专利名称：一种太阳能热水器用水箱及太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种太阳能热水器 用水箱，还涉及一种太阳能热水器。
背景技术：
随着人民生活水平的提高，热水器在日常生活中的应用越来越广泛。
现有的热水器按照能量来源分为燃气、燃煤、燃油热水器，以及 电热水器等几大类。上述燃气、燃煤、燃油热水器消耗的均是不可再
生能源，还造成环境的污染；同时，在能源价格持续高涨的今天，上 述燃气、燃煤、燃油热水器的使用费用很高，给用户带来了较大的经 济负担。由于用电量大，电价也有持续增长的趋势，上述电热水器的 广泛应用也存在不小的障碍。
在此背景下，太阳能热水器以其能源清洁环保、使用费用较低、 使用简单方便等优势得到广泛的应用，这将对我国国民经济和环保事 业带来重大影响。
冬季由于室外温度很低，太阳能热水器管路中的水容易冻结，这 给其使用带来了很大的不便，而热导式太阳能热水器则可以很好地解 决这个问题。
请参考图1,图1为一种典型的热导式太阳能热水器的结构示意图。
如图l所示，该热导式太阳能热水器包括集热器101和水箱。 集热器101能够吸收太阳辐射能量，并将吸收的太阳辐射能量转 化为集热器101的内能，集热器101内部设有可供介质液体流动的管 路，集热器101设有进液口 101-1和出液口 101-2;介质液体可以从进 液口 101-1经过集热器101内的管^各流至出液口 101-2。介质液体在集 热器101内的管路内流动时，介质液体与集热器101进行热交换，集热器101吸收的太阳辐射能量转化为介质液体的内能。
水箱包括储水箱102和介质水箱103,介质水箱103设置在储水 箱102内，介质水箱103呈圆柱状，介质水箱103内用于容纳进行热 交换的介质流体，储水箱102用于储存需要加热的用水。储水箱102 上设置有热水出口 102-1和冷水入口 102-2,可以通过冷水入口 102-2 向储水箱102内补充冷水，可以通过热水出口 102-1将储水箱102内 加热好的热水排出。介质水箱103上设置有一直延伸至水箱外部的介 质注入口 103-3,通过介质注入口 103-3向介质水箱内注入介质流体， 介质注入口 103-3的端部釆用排气帽密封。介质水箱103上设有介质 入口 103-1和介质出口 103-2,介质入口 103-1与集热器101的出液口 102-2连通，介质出口 103-2与集热器101的进液口 101-l连通。
介质水箱103内的介质流体进入集热器101内，介质流体在集热 器101内的管路内流动，集热器101吸收太阳辐射能量，介质流体与 集热器101进行热交换，将集热器101吸收的太阳辐射能量转化为介 质流体的内能，乂人而实现对介质流体的加热，被加热的介质流体通过 流回介质水箱103内，介质水箱103内温度较低的介质流体再进入集 热器101内，通过不断循环将介质水箱103内的介质流体不断加热到 较高温度；与此同时，介质流体将通过介质水箱103与储水箱102内 的水进行热交换，介质流体的内能不断传递给储水箱102内的水，使 得储水箱102内的水温度不断升高，从而实现对储水箱102内用水的 力口热。
这种结构的太阳能热水器通过介质流体吸收太阳辐射的能量，再 将介质流体的热量传递给储水箱102内的用水。介质流体采用凝固点 较低的液体，即使室外温度再低，介质流体也不会冻结，在冬季，这 种结构的太阳能热水器还能正常使用。
但是在这种结构的热导式太阳能热水器中，介质水箱103作为介 质流体与水之间进行热交换的换热装置，其散热面积较小，不能与储
水箱102内的用水进行充分接触，换热效率较低，换热效果较差，使 得储水箱102内的用水不能加热到较高温度，加热后的用水甚至不能
4达到使用标准。这种结构的热导式太阳能热水器在实用性方面受到了 很大的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能热水器用水箱，其换热效率较高。 本发明还提供一种太阳能热水器。
