水箱102和介质水箱103。储水箱102呈圆柱状，储 水箱102i殳有热水出口 102-1和冷水入口 102-2，可以通过冷水入口 102-2向储水箱102内补充冷水，可以通过热水出口 102-1将储水箱 201内加热好的热水4非出。
介质水箱103设置在储水箱102内，介质水箱103具有一定的容 积可以容纳介质流体。储水箱102内还设置有散热管104,散热管104 的一端与介质水箱103连通，散热管104的另一端形成介质入口 104-1, 介质水箱103上设置有介质出口 103-1。介质水箱103上设置有介质 注入口，介质注入口通过连接管延伸至储水箱102的外部。
在介质注入口往储水箱102外部延伸的连接管上设置有膨胀罐 105，膨胀罐105为中空结构，膨胀罐105具有一定的容积，可以容纳 部分介质流体。当循环通路中的介质流体因受热体积发生膨胀时，部 分介质流体会进入膨胀罐105内，能有效緩解循环通路内的压强。
介质入口 104-1与集热器101的出液口 101-2通过管路连通，介 质出口 103-1与集热器101的进液口 101-1通过管i 各连通。介质水箱 103、散热管104、集热器101形成一个闭合的循环通路。
介质水箱103内温度较低的介质流体进入集热器101内的管路， 集热器101吸收太阳辐射能量，介质流体与集热器101进行热交换， 集热器101吸收的太阳辐射能量转化为介质流体的内能，从而实现对 介质流体的加热，被加热过的温度较高的介质流体进入散热管104内， 介质流体在散热管104内循环后进入介质水箱103内，介质水箱103 内温度较低的介质流体再进入集热器101内，通过不断循环将介质水 箱103内的介质流体不断加热到较高温度；与此同时，介质流体通过 散热管104、介质水箱103与储水箱102内的水进行热交换，介质流 体的内能不断传递给储水箱102内的用水，使得储水箱102内的水的 温度不断升高，从而实现对储水箱102内的水的加热。
这种结构的太阳能热水器，在集热器IOI内加热过的介质流体经 过散热管104后再进入介质水箱103内，散热管104具有较大的散热面积，介质流体通过散热管104能与储水箱102内的水进行充分的热 交换，热交换效率较高，可以将储水箱102内的水加热到较高的温度。 介质流体采用凝固点较低的液体，即使室外温度再低，介质流体也不 会冻结，在冬季，这种结构的太阳能热水器还能正常使用。
但是在这种结构的热导式太阳能热水器中，介质水箱103和膨胀 罐105均设置在储水箱102内，散热管104与介质水箱103、膨胀罐 105与连接管均通过焊接连接，散热管104与介质水箱103的焊接处、 膨胀罐105与连接管的焊接处均有较多焊点，这些焊接点长时间位于 储水箱102内的水中，容易出现腐蚀现象，进而造成泄漏现象，介质 水箱103及散热管104内的介质流体会泄漏到储水箱102内，造成用 水的污染。另外，如果发生故障，由于介质水箱103及膨胀罐105均 位于储水箱102内，将会在造成介质水箱103及膨胀罐105的维修不 便。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能热水器用水箱，使得介质流体不 会在储水箱内发生泄漏现象，本发明的另一目的是提供一种太阳能热 水器。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能热水器用水 箱，包括储水箱，所述储水箱内设置有散热管，所述散热管的一端形 成介质入口，所述散热管的另一端形成介质出口，还包括膨胀罐，所 述膨胀罐设置在所述储水箱的外部，所述膨胀罐与所述散热管连通。
优选的，所述膨胀罐与所述散热管连通，具体为，所述膨胀罐与 所述散热管的介质出口连通。
优选的，所述膨胀罐与所述散热管连通，具体为，所述膨胀罐与 所述散热管的介质入口连通。
优选的，所述膨胀罐上设置有介质注入口 ，所述介质注入口处设 置有泄压阀。
优选的，所述膨胀罐外部设置有膨胀罐罩。
5一种太阳能热水器，包括水箱和集热器，所述水箱为上述的太阳 能热水器用水箱，所述介质出口与所述集热器的进液口通过管路连通， 所述介质入口与所述集热器的出液口通过管路连通。
优选的，所述介质出口与所述集热器的进液口之间管路上设置有 循环泵。
优选的，所述介质出口与所述膨胀罐之间依次设置有排气阀和开 关阀。
优选的，所述储水箱外还套装有外壳体，所述储水箱与所述外壳 体之间设置有保温层。
