专利名称：内管循环式真空管太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本实用新型属太阳能集热装置，具体地说是一种真空管太阳能热水器。
目前市售的玻璃真空管太阳能热水器用于正向垂直和斜置安装时，参与流动循环的水只是水箱内的水，而真空管中的水是难以流动的“死水”。真空管内被晒热的水与水箱内的冷水热交换方式是以水体热传导为主。由温差产生的热水上浮冷水下降的热力对流理论，实际应用中往往受水压作用等形成冷柱阻塞，使真空管中的热量难以高效地传递出来，最终表现为真空管的热效率大大低于设计要求。同时，长期滞留于真空管内的水使真空管壁产生污垢和管内杂物沉积，也使真空管的热效率逐渐下降。专利号为93232591.2和95207259.9的中国专利分别提出了注水管式的强制循环和导向循环的玻璃真空管太阳能热水器，其共同特征是冷水由注水管进入真空管，热水从真空管剩余空间上升到水箱。注水管采用了金属和塑料材料在箱体内焊接的方式。这种注水管的方式出水仍是水箱内的水，水温依然偏低，且真空管内还会积垢；箱内焊点易锈蚀产生堵塞；塑料注水管在缺水时，甚至在安装过程中很容易受热变形或烧焦。同时上述两项专利实施难度很大，尤其是难应用于中、大型的集中供热装置。
本实用新型的目的是提供一种对流换热为主，传导换热为辅的高出水温、高热效率的内管循环式真空管太阳能热水器，可以家用，更适用于中、大型集中供热系统，易于实现自动化控制。
本实用新型的目的是这样实现的它包括水枕(或称水箱)、玻璃真空管、上水管、下水管以及阀组，水枕外有保温层，水枕下部装有真空管，水枕顶部有溢水管，其特征在于它还包括一根热水引出内管，它从水枕顶部穿过水枕直插入真空管底部；该热水引出内管上端引出在保温层内，与埋设在保温层内的热水集管相连通；热水集管连通下水管；上水管上接有上水电磁阀或水泵，下水管上接有下水电磁阀，上水管和下水管之间通过上下水循环管及三通阀连接。水枕的最高点设置液位计；在真空管内装有温度传感器。另外，本实用新型设有水枕连通管、上水管连通口、热水集管连通口，以实现多个热水器单元的串联组合。
本实用新型的优点是在真空管内设置了热水引出内管，可使真空管内的热水直接排除并能排尽，提高了出水温度，减少了真空管的积垢，延长了真空管的高效期。通过热水引出内管和阀结构可以实现水枕和真空管内的水对流换热，提高了热效率；水枕上的液位计和真空管内的温度传感器分别控制上水电磁阀和下水电磁阀，实现温度控制和液位控制，提高了自动化水平；采用单元组合设计特别适用于中、大型太阳能采热系统。
以下结合附图及实施例详细叙述本实用新型。
图1为本实用新型的剖面结构示意图；图2为
图1中的热水集管和下水系统剖视示意图；图3为
图1中沿A-A线的剖视示意图。
如图所示，水枕1，或称水箱，为一圆桶形的密封体，最里层为水枕内胆21，外面是由聚苯乙烯泡沫板和PU单组分聚氨酯发泡材料构成的保温层5，保温层5外是用反光材料制成的外壳4。水枕1下部装有玻璃真空管2，真空管口与水枕的连接处通过硅胶密封圈17、真空管护套18、真空管孔密封圈19保证密封良好。热水引出内管3为一根金属细管，从水枕顶部穿过水枕直插入真空管2底部，穿过水枕处通过硅胶密封圈22密封；其上端弯曲，弯曲端20插入热水集管8中。热水集管8埋设在箱体保温层5内，其一端通向下水管33，另一端是供多个热水器单元连通的热水集管连通口16。水枕1顶部设置进水支管7、溢水管13、液位计9、液位计引线10和供多个单元连通时用的水枕连通管14等。水枕底部还设有排污管29，可按期排污。