为了解决上述技术问题，本发明提供了 一种太阳能热水器用水箱， 包括储水箱和介质水箱，所述储水箱设有热水出口和冷水入口 ，所述
介质水箱设置在所述储水箱内，所述储水箱内还设置有散热管，所述
散热管的一端与所述介质水箱连通，另一端形成介质入口；所述介质 水箱上设置有介质出口 。
优选的，所述散热管的设置方式具体为，所述散热管呈螺旋状绕 于所述介质水箱的外侧。
优选的，所述散热管的设置方式具体为，所述散热管与所述介质 水箱并排设置。
优选的，所述散热管为波紋管。
优选的，所述介质水箱上设置有介质注入口 ，所述介质注入口通 过连接管延伸至所述储水箱外部。
优选的，所述连接管上设置有膨胀罐。
优选的，所述连接管的外端端部设置有泄压阀。
优选的，所述储水箱内还设置有电加热装置。
一种太阳能热水器，包括集热器和水箱，所述水箱为上述的太阳 能热水器用水箱，所述介质出口与所述集热器的进液口通过管路连通， 所述介质入口与所述集热器的出液口通过管路连通。
优选的，所述介质出口与所述集热器的进液口之间管路上设置有 循环泵。
本发明提供的太阳能热水器用水箱，包括储水箱和介质水箱，介 质水箱设置在所述储水箱内，在所述储水箱内还设置有散热管，所述 散热管的一端与介质水箱连通，所述散热管的另一端形成介质入口 ，在介质水箱上设置介质出口 。介质入口可以与集热器的出液口连通， 介质出口可以与集热器的进液口连通，介质水箱、散热管、集热器可 以形成 一 个闭合的循环通^各。
介质水箱内温度较低的介质流体通过介质出口进入集热器内的 管路，集热器吸收太阳辐射能量，介质流体与集热器进行热交换，集 热器吸收的太阳辐射能量转化为介质流体的内能，从而实现对介质流 体的加热，被加热过的温度较高的介质流体从集热器的出液口 、介质 入口进入散热管内，介质流体在散热管内循环后进入介质水箱内，介 质水箱内温度较低的介质流体再进入集热器内，通过不断循环将介质
水箱内的介质流体不断加热到较高温度；与此同时，介质流体将通过 散热管、介质水箱与储水箱内的用水进行热交换，介质流体的内能不 断传递给储水箱内的水，使得储水箱内的用水的温度不断升高，从而 实现对储水箱内的水的加热。
这种结构的太阳能热水器用水箱，在集热器内加热过的介质流体 经过散热管后再进入介质水箱内，散热管具有较大的散热面积，介质 流体通过散热管能与储水箱内的用水进行充分的热交换，热交换效率 较高，可以将储水箱内的水加热到较高的温度。
本发明还提供了 一种太阳能热水器，该太阳能热水器包括集热器 和水箱，水箱为上述的太阳能热水器用水箱，所述介质出口与所述集 热器的进液口通过管路连通，所述介质入口与所述集热器的出液口通 过管路连通。由于上述太阳能热水器用水箱具备上述技术效果，具有 该太阳能热水器用水箱的太阳能热水器也应具备相应的技术效果。
图l为一种典型的热导式太阳能热水器的结构示意图； 图2为本发明所提供太阳能热水器用水箱的一种具体实施方式
的 结构示意图3为本发明所提供太阳能热水器用水箱的另一种具体实施方式
的结构示意6图4为本发明所提供的太阳能热水器的一种具体实施方式
的结构
示意其中，图1-图4中
集热器101、进液口 101-1、出液口 101-2、 4诸水箱102、热水出 口 102-1、冷水入口 102-2、介质水箱103、介质入口 103-1、介质出 口 103-2、介质注入口 103-3;
储水箱201、热水出口 201-1、冷水入口 201-2、介质水箱202、 介质出口 202-1、介质注入口 202-2、散热管203、介质入口 203-1、 连接管204、膨胀罐205、泄压阀206、电加热棒207;
储水箱301、介质水箱302、介质出口 302-1、介质注入口 302-2、 散热管303、介质入口 303-1;
^诸水箱401、热水出口 401-1、冷水入口 401-2、介质水箱402、 介质出口 402-1、散热管403、介质入口 403-1、集热器404、进液口 404-1、出液口 404-2、循环泵405;
具体实施例方式
本发明核心是提供一种太阳能热水器用水箱，该太阳能热水器用 水箱具有较高的换热效率。本发明的另 一核心是提供一种太阳能热水器。