优选的，所述循环泵设置在所述储水箱与所述外壳体之间的保温 层中。
本发明提供的一种太阳能热水器用水箱，包括储水箱，所述储水 箱内设置有散热管，该散热管的一端形成介质入口 ，另一端形成介质 出口，还包括膨胀罐，所述膨胀罐设置在所述储水箱的外部，且该膨 胀罐与所述散热管连通。散热管的介质入口可以与集热器的出液口连
通，介质出口可以与集热器的进液口连通，散热管、集热器可形成一 个闭合的循环通路。膨胀罐上设有介质注入口，通过该介质注入口可 以向散热管及与散热管连接的集热器内注入介质流体。当循环通路中 的介质流体因受热体积发生膨胀时，部分介质流体会进入膨胀罐内， 能有效緩解循环通路内的压强。
在这种结构的太阳能热水器用水箱中，膨胀罐设置在储水箱的外 部，散热管与膨胀罐通过焊接连接，膨胀罐与散热管之间的焊点也位 于储水箱的外部，储水箱内的用水不会对这些焊点造成腐蚀。膨胀罐 与散热管之间的焊点位置如果出现泄漏现象，泄漏的介质流体也不会
进入储水箱内，不会污染储水箱内的用水；同时，由于膨胀罐位于储 水箱的外部，膨胀罐发生泄漏等故障时，对膨胀罐的维修十分方便。
本发明还提供了一种太阳能热水器，该太阳能热水器包括集热器 和水箱，水箱为上述的太阳能热水器用水箱，所述介质出口与所述集 热器的进液口通过管路连通，所述介质入口与所述集热器的出液口通
6过管路连通。由于上述太阳能热水器用水箱具备上述技术效果，具有 该太阳能热水器用水箱的太阳能热水器也应具备相应的技术效果。
图1为一种典型的热导式太阳能热水器的结构示意图； 图2为本发明所提供的太阳能热水器用水箱的一种具体实施方式
的结构示意图3为本发明所提供的太阳能热水器的一种具体实施方式
的结构 示意其中，图1-图3中
集热器101、进液口 101-1、出液口 101-2、储水箱102、热水出 口 102-1、冷水入口 102-2、介质水箱103、介质出口 103-1、散热管 104、介质入口 104-1、膨胀罐105;
储水箱201、热水出口 201-1、冷水入口 201-2、散热管202、介 质出口 202-1、介质入口 202-2、膨胀罐203、介质注入口 203-1、泄 压阀204;
储水箱301、热水出口 301-1、冷水入口 301-2、散热管302、介 质出口 302-1、介质入口 302-2、膨胀罐303、介质注入口 303-1、泄 压阀304、集热器305、进液口 305-1、出液口 305-2、循环泵306、排 气阀307、开关阀308。
具体实施例方式
本发明核心是提供一种太阳能热水器用水箱，该太阳能热水器用 水箱使得介质流体不会在储水箱内发生泄漏现象。本发明的另 一核心 是提供一种太阳能热水器。
下面结合附图对本发明的内容进行描述，以下的描述仅是示范性 和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参看图2,图2为本发明所提供太阳能热水器用水箱的一种具 体实施方式的结构示意图。如图2所示，本发明提供的太阳能热水器用水箱包括储水箱201、 散热管202和膨胀罐203。
在一种具体的实施方式中，储水箱201呈圆柱状，储水箱201的 外侧套装有呈圆柱状的外壳体，储水箱201与外壳体之间填充有保温 材^l"。 ^賭水箱201 i殳有热水出口 201-1和冷水入口 201-2，可以通过冷 水入口 201-2向储水箱201内补充冷水，可以通过热水出口 201-1将 储水箱201内加热好的热水排出。
储水箱201内还设置有散热管202,散热管202的一端形成介质 出口 202-1,另一端形成介质入口 202-2。
在一种具体的实施方式中，散热管202可以呈螺旋状分布。散热 管202可以任意设置，本发明不对散热管202的进行限定。
优选方案中，散热管202可以具体为波紋管，波紋管具有补偿吸 收管道轴向、横向角向热变形的特点，而且波紋管上的突起结构具有 更大的散热面积，散热效果更好。
更优选方案中，散热管202可釆用不锈钢波紋管，不锈钢波紋管 具有柔性好、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、耐高低温等特点。
在储水箱201的外部设置有膨胀罐203,膨胀罐203与散热管202 连通，散热管202与膨胀罐203具体通过焊接连接。膨胀罐203上设 置有介质注入口 203-1，通过介质注入口 203-1可以将介质流体注入到 膨胀罐203、散热管202及与散热管202连接的集热器内。
