[实用新型]分离式太阳能热水器的倾斜型集热管系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一类通过增加太阳能热水器的集热管系统中传热工质的流动速度來提高热水器热效率的一种装置，尤其适用于全玻璃真空集热管组成的分离式太阳能热水器的集热管系统。

背景技术

紧凑式(Close-coupled)太阳能热水器/系统的特点是多根集热管(全玻璃真空集热管或相变式集热管)直接插进储热水箱(Storage tank)底部、联通成整体，故亦称“整体式/一体式”太阳能热水器/系统。这样集热管采集到的热量极易进入储热水箱，所以在其他条件相当时，紧凑式太阳能热水器的热效率(得热率)较高。紧凑式的缺点是外形庞大、重量较大的储热水箱只得暴露、经常是耸立于房顶上，有损建筑物外形。分离式(Remote)太阳能热水器/系统能克服此缺点。

分离式太阳能热水器由储热水箱与集热管系统两亇可分立的两部分构成，集热管系统安装在建筑物外侧向阳侧，其间由两根柔性管道与储热水箱连通，储热水箱因之可安置在建筑物的里边/阴蔽处。集热管系统由多根集热管一般按直角90°方向插进一根联集管(Manifold、俗称联箱)构成，即“直(角)插式”。这样，分离式太阳能热水器的集热管采集到的热量只能经由联集管、两根柔性管道，然后才进入储热水箱，这使传热工质遇到较大的流动阻力、妨碍传导热量。所以在相当条件下，“分离式”的热效率(得热率)比“紧凑式”要低，这样提高“分离式集热管系统”或“分离式太阳能热水器”的热效率就更为需要。

纵观市售各类“分离式太阳能热水器的集热管系统”(以下本文简称“分离式集热管系统”)，各集热管轴线与联集管轴线之间夹角即所谓“直插式”；本实用新型將介绍集热管的另一种插进联集管的方式---“斜插式”，即取值为80---89°范围、稍偏离直插式的“垂直方向”1---10°。分离式集热管系统的安装/安置场合有两：第一种场合是悬挂在住户阳台护墙/护栏(约高1米)外侧向阳面，随后组装成“阳台悬挂/分体式太阳能热水器”。

第二种场合是平躺在坡顶屋面(约30°仰角)外侧向阳面上，随后组装成“坡顶屋面分体(离)式太阳能热水器”；或安置在平顶屋面上，这时需设置一亇具有坡面(约30°仰角)的钢架，分离式集热管系统平躺在该钢架坡面上，所以其效果与“坡顶屋面分体(离)式太阳能热水器”相同，本文不另叙。

不论在那一场合，现有商品的分离式集热管系统某些部件的空间几何位置均存在缺陷。从以下分析可知：某些部件的空间几何位置存在缺陷导致分离式集热管系统或分体式太阳能热水器的热效率降低。本实用新型將克服该缺陷。

在第一种场合，即阳台悬挂式太阳能热水器的场合，把阳台护墙向阳面视为分离式集热管系统的投影平面，则现有商品的分离式集热管系统的投影示意图如图1或图2。两图中，(1)是集热管，(a-a)直线是集热管(1)的轴线；(2)是联集管，(p-p)直线是联集管(2)轴线；在两图中，集热管(1)轴线(a-a)与联集管(2)轴线(p-p)的夹角为这就是“直插式集热管系统”；(X)是冷流体进口(管)，(Y)是热流体出口(管)；此外，直线(h-h)是地理垂直线方向，直线(s-s)是地理水平线方向。这些序号的涵义/名称将在本文其他各示意图中按同样方式常出现，以后不再重复！

图1所示集热管系统本文称之“单翼型阳台悬挂式太阳能热水器集热管系统(直插式)”；图2则称之“双翼型阳台悬挂式太阳能热水器集热管系统(直插式)”。

在第二种场合，即坡顶屋面分体式太阳能热水器的场合，把坡顶屋面平面作为分离式集热管系统的投影面，则现有各类坡顶屋面分体式太阳能热水器商品的集热管系统的投影示意如图3或图4所示。图3中，联集管(2)的空间实际取向是沿坡顶屋面(仰角约30°)倾斜向上；因是直插式，左/右对置的各集热管(1)在空间取向是水平的，这种集热管系统(图3)本文称之“坡顶屋面分体式太阳能热水器集热管系统(集热管左右对置、直插式)”。图4中，联集管(2)在空间沿水平取向，集热管(1)沿坡顶屋面(仰角约30°)倾斜向上，这种集热管系统(图4)本文称之“坡顶屋面分体式太阳能热水器集热管系统(集热管单侧下垂、直插式)”。