下面结合附图对本发明的内容进行描述，以下的描述仅是示范性 和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参看图2，图2为本发明所提供太阳能热水器用水箱的一种具 体实施方式的结构示意图。
如图2所示，本发明提供的太阳能热水器用水箱包括储水箱201 和介质水箱202。
在一种具体的实施方式中，储水箱201呈圆柱状，储水箱201的
外侧套装有呈圓柱状的外壳体，储水箱201与外壳体之间填充有保温 材料。4诸水箱201 i殳有热水出口 201-1和冷水入口 201-2,可以通过冷 水入口 201-2向储水箱201内补充冷水，可以通过热水出口 201-1将^诸水箱201内加热好的热水排出。
介质水箱202设置在储水箱201内，介质水箱202具有一定的容 积，可以容纳介质流体。储水箱201内还设置有散热管203,散热管 203的一端与介质水箱202连通，散热管203的另一端形成介质入口 203-1,介质水箱202上设置有介质出口 202-1,介质水箱203上设置 有介质注入口 202-2，介质注入口 202-2通过连4妻管204延伸至储水箱 201的外部。
在一种具体的实施方式中，散热管203呈螺旋状分布，且散热管 203绕于介质水箱的外侧，这种结构使得储水箱202的内部结构更加 紧凑，且便于介质水箱202和散热管203安装在储水箱201内。为了 提高介质水箱202及散热管203的散热效果，介质水箱202与散热管 203之间具有一定的间隔。
优选方案中，散热管203具体为波紋管，波紋管具有补偿吸收管 道轴向、横向角向热变形的特点，而且波紋管上的突起结构具有更大 的散热面积，散热效果更好。
更优选方案中，散热管203可采用不锈钢波紋管，不锈钢波紋管 具有柔性好、质量轻、耐腐蚀、抗疲劳、耐高低温等特点。
以下介绍本发明提供的太阳能热水器用水箱的工作原理。
介质入口 203-1可以与集热器的出液口连通，介质出口 202-1可 以与集热器进液口连通，介质水箱202、散热管203、集热器可以形成 一个闭合的循环通路。
介质水箱202内温度4交低的介质流体通过介质出口 202-1进入集 热器内的管路，集热器吸收太阳辐射能量，介质流体与集热器进行热 交换，集热器吸收的太阳辐射能量转化为介质流体的内能，从而实现 对介质流体的加热，被加热过的温度较高的介质流体从集热器的出液 口 、介质入口 203-1进入散热管203内，介质流体在散热管203内循 环后进入介质水箱202内，介质水箱202内温度较低的介质流体再进 入集热器内，通过不断循环将介质水箱内的介质流体不断加热到4支高 温度；与此同时，介质流体将通过散热管203、介质水箱202与储水箱201内的水进行热交换，介质流体的内能不断传递给储水箱201内 的水，使得储水箱201内的水的温度不断升高，从而实现对储水箱201 内的水的加热。
这种结构的太阳能热水器用水箱，在集热器内加热过的介质流体 经过散热管203后再进入介质水箱202内，散热管203具有较大的散 热面积，介质流体通过散热管203能与储水箱201内的水进行充分的 热交换，热交换效率较高，可以将储水箱201内的水加热到较高的温 度。
介质水箱202、散热管203、集热器201之间形成的闭合的循环 通路中，介质流体经过加热后会发生体积会发生膨胀现象，使得闭合 的循环通路中的压强急剧升高，使得循环通路承受较大的压力，高压 的液体及高压的气体会对循环通路产生较大的危害，甚至会导致循环 通路中的管路出现破裂现象。
为解决该技术问题，优选方案中，在介质注入口 202-2往储水箱 201外延伸的连接管204上设置有膨胀罐205,膨胀罐205为中空结构， 膨胀罐205具有一定的容积，可以容纳部分介质流体。这样，当循环 通路中的介质流体因受热体积发生膨胀时，部分介质流体会进入膨胀 罐205内，能有效緩解循环通路内的压强。
进一步的方案中，在连接管204的外端端部设置有泄压阀206, 当膨胀罐205内不能容纳更多的介质流体时，泄压阀206自动打开， 将循环通路中的高压液体或高压气体排出，有效地保护了循环通路， 提高了太阳能热水器的安全性。
