一种阳台水箱落地式太阳能热水器的制作方法

本发明是太阳能光热领域一种阳台水箱落地式太阳能热水器。

背景技术：

现有多层住宅、别墅、农房阳台安装的太阳能热水器，存在的主要问题是：

1、水箱无法落地，壁挂式太阳能热水器水箱只能就近安装在高于集热器的位置，因水箱在高处，安装、维修难，对室内外形象影响极大。

2、依靠水箱单独储热，所需配置的水箱容积、体积大而且重，无论是安装在室内还是装在室外，都难以真正实现太阳能热水器与阳台一体化。

3、采用平板类集热器，集热效率受平板集热器非真空保温影响大、热损大，低辐照太阳能无法收集，集热效率随水箱水温升高而降低，平均集热效率不高，冬季最需要热能时集热效率低于真空管集热器。

4、必须用防冻液做导热工质，防冻液导热性能低于水，易挥发导致缺液，易老化、变质，需要每2年左右换一次，换液难，优质无毒防冻液售价高，购液和换液服务费都成为用户很大的负担。

5、从室外安装，安装、维修都存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明提供一种阳台水箱落地式太阳能热水器，有水箱落地式和窗式两种组合方式和安装方法，可系统解决上述问题，本发明的解决方案是：

1.采用真空保温、导热工质进出口在真空管两端的液管式真空管集热器，将集热器与水箱并列，组成水箱落地式和窗式太阳能热水器。

2.设置储液箱，向循环集热系统提供导热工质，确保自然循环集热系统可靠运行。

3.将相变蓄热器装在真空管内，通过配置合适的相变蓄热参数，使集热时水箱蓄热在先，相变蓄热器蓄热在后，用热时相变蓄热器释热在先，可优先使用相变蓄热器内热能，在确保总储容量更大的前提下，水箱容积、体积、重量可缩小一倍以上，为热水器隐蔽安装和减少水箱对室内的影响创造条件。

4.在集热器上部设置排气管，自动排出循环集热系统内气体，确保循环系统畅通。

5.由于集热器真空保温，水箱在室内紧靠集热器，通过自然循环可解决防冻问题，为用水做导热工质创造了条件，在储液箱内放置长效除垢、阻垢剂和流道保护剂，达到用水做导热工质的目的。

6.热水器从室内安装，可消除安装、维修和集热器、水箱因支架松动坠落等安全隐患。

本发明由集热器1、储热水箱2、换热器3、储液箱4、排气管5、取热器6组成，其特征是：集热器1上端通过换热器3与集热器1下端连通，储液箱4装在高于集热器1的位置，通过液管与集热器1和换热器3组成的循环集热系统连通，排气管5安装在集热器1上端接口上，取热器(6)装在储热水箱(2)内上部并浸泡在热水中。

集热器1种类有液管式真空管集热器和U形管、热管真空管集热器，其中液管式真空管集热器有相变蓄热和非相变蓄热液管式真空管集热器两种，相变蓄热器8装在真空管7内，导热液管9从真空管7和相变蓄热器8中心穿过，与两端联箱连通；集热器1可横排、竖排，可串联、可并联、可坡面安装、可壁挂，采用相变蓄热液管式真空管集热器1与储热水箱2组成的热水器，水箱容积、体积、重量都可减小一倍以上。

储热水箱2种类有承压式水箱和非承式水箱，不锈钢内胆、搪瓷内胆、高分子塑胶内胆水箱都适用，水箱造型可多样，采用非承压水箱，内置取热器6，可达到热水承压输出的目的。

换热器3安装在储热水箱2内，与集热器1组成循环集热系统，把集热器1收集的太阳能转移到储热水箱2水中，换热器3种类有胆中胆换热器、盘管换热器、夹套换热器等，凡适于水箱内安装、循环阻力小、换热效率高的换热器都适用。

储液箱4是一种储液容器，安装在高于集热器1的水箱内或外，用于为二次自然循环集热提供所需液位和补充导热工质，并可吸纳因热胀增加的导热工质；储液箱4内可放置长效防腐、阻垢除垢剂。

排气管5用于排出集热器1、换热器3内气体，消除气堵，不同安装方式的热水器对排气有不同的要求，因此，排气管5可根据需要安装。

取热器6安装在非承压式储热水箱2上部，浸泡在热水中，用于间接提取储热水箱2水中热能，达到热水承压输出的目的，如果采用承压水箱、如果直接利用储热水箱2中热水，则不安装取热器6。

