[实用新型]整体防冻太阳能热管热水器

说明书

本实用新型涉及一种太阳能热水器领域。

目前太阳能热水器基本上分为两类：一类是直接从太阳光取热以水为介质的热水器；另一类是采用热管技术或相变方式以化学剂为介质从太阳光取热后间接传输热量给于蓄水箱。前者存在集热管冬季结冰及管内腐蚀的问题，在我国北方地区不能达到一年四季使用的目的，冬季放水保管更加速了管内腐蚀进程，影响其使用寿命等，后者商品化类型较多，普遍存在联管工艺复杂，密封性能差，集热效率低，影响其使用价值。在CN87205530U“一种新型换热器的相变热水器”专利，吸热板与散热板为分离结构，靠管边联接，焊接工艺复杂，如某处发生泄漏，整体全部失效。

目前太阳能热管热水器采用的热传导元件，通常称为热管〈HEAT·PIPE〉热管技术是利用管内低沸点工质的相变〈液－气－液〉转换，伴随着相态变化潜热的吸收和放出达到热交换目的。太阳能热管的液态工质可借助重力回流，故管子内壁不必设有毛细结构（金属网或沟槽）简化了构造，提高其实用价值。此项技术在国内外已应用于太阳能热水器，但是该热管一般由两种不同直径的铜管焊接而成，细铜管作为蒸发段，与吸热翼板组成，粗铜管作为冷凝段，伸入贮水箱内将水加热，这种普通热管存在以下不足之处是：

1.蒸发段的细铜管与吸热翼板不是一体的，必然存在接触热阻影响传热效率；

2.由于蒸发段与冷凝段的管径不同，焊接后造成液态工质回流不畅影响相变进程，降低换热效果；

3.冷凝面积受到冷凝管直径大小及水箱宽度的制约，很难满足设计要求，一般冷凝面积与吸热面积之比仅为15％左右。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中不足之处而提供一种采用高效率铜铝复合太阳条制成热管，由于蒸发段、吸热翼板、冷凝段、绝热段制成为一体。不存在接触热阻、焊接等问题，冷凝段面积由吸热翼板卷成，能满足设计要求，冷凝段面积与蒸发段吸热面积之比可达到30～40％以上。

本实用新型整体防冻太阳能热管热水器是这样实现的，是由贮水箱（1）、集热器（2）、支架（3）等主要部件和附件组成。集热器（2）是由铜铝复合太阳条（4）组成，分为5、6、7排，采光面积分别为0.81m²，0.97m²、1.13m²三种规格。由铜铝复合太阳条吸热翼板卷成换热器的冷凝段（15），分别插入贮水箱（1）内，采用橡皮塞密封方式进行密封，当集热器受阳光照射后，通过铜铝复合太阳条热管内低沸点工质的相变〈液－气－液〉转换，将热量传到贮水箱，使水加热升温。贮水箱（1）为长方形结构，底部稍宽，规格大小与集热器（2）的采光面积及冷凝段长度相匹配。贮水箱（1）上设计有溢水口（5）、进水口（6）、出水口（8），检查孔（7），水箱内设有浮球阀。支架（3）与地面倾斜角大于当地纬度5～10度，面向正南或偏西不大于15度。

本实用新型整体防冻太阳能热管热水器的热管，由吸热翼板（10）、蒸发段（12）、冷凝段（15）、绝热段（16）制成为一体结构，热管总长度为1～2m。由铜铝复合太阳条吸热翼板卷成换热器的冷凝段，卷管直径为20～50mm的圆形状，两端用钢丝挡圈（14）固定。一端焊接短铜管（11），另一端焊死。铜铝复合太阳条（4）蒸发段（12）与冷凝段（15）间的吸热翼板（10）沿菱形管边切开宽度为30～60mm，作为绝热段（16），露出菱形管部分，橡皮塞（9）冲成为菱形孔形状，剖开套入铜铝复合太阳条吸热翼板切开段内，用两道卡箍压紧。橡皮塞（9）大端用大端卡箍（13）与贮水箱（1）的孔道边焊接。

附图说明：

图1所示为整体防冻太阳能热管热水器系统结构图。

（1）为贮水箱、（2）为集热器、（3）为支架、（4）为铜铝复合太阳条、（5）为溢水口、（6）为进水口、（7）为检查孔、（8）为出水口、（9）为橡皮塞。

图2所示为整体防冻太阳能热管热水器铜铝复合太阳条热管结构图：

（10）为吸热翼板、（11）为短铜管、（12）为蒸发段、（13）为大端卡箍、（14）为钢丝挡圈、（15）为冷凝段、（16）为绝热段。

本实用新型将结合附图、最佳实施例作进一步详述：

集热器（2）及冷凝段设计为5排，长度为1500mm的铜铝复合太阳条热管组成，采光面积为0.81m²，贮水箱容积为70公斤。

铜铝复合太阳条热管的制作方式：

（1）将铜铝复合太阳条两端吸热翼板沿菱形管边切开宽度为20mm，露出菱形管部分，采用化学腐蚀方法进行脱铝裸铜，便于焊接。