优选方案中，为了保证阴天情况下，用户能正常使用热水，在储 水箱内还设置有电加热装置，在一种具体的实施方式中，电加热装置 为电加热棒207。这样，如果遇到阴天时，集热器不能吸收太阳辐射 的能量，可采用电加热棒207对储水箱201内的水进行加热，以保证 用户能正常使用上热水。
上述实施例中，散热管呈螺旋状绕于介质水箱的外侧，本发明提 供的太阳能热水器对散热管的形状和位置不做限制，散热管的形状可以任意设置，散热管的位置也不一定绕于介质水箱的外侧。
请参看图3,图3为本发明所提供太阳能热水器用水箱的另一种具体实施方式
的结构示意图。
如图3所示，本发明提供的太阳能热水器水箱包括储水箱301和 介质水箱302,介质水箱302设置在储水箱301内，储水箱301内还 设置有散热管303，散热管303与介质水箱302并排设置，散热管303 的一端与介质水箱302连通，散热管303的另一端形成介质入口 303-1, 介质水箱302上设置有介质出口 302-1，介质水箱303上设置有介质 注入口 302-2。其余具体实施过程与上述实施例类似，在此不再做详 细介绍。
以上实施例中，散热管的一端与介质水箱连通，散热管的另一端 形成介质入口，该介质入口与集热器的出液口连通，这种结构中，乂人 集热器出来的温度较高的介质流体先经过散热器，再流入介质水箱内 与介质水箱内温度较低的介质流体混合。这种结构中，散热管内的介 质流体与储水箱内的用水的温差较大，换热效果较好。本发明提供的
太阳能热水器用水箱还包括散热管的一端与介质水箱连通，散热管的 另一端形成介质出口的情况，该介质出口与集热器的进液口连通，这 种结构中，从集热器出来的温度较高的介质流体先进入介质水箱，与 介质水箱内温度较低的介质流体混合，然后再进入散热管内，此时， 散热管内的介质流体与储水箱内的用水温差较小，换热效果较差，不 建议采用这种结构，但这种结构也在本发明的保护范围内。
本发明还提供了一种太阳能热水器，包括集热器和上述的太阳能 热水器用水箱，以下实施例对此进4亍详细i兌明。
请参看图4,图4为本发明所提供的太阳能热水器的一种具体实 施方式的结构示意图。
如图4所示，本发明提供的太阳能热水器包括集热器404和水箱， 其中水箱为上述实施例中所述的太阳能热水器用水箱，其具体结构在 此不再做详细介绍。
集热器404能够吸收太阳辐射的能量，并将吸收的太阳辐射能量转化为集热器404的内能，集热器404内部设有可供介质液体流动的 管路，集热器404设有进液口 404-1和出液口 404-2;在一种具体的实 施方式中，进液404-1和出液口 404-2 i殳置在集热器404的端部，二 者可以均设置在集热器404的一端，也可以分别设置在集热器404的 两端；介质液体可以乂人进液口 404-1经过集热器404内的管路流至出 液口 404-2。介质液体在集热器404内的管i 各内流动时，介质液体与 集热器404进行热交换，集热器404吸收的太阳辐射能量转化为介质 液体的内能。
介质入口 403-1与集热器404的出液口 404-2通过管路连通，介 质出口 402-1与集热器404的进液口 404-1通过管路连通。介质水箱 402、散热管403、集热器404形成一个闭合的循环通路。
介质水箱402内温度较低的介质流体通过介质出口 402-1、进液 口 404-1进入集热器404内的管路，集热器404吸收太阳辐射能量， 介质流体与集热器404进行热交换，集热器404吸收的太阳辐射能量 转化为介质流体的内能，从而实现对介质流体的加热，被加热过的温 度l支高的介质流体从集热器404的出液口 404-2、介质入口 403-1进入 散热管403内，介质流体在散热管403内循环后进入介质水箱402内， 介质水箱402内温度较低的介质流体再进入集热器404内，通过不断 循环将介质水箱403内的介质流体不断加热到较高温度；与此同时， 介质流体通过散热管403、介质水箱402与储水箱401内的水进行热 交换，介质流体的内能不断传递给储水箱401内的用水，使得储水箱 401内的水的温度不断升高，,人而实现对储水箱401内的水的加热。