真空管7是一种一端开口、另一端有阻热墙和导热液管孔的全玻璃真空太阳集热管，其性能与现有三高管、紫金管相同，并随技术发展而提高。

相变蓄热器8是一种装有相变蓄热材料的高热导率容器，安装在真空管7内。

导热液管9是一种具有高效换热功能的金属管，与相变蓄热器8可同体，也可以是紧密结合的分体。

本发明的有益效果是：

1、集热器1真空保温热损小，四季都有很高的集热效率，无论是南方、北方，都可全天候使用。

2、相变蓄热与水箱储热结合，同比水箱容积、体积、重量可减少一倍以上，并可根据水温自动调节热水器储热容量，可解决冬季水温上不去，夏季易过热问题。

3、可用水做导热工质，导热性能更好，可靠性更高，用户无购液费、无换液服务费。

4、非承压水箱热水输出可承压，可取代昂贵、笨重的搪瓷承压水箱。

5、热水器可隐蔽安装，可真正实现太阳能热水器与房屋一体化。

6、安装、使用、维修都在室内，简单方便，无任何安全隐患。

7、多层住宅、别墅、农房阳台、屋顶都适用，安装、使用不受楼层数量、高度限制。

8、利用热水器水箱落地式、相变蓄热、水、电、安装位置齐备等优势，可很方便地兼容净水器、饮水机功能，组成太阳能热水、净水、饮用水一体机，可同时提供日常所需热水、洁净水和饮用的开水，可 系统解决家庭家用电器种类、数量太多、占用空间大、安装位置散乱、安全隐患多、耗能大等一系列问题。

附图说明

图1：本发明液管真空管集热器型窗式太阳能热水器原理图。

图2：本发明液管真空管集热器型水箱落地式太阳能热水器原理图。

图3：本发明U形管、热管真空管集热器型水箱落地式太阳能热水器原理图。

图4：本发明窗式太阳能热水器集热器水平放置后视图。

图5：本发明窗式太阳能热水器集热器水平放置侧视图。

图6：本发明窗式太阳能热水器集热器垂直放置后视图。

图7：本发明窗式太阳能热水器集热器垂置放置侧视图。

图8：本发明水箱落地式太阳能热水器安装示意图1。

图9：本发明水箱落地式太阳能热水器安装示意图2。

图10：本发明太阳能热水、净水、饮用水一体机示意图。

图1～10中编号：1.集热器，2.储热水箱，3.换热器，4.储液箱，5.排气管，6.取热器，7.真空管，8.相变蓄热器，9.导热液管，10.U形管、热管真空管集热器，11.墙体剖视图，12.阳台玻璃窗，13.净水、饮水机部分。

具体实施方式

图1是本发明液管真空管集热器型窗式太阳能热水器原理图，图2是本发明液管真空管集热器型水箱落地式太阳能热水器原理图，图1与图2的差别在于：图2储液箱4装在储液水箱2内，而且可不装排气管5。

图3是本发明U形管、热管真空管集热器型水箱落地式太阳能热水器原理图，图3与图1、图2的差别在于图3采用现有U形管、热管类真空管集热器。

图4～7是本发明窗式太阳能热水器外形示意图，图中集热器1可横排、可竖排，也可坡面放置。

图8～9是本发明水箱落地式太阳能热水器外形示意图，是众多实施例中的一部分，图中集热器1可隐蔽安装在采光窗内，也可挂在墙外，储热水箱2就近放在室内紧靠集热器1的地面上。

图10：本发明太阳能热水、净水、饮用水一体机示意图，是本发明众多实施例之一，该机热水输出承压、洁净水随时可取，饮水机可自动上水，全天候供开水，自动化程度高，使用简单、方便、安全，性价比极高。

本发明自然循环集热原理与过程是：集热器1吸收的太阳能加热导热液管内9内液体，通过自然循环经换热器3加热储热水箱2内水，当储热水箱2内水温升高至相变蓄热器8相变蓄热值时，相变蓄热器8大量蓄热直至蓄满，蓄满后水温继续升高，当达到过热保护值时，自动降温器自动降温，把储热水箱2内 水温限制在国标规定范围内。用热水时，储热水箱2内水温随兑水或间接取热而降低，相变蓄热器8温度不变，相变蓄热器8温度与储热水箱2内水的温差越来越大，此时相变蓄热器8等同于大功率加热器，通过自然循环经换热器3加热储热水箱2内水，由于相变蓄热器8热释放终了温度远高于洗浴用40度左右水温，相变蓄热器8热能释放完毕后，水箱内水温仍很高，相变蓄热器8内热能可全部优先利用。