在一种具体的实施方式中，膨胀罐203可以设置在介质出口 202-1处。
优选方案中，为了避免膨胀罐203直接暴露在空气中，减少膨胀 罐203本身的热量散发，在膨胀罐203外安装一个膨胀罐罩。 以下介绍本发明提供的太阳能热水器用水箱的工作原理。 介质入口 202-2可以与集热器的出液口连通，介质出口 202-1可 以与集热器进液口连通，散热管202、集热器可以形成一个闭合的循 环通路。通过膨胀罐203的介质注入口 203-1向散热管202与集热器 组成的闭合循环回路注入介质流体。
8温度较低的介质流体进入集热器内的管路，集热器吸收太阳辐射能量，介质流体与集热器进行热交换，集热器吸收的太阳辐射能量转化为介质流体的内能，从而实现对介质流体的加热，被加热过的温度
较高的介质流体从集热器的出液口 、介质入口 202-2进入散热管202内，温度较高的介质流体通过散热管202与储水箱201内的冷水进行热交换，介质流体在散热管202内循环后再进入集热器内，通过不断循环，介质流体的内能不断传递给储水箱201内的水，使得储水箱201内的水的温度不断升高，从而实现对储水箱201内的水的加热。
散热管202、集热器之间形成的闭合的循环通路中，介质流体经过加热后会发生体积会发生膨胀现象，使得闭合的循环通路中的压强急剧升高，使得循环通路承受较大的压力，由于膨胀罐203具有一定的容积，可以容纳部分介质流体。这样，当循环通路中的介质流体因受热体积发生膨胀时，部分介质流体会进入膨胀罐203内，能有效緩解循环通路内的压强。
这种结构的太阳能热水器用水箱，在集热器内加热过的介质流体经过散热管202内进行循环，散热管202具有较大的散热面积，介质流体通过散热管202能与储水箱201内的水进行充分的热交换，热交换效率较高，可以将储水箱201内的水加热到较高的温度。
优选方案中，在膨胀罐203的介质注入口 203-1处设置一个泄压阀204,当膨胀罐203内不能容纳更多的介质流体时，泄压阀204自动打开，将循环通路中的高压液体或高压气体排出，有效地保护了循环通路，提高了太阳能热水器的安全性。
上述实施例中，膨胀罐203设置在介质出口 202-1处，本发明提供的太阳能热水器用水箱还包括膨胀罐203设置在介质入口 202-2的情况，这两种方案均在发明的保护范围内。
本发明还提供了一种太阳能热水器，包括集热器和上述的太阳能热水器用水箱，以下实施例对此进^f亍详细说明。
请参看图3，图3为本发明所提供的太阳能热水器的一种具体实
施方式的结构示意图。如图3所示，本发明提供的太阳能热水器包括集热器305和水箱，
其中水箱为上述实施例中所述的太阳能热水器用水箱，其具体结构在此不再^故详细介绍。
集热器305能够吸收太阳辐射的能量，并将吸收的太阳辐射能量转化为集热器305的内能，集热器305内部设有可供介质液体流动的管路，集热器305设有进液口 305-1和出液口 305-2;在一种具体的实施方式中，进液305-1和出液口 305-2设置在集热器305的端部，二者可以均设置在集热器305的一端，也可以分别设置在集热器305的两端；介质液体可以从进液口 305-1经过集热器305内的管路流至出液口 305-2。介质液体在集热器305内的管路内流动时，介质液体与集热器305进行热交换，集热器305吸收的太阳辐射能量转化为介质液体的内能。
介质入口 302-2与集热器305的出液口 305-2通过管路连通，介质出口 302-1与集热器305的进液口 305-1通过管路连通。散热管302、集热器305形成一个闭合的循环通路。通过膨胀罐303的介质注入口303-1向散热管302与集热器305组成的闭合循环通路注入介质流体。
在向散热管302与集热器305组成的闭合循环通路中注入介质流体时，为了保证闭合循环通路中的空气全部排空，优选方案中，在介质出口 302-1与膨胀罐303之间依次设置有排气阀307和开关阀308。
为了加快介质流体在循环通路中的循环速度，提高热交换效率，优选方案中，在介质出口 302-1与集热器305的进液口 305-1之间的管路上设置循环泵306。为了避免循环泵306发生空转现象，最好是将循环泵306设置在靠近介质出口 302-1处。