这种结构的太阳能热水器，在集热器404内加热过的介质流体经 过散热管403后再进入介质水箱402内，散热管403具有较大的散热 面积，介质流体通过散热管403能与储水箱401内的水进行充分的热 交换，热交换效率较高，可以将储水箱401内的水加热到较高的温度。
为了加快介质流体在循环通路中的循环速度，提高热交换效率， 优选方案中，在介质水箱402的介质出口 402-1与集热器404的进液 口 404-1之间的管路上设置循环泵405。为了避免循环泵405发生空转现象，最好是将循环泵405设置在靠近介质水箱402的介质出口 402-1处。
以上所述仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文 字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若 干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种太阳能热水器用水箱，包括储水箱和介质水箱，所述储水箱设有热水出口和冷水入口，所述介质水箱设置在所述储水箱内，其特征在于，所述储水箱内还设置有散热管，所述散热管的一端与所述介质水箱连通，另一端形成介质入口；所述介质水箱上设置有介质出口。
2. 根据权利要求1所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述散热管的设置方式具体为，所述散热管呈螺旋状绕于所述介质水箱 的外侧。
3. 根据权利要求1所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述散热管的设置方式具体为，所述散热管与所述介质水箱并排设置。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的太阳能热水器用水箱，其特征 在于，所述散热管为波紋管。
5. 根据权利要求1所迷的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述介质水箱上设置有介质注入口 ，所述介质注入口通过连接管延伸至 所述储水箱外部。
6. 根据权利要求5所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述连接管上设置有膨胀罐。
7. 根据权利要求5所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述连接管的外端端部设置有泄压阀。
8. 根据权利要求1所述的太阳能热水器用水箱，其特征在于，所 述储水箱内还设置有电加热装置。
9. 一种太阳能热水器，包括集热器和水箱，其特征在于，所述水 箱为权利要求1-8任一项所述的太阳能热水器用水箱，所述介质出口 与所述集热器的进液口通过管路连通，所述介质入口与所述集热器的 出液口通过管路连通。
10. 根据权利要求9所述的太阳能热水器，其特征在于，所述介质 出口与所述集热器的进液口之间管路上设置有循环泵。
全文摘要
本发明涉及太阳能热水器技术领域，公开了一种太阳能热水器用水箱，包括储水箱和介质水箱，所述储水箱设有热水出口和冷水入口，所述介质水箱设置在所述储水箱内，所述储水箱内还设置有散热管，所述散热管的一端与所述介质水箱连通，另一端形成介质入口；所述介质水箱上设置有介质出口。这种结构的太阳能热水器用水箱，在集热器内加热过的介质流体经过散热管后再进入介质水箱内，散热管具有较大的散热面积，介质流体通过散热管能与储水箱内的用水进行充分的热交换，热交换效率较高，可以将储水箱内的水加热到较高的温度。本发明还提供了一种太阳能热水器。
文档编号F24J2/46GK101644499SQ20091013979
公开日2010年2月10日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者黄炜放 申请人:黄炜放