专利名称：模块化整体式太阳能热水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空管式太阳能热水器，特别涉及一种模块化整体式太阳能热水器。
背景技术：
随着建筑的高层化，屋顶太阳能热水器的安装位置越来越少，安装位置的缺少限制了太阳能热水器的推广。基于此，虽然有部分厂家推出了分体阳台热水器，其太阳能集热器安装在户外，储水箱安装在室内，需要在室外的集热器与室内的水箱之间安装复杂的循环管路和温度控制设备，因此成本很高，并且储水箱在室内还要占据一定的空间，故此也在一定程度上限制了阳台式太阳能热水器的发展。此外，现在的绝大部分太阳能热水器，包含阳台式太阳能热水器，安装之后就只能按照一个角度接收太阳辐射，使得热水器冬季水温偏低而夏季水温偏高，影响了用水的舒适度。
发明内容
为了克服现有技术中分体阳台热水器成本高，以及储水箱占用室内空间的问题，本发明实施例提供了一种模块化整体式太阳能热水器。所述技术方案如下:一种模块化整体式太阳能热水器，包括两支以上的真空管，安放所述所有真空管的支架，以及与所述支架相连的固定架，所述各支真空管的开口端分别设有各自的密封件，所述各自的密封件上分别设有两个口，所述的两个口分别连接着两个管子，所述所有的真空管通过所述管子以串联方式或并联方式连接，所述各支真空管通过分体式保温块保温，所述太阳能热水器两侧部的所述真空管还设有各自的边缘保温块，所述太阳能热水器的所述分体式的保温块及所述边缘保温块的外部设有保护板，所述保护板用于固定并压紧所述边缘保温块及所述分体式保温块，其中，所述分体式保温块为硬质保温材料，所述边缘保温块为柔质保温材料。具体地，所述分体式保温块包括上保温块和下保温块，所述上保温块的中间设有空腔，所述空腔由中部向两端延伸成延伸部，所述空腔的延伸部用于容纳所述管子，所述下保温块的中间设有通孔，所述通孔用于穿过所述真空管。具体地，所述密封件包括法兰及套设在所述法兰上的硅胶密封套，所述法兰的外缘套压在所述真空管的开口端，所述法兰的外径比所述真空管的外径小2_-4_。具体地，所述保护板包括保温块下保护板、支撑板、保温块大护板及两个边缘保护板，它们之间相互连接并最终固定在所述支架上，并形成密闭的空间。具体地，所述固定架包括两个支撑架和至少一个调节架，所述每个支撑架均通过连接件与所述边缘保护板连接，所述连接件固定在所述边缘保护板上，所述每个支撑架均包括侧面板及与所述侧面板垂直连接的悬臂，所述悬臂的端部设有U形槽口，所述U形槽口用于容纳所述连接件，所述U形槽口的顶部设有压板，所述压板用于压住所述连接件。
进一步地，为了调节真空管与安装面之间的夹角，使真空管更好的接受太阳光的照射，所述调节架与所述支架之间通过支撑调节托盘调节角度，所述调节架包括底板和垂直于所述底板上的臂，所述臂上设有多个调节孔位，所述支撑调节托盘包括侧斜面，插入所述侧斜面的滑片，与所述滑片上端面相垂直并与侧斜面相连的下平面，支撑所述侧斜面的筋板，所述滑片上设有与所述调节孔位相配的孔，所述调节孔位及所述孔内穿过紧固螺栓，其中