全真空太阳能热水器制造技术

一种全真空太阳能热水器，它包括管道循环泵总成、双层水箱、高循环管、低循环管、真空集热管、真空集热汇管等，其特征在于双层水箱［９］有较高真空度，且水箱内壁涂镀黑度系数很小的金属材料，双层水箱［９］左右两端开口，并与管道泵连接管［３］及高循环管［２５］、低循环管［１２］相连接，高循环管［２５］及低循环管［１２］又与真空集热汇管［２２］相连接，真空集热汇管［２２］再与真空集热管［２１］相连接。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种全真空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，为此在全真空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
为达到本技术的目的，本技术将原太阳能保温水箱改为具有较高真空度的双层水箱，水箱内壁镀涂黑度系数很小的金属材料。为减少传热的热点，真空集热管不直接与水箱相连，而与真空集热汇管相连，真空集热汇管再通过高低循环管与水箱端部的平面开口相连接，这种作法的优点是1.水箱中的开口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；2.双层水箱便于大规模工业化生产，制造成本低；3.双层水箱属于清洁产品，能形成较高的真空度，并且密封时真空度不发生损失；4.可安装管道泵。以下结合附图对本技术作进一步详细说明附图说明图1是本技术的结构剖面图。图2是管道循环泵总成的结构安装示意图。由图1可知，本技术有管道循环泵总成、水箱端部压盖、管道泵连接管、管道泵连接管O型胶圈、密封头、水箱外壳、上水管、聚氨质保温层、双层水箱、水箱内筒镀层、水箱外筒内壁镀层、低循环管、出气管、出气孔密封头、出气孔密封O型胶圈、水箱真空孔、低循环管真空孔、管道泵系统最外保温层、密封O型胶圈、低循环管密封头、真空集热管、真空集热汇管、聚氨质保温层、真空集热管真空孔、高循环管、高循环管真空孔。图1中的管道循环泵连接管开口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。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3个主要零部件，这3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。具体实施方式双层水箱制造双层水箱材料可采用3.3硼硅玻璃，双层水箱抗外压及抗内压均不小于0.15Mpa。水箱最高工作温度不小于100℃，水箱适用最大温差不小于90℃，目前我国配套生产的3.3硼硅玻璃均能满足上述参数要求。双层水箱内壁涂镀金属银或金属铝，要求镀涂后黑度系数小于0.04。镀涂后双层水箱按图1开口位置，左右两端进行封口，封口后要求内筒外筒不同轴度允差不大于0.5mm，水箱右端预留抽真空的真空孔。双层水箱制造材料也可以采用聚酰亚胺材料，此时制造工艺与3.3硼硅玻璃有所不同，但要求其内壁必须涂镀黑度系数很小的金属材料。真空集热汇管、高低循环管制造用聚酰亚胺材料制造双层真空集热汇管、高、低循环管。该材料耐温达260℃以上、强度高、不挥发，且适用高度真空环境工况。用注射成型法替代F-4冷压烧结成型方法，该方法可工业化大规模生产，生产成本低，制造时各配件均留有抽真空的真空孔。抽真空采用旋片泵和罗茨泵或扩散泵组成串联机组抽真空。一次抽多只双层水箱、真空集热汇管、高、低循环管等配件。当真空表读数小于0.3Pa，稳定1小时后封闭真空孔。安装聚氨质保温层及相关配件按图1安装聚氨质保温层，水箱外壳、聚氨质保温层、水箱端部压盖、安装管道泵连接管、管道泵、高循环管、低循环管、上水管、出气管、真空集热管汇管等，全真空太阳能热水器其余部分安装与普通太阳能热水器相同。有益效果全真空太阳能热水器结构设计增加管道循环泵、真空集热管汇管、高低循环管等配件。这些材料均为3.3硼硅玻璃或聚酰亚胺材料，材料成本远远低于304不锈钢成本，当大规模工业化生产后，其成本将大幅度下降，经测算，与普通太阳能比较每台成本只增加350元。以全真空太阳能热水器水箱容积150升为例。设内壁涂镀后的C1＝C2＝0.2大卡/.h.0k4；C1＝C2＝灰体辐射能力。C0＝4.9大卡/m2.h.0k4；C0＝黑体辐射能力。F1＝1.83m2，F2＝2.0m2；水箱内壁温度＝T内＝93℃，水箱外壁温度＝T外＝15℃，C12＝1/＝1/＝0.11大卡/m2h0k4，Q＝C1.2*F1{4-4}＝0.11*1.83＝22.3大卡/h，每小时降温＝Q/G.*C＝22.3大卡/h/150公斤*大卡/公斤℃＝0.15℃/h，20h后降温＝0.15℃/h*20h＝3℃。考虑水箱存在热点，则水箱温度会比无热点下降得多，考虑水箱外层有聚氨质保温层，则水箱温度又会升高，设二者升降温度相互抵消，水箱20h后温度最终下降3℃。原太阳能热水器每天水箱水温下降17℃，则本太阳能热水器水箱水温提高17℃-3℃＝14℃，加之采用管道循环泵强化传热，预计水箱水温比原太阳能热水器再提高3℃，则水箱水温最终提高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1.一种全真空太阳能热水器，它包括管道循环泵总成、双层水箱、高循环管、低循环管、真空集热管、真空集热汇管等，其特征在于双层水箱有较高真空度，且水箱内壁涂镀黑度系数很小的金属材料，双层水箱左右两端开口，并与管道泵连接管及高循环管、低循环管相连接，高循环管及低循环管又与真空集热汇管相连接，真空集热汇管再与真空集热管相连接。2.根据权利要求1所述的全真空太阳能热水器，其特征在于高循环管上设有管道循环泵总成。3.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：实用新型
国别省市：