太阳能热水器制造技术

一种太阳能热水器，它包括管道循环泵总成、高循环管、低循环管、同心园筒压盖、集热管汇管、内同心园筒、外同心园筒等，其特征在于内同心园筒［１１］上，螺旋式缠绕一层铝箔，即为白体层［１０］、再在其上套上隔热屏［９］，隔热屏［９］两端用隔热屏扶正环［２０］固定，再将外同心园筒［４］套在隔热屏［９］上，同心园筒两端用同心园筒端面压盖焊接封闭，并在右外同心圆可焊园板［２６］上的真空孔［２８］处抽真空，高循环管［３］及低循环管［２３］连接高循环管接头［６］及低循环管接头［１５］，高低循环管再与集热汇管［２４］相连接，集热汇管与真空集热管相连接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能热水器的隔热保温、强化传热和防冻堵工艺技术。本技术方案的真空储水箱除替代目前太阳能热水器的聚氨质保温储水箱外，还可用于大型太阳能集热系统的保温储水箱；强化传热和防冻堵技术可用普通单体太阳能热水器及大型太阳能的集热系统。
技术介绍
目前市场应用的太阳能热水器储存热水的水箱采用一定厚度的聚氨质整体发泡保温。对水箱的保温效果，本人经过连续几天进行观测，观测水箱热水温度数据统计详见下表太阳能热水器水箱热水温度变化统计表地点辽宁盘锦天气晴 统计表的数据表明，连续29小时观测的每天最低温度发生在上午10:00，最高温度发生在14:15。一日之内太阳能水箱水温升高的时间只有4.25小时，占一日总时间的17.7％，而82.3％的时间水箱对大气放热，并且使水箱中的热水温度下降了17℃。统计表清晰的表明了一日之内太阳能热水器热水热能的吞吐变化情况，白天吸收热量迅速升温，之后长时间对大气放热。如果在冬季或阴天太阳能热水器水箱水温升温时间会更短，并且水箱中的水温也会下降得更快。显然在不同季节，不同地区及不同型号的太阳能热水器上述观测的数据会有所不同，但是上述的普遍现象在不同地区都是成立的。为此本专利技术的目的是提供一种高性能保温水箱，进而减弱太阳能热水器水箱热水对大气放热。此外目前市场应用的太阳能热水器中，水的循环是靠水的密度差自然循环，循环速度较小，升温时传热速度较小，为此在太阳能热水器循环系统增设一种管道循环泵，在升温时间内强化传热，进而大幅度提高其热能吸收效率，冬季间隙运行此泵又可防止管线冻堵。
技术实现思路
为达到本专利技术的目的，本专利技术将原太阳能保温水箱保温层采用真空加隔热屏技术，来大幅度增加水箱对外传热的传导热阻。计算表明隔热层只采用真空隔热技术，总传导热阻只增加2.2倍，隔热层内再采用隔热屏遮热技术，则总传导热阻可增加到原热阻的4.4倍。为降低焊接难度，真空集热管不直接与水箱相连，而与真空汇管相连，真空汇管再通过高低循环管水箱端部的平面开口相连接，这样将原来的柱面焊接改为端部平面焊接，从而增强焊缝可靠性。这种作法不但使水箱中的开口和焊缝数量与原普通太阳能热水器比较减少80％至90％，而且使水箱对外传热的热点数量也减少80-90％以上。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明图1是本专利技术的结构剖面图。图2是管道循环泵总成的结构安装示意图。由图1可知，本专利技术有管道循环泵总成、水箱端部压盖、高循环管、外同心园筒、隔热层的收气剂、高循环管连接头、内同心园筒压盖、O型胶圈、隔热屏、白体层、内同心园筒、水箱最外层园筒、隔热屏减阻孔、聚氨质保温层、低循环管接头、上下水水管、水位显示器、出气管、右内同心园筒端部压盖、隔热屏扶正环、外同心园绝热板、外同心园筒可焊圆环板、低循环管、集热管汇管、O型胶圈、右外同心园筒可焊园板、真空集热管插孔、真空孔、集热管汇管保温层、左外同心园筒压盖。图1中水箱的开口共有四处，左端1处，右端3处。上下水水管及出气管位置相对高度安置在水箱最上部，目的是尽量不与水箱中的热水直接接触，进而减弱水箱的热水向外传热。外同心园筒左右两端压盖由两种材料组成一块圆板，在与同心园板焊接处的材料选用不锈钢材料，焊接可靠性好，非焊接处采用绝热材料，来增加传热热阻。