使用时，冷水从上水管6进入，通过进水支管7进入水枕1和各个真空管2内，并经上水管连通口15进入其他级连的热水器单元。图中箭头所指为水的流动方向。真空管2内被加热的水在内管虹吸作用下，通过热水引出内管3进入热水集管8，然后向下流入下水管33引出。在下水管33和上水管6之间通过上下水循环管25及三通阀24、27连接。接上水泵，水枕1与真空管2内的水可以进行封闭式对流热交换，从而充分发挥真空管的集热功能，提高集热装置的热效率。真空管和水枕的冷热水强制对流，可由时间控制器控制水泵实现连续或间歇进行。此外，间歇期间金属质的引水内管3作为热的优良导体，把真空管2内的热量传递到水枕1中。
水枕1中的水位由液位计9控制上水电磁阀23或水泵的上水来维持。真空管2内设有温度传感器11，传感器引线12穿出水枕外。真空管中的热水排出由其内的温度传感器11控制下水电磁阀26实现，即达到既定温度的热水及时排出。在下水管上还有一个手动下水旁通阀28。
从水枕溢水管上引出清洗支管30，连接清洗喷头31，喷头喷水方向对准真空管体，这样在水枕溢水时对真空管2表面和水枕外壳4进行清洗，提高真空管受光率。
为了使本装置在倾斜安装时仍能让水枕内的水全部流入真空管，设置了一端紧贴在水枕1底部，另一端伸入真空管2内的金属导水弯管32。
权利要求1.一种内管循环式真空管太阳能热水器，包括水枕(1)、玻璃真空管(2)、上水管(6)、下水管(33)以及阀组，水枕外有保温层(5)，水枕下部装有真空管(2)，水枕顶部有溢水管(13)，其特征在于它还包括一根热水引出内管(3)，它从水枕(1)顶部穿过水枕直插入真空管(2)底部；该热水引出内管(3)上端引出在保温层(5)内，与埋设在保温层(5)内的热水集管(8)相连通；热水集管(8)连通下水管(33)；上水管(6)上接有上水电磁阀(23)或水泵，下水管(33)上接有下水电磁阀(26)，上水管和下水管之间通过上下水循环管(25)及三通阀(24、27)连接。
2.根据权利要求1所述的内管循环式真空管太阳能热水器，其特征是水枕(1)的最高点设置液位计(9)；在真空管(2)内装有温度传感器(11)。
3.根据权利要求1或2所述的内管循环式真空管太阳能热水器，其特征是它还设有水枕连通管(14)、上水管连通口(15)、热水集管连通口(16)。
4.根据权利要求1或2所述的内管循环式真空管太阳能热水器，其特征是水枕(1)底部设排污管(29)，水枕顶部的溢水管(13)上接清洗支管(30)和清洗喷头(31)，喷头喷水方向对准真空管体。
5.根据权利要求1或2所述的内管循环式真空管太阳能热水器，其特征是在水枕内还设有导水弯管(32)，此导水弯管一端紧贴在水枕(1)底部，另一端伸入真空管(2)内。
专利摘要一种内管循环式真空管太阳能热水器,属太阳能集热装置,包括水枕、玻璃真空管、阀组、液位计和温度控制装置、单元连通管等。还具有穿过水枕插入真空管底部的金属质热水引出内管和埋藏在水枕保温层内的热水集管。通过该热水引出内管的使用,使真空管的热水能与水枕内的冷水进行强制循环换热,显著提高了热效率,并能减少真空管内的污染。同时,它可多个单元组合使用 ,易于建设中、大型太阳能采暖系统。
文档编号F24J2/05GK2362063SQ9921954
公开日2000年2月2日 申请日期1999年1月8日 优先权日1999年1月8日
发明者鲁墨森, 陶吉寒, 辛力, 张静, 王淑贞 申请人:山东省果树研究所