关闭开关阀308、打开排气阀307,介质流体/人介质注入口 303-1进入膨胀罐303内，启动循环泵306,介质流体进入集热器305、散热管302内，直到排气阀307处有介质液体排出，关闭排气阀307，打开开关阀308,介质流体在循环泵306的作用下，便可在闭合循环通路中循环。
为了避免循环泵306因暴露在空气中而造成安全隐患，优选方案
10中，将循环泵306设置在储水箱301与外壳体之间的保温层中。
温度较低的介质流体进入集热器305内的管路，集热器305吸收太阳辐射能量，介质流体与集热器305进行热交换，集热器305吸收的太阳辐射能量转化为介质流体的内能，从而实现对介质流体的加热，被加热过的温度较高的介质流体从集热器305的出液口 305-1、介质入口 302-2进入散热管302内，温度较高的介质流体通过散热管302与储水箱301内的冷水进行热交换，介质流体在散热管302内循环后再进入集热器305内，通过不断循环，介质流体的内能不断传递给储水箱301内的水，使得储水箱301内的水的温度不断升高，从而实现对储水箱301内的水的加热。
这种结构的太阳能热水器用水箱，在集热器内加热过的介质流体经过散热管302内进行循环，散热管302具有较大的散热面积，介质流体通过散热管302能与储水箱301内的水进行充分的热交换，热交换效率较高，可以将储水箱301内的水加热到较高的温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种太阳能热水器用水箱，包括储水箱，所述储水箱内设置有散热管，所述散热管的一端形成介质入口，所述散热管的另一端形成介质出口，其特征在于，还包括膨胀罐，所述膨胀罐设置在所述储水箱的外部，所述膨胀罐与所述散热管连通。
2. 根据权利要求1所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述膨胀罐与所述散热管连通，具体为，所述膨胀罐与所述散热管的介 质出口连通。
3. 根据权利要求1所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所述膨胀罐与所述散热管连通，具体为，所述膨胀罐与所述散热管的介 质入c 连通。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的太阳能热水器用水箱，其特征 在于，所述膨胀罐上设置有介质注入口，所述介质注入口处设置有泄 压阀。
5. 根据权利要求4所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述膨胀罐外部设置有膨胀罐罩。
6. —种太阳能热水器，包括水箱和集热器，其特征在于，所述水 箱为权利要求1-5任一项所述的太阳能热水器用水箱，所述介质出口 与所述集热器的进液口通过管路连通，所述介质入口与所述集热器的 出液口通过管3各连通。
7. 根据权利要求6所述的太阳能热水器，其特征在于，所述介质 出口与所述集热器的进液口之间管路上设置有循环泵。
8. 根据权利要求7所述的太阳能热水器，其特征在于，所述介质 出口与所述膨胀罐之间依次设置有排气阀和开关阀。
9. 根据权利要求6所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述储水箱外还套装有外壳体，所述储水箱与所述外壳体之间设置有保温层。
10. 根据权利要求9所述的太阳能热水器，其特征在于，所述循环 泵设置在所述储水箱与所述外壳体之间的保温层中。
全文摘要
本发明涉及太阳能热水器技术领域，公开了一种太阳能热水器用水箱，包括储水箱，所述储水箱内设置有散热管，所述散热管的一端形成介质入口，所述散热管的另一端形成介质出口，还包括膨胀罐，所述膨胀罐设置在所述储水箱的外部，所述膨胀罐与所述散热管连通。这种结构的太阳能热水器用水箱，膨胀罐设置在储水箱的外部，散热管与膨胀罐通过焊接连接，膨胀罐与散热管之间的焊点也位于储水箱的外部，储水箱内的用水不会对这些焊点造成腐蚀。膨胀罐与散热管之间的焊点位置如果出现泄漏现象，泄漏的介质流体也不会进入储水箱内，不会污染储水箱内的用水。本发明还提供了一种太阳能热水器。
文档编号F24J2/46GK101650090SQ20091013978
公开日2010年2月17日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者黄炜放 申请人:黄炜放