图1中的高循环管位置略高于低循环管，目的是管道循环泵总成不工作时，也能利用水的密度差产生自然循环。隔热屏设有若干个圆孔，即为隔热屏减阻孔，目的是抽真时保温层的空气便于流动，隔热层在较短时间内便形成较高的真空。左外同心园筒压盖附有吸气剂，目的是保持隔热层内的真空度。图1中所有焊缝均采用氩弧焊接，焊后制定试压工艺操作规程，使隔热层所有焊接缝在0.3MPa压力下不渗漏。循环管及集热管汇管最外部的点划线表示最外部保温层。在图2中管道循环泵的出水管与太阳能水箱连接采用插接方式连接，与图1的高循环管的连接采用法兰方式连接。管道循环泵通过机械密封来实现密封和提升功能。图2给出了管道循环泵总成的4个主要零部件，这4个零件部件分别是管道泵马达(1)、管道泵油封(2)、管道泵叶片(3)、管道泵出水管(4)。管道循环泵总成的运行由室内多功能控制器按设计程序控制其运行，控制器设有管道循环泵总成的正常运行指示灯，便于掌握其正常运行状况。具体实施例方式抽真空系统一级泵采用旋片泵，二级泵采用罗茨泵成扩散泵。一次抽多只保温筒。在右外同心园筒可焊园板上预先焊有一定直径的铜管，此铜管连接真空泵机组。制造隔热屏的材料采用黑度系数小于0.04的金属材料，材料卷筒前除油烘干。制造内同心园筒及外同心园筒材料也须进行除油污烘干处理。左外同心园筒压盖、左内同心园筒压盖、右内同心园筒端部压盖、外同心园筒可焊园环板、右外同心园筒可焊园板按设计划线开口，进而保证内同心园筒与外同心园筒的同轴度。内同心园筒制作按图1结构内同心园筒制作时将件、件、件、件、件、件、件、与件组焊完毕后对内筒用气体试内压0.3MPa焊缝不渗漏为合格。试压时多余开口堵死，只留1个开口接试压泵。在试压合格的内同心园筒上螺旋式缠绕铝箔此铝箔即为白体层。之后再在其上套上圆筒形状的并带有减阻孔的隔热屏，隔热屏的两端用隔热屏扶正环固定牢靠。外同心园筒制作将制作好的内同心园筒放入外同心园筒中，按图1所示开口位置将件、件、件、件、件、件、件焊接好后，在真空孔预先焊好铜管处接试压泵用气体试压0.3MPa，焊缝不漏为合格。抽真空按设计好的流程一次抽多只同心园筒，当真空表的读数小于0.5Pa时，用工具封闭铜管后再将封闭处焊死。安装同心园筒外部保温层按图1位置安装聚氨质保温层、聚氨质保温层、水箱最外层园筒、水箱端部压盖。按图1位置安装高循环管、管道循环泵总成、集热管汇管、低循环管及其保温层等。太阳能热水器其余部分安装与普通太阳能热水器相同。在我国冬季不结冰的地区可不安装管道循环泵总成，进而形成不同成本的系列太阳能产品。另外管道泵和循环管的安装方式是多种多样的，在图1结构的循环管路中，提供了一种O型胶圈插接方式的连接方案，但也可不限此种连接方案，在连接处也可采用法兰方式连接，如本技术方案管道循环泵与高循环管就采用法兰连接方式。有益效果170升的太阳能热水器与普通太阳能热水器比较，增加一层不锈钢保温简、管道循环泵总成等材料，增加成本约500元。原普通太阳能每天水箱水温下降17℃，采用本技术后热阻为原来4.4倍，预计每年每日温度平均只下降4℃，则水箱温度提高13℃，加之采用管道循环泵强化传热，水箱的水温比原来预计提高4℃，则水箱的水温最终提高17℃。以每年每天平均产热水120公斤计算，则每天多产生热量为120公斤/天×1大卡/公斤·℃×17℃＝2040大卡/天＝8527.2kJ/天。1度电＝860大卡＝3595kJ，折合每天节电为8527.2kJ/天÷3595kJ/度＝2.37度/天，每度电0.61元，则每天节省人民币1.45元，1年节省人民币1.45元/天×365天/年＝529.6元/年，太阳能热水器所投入资金在不到1年就可收回。太阳能热水器无故障使用寿命预计8年，则创十分可观的经济效益。权利要求1.一种太阳能热水器，它包括管道循环泵总成、高循环管、低循环管、同心园筒压盖、集热管汇管、内同心园筒、外同心园筒等，其特征在于内同心园本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟范中，
申请(专利权)人：孟范中，
类型：发明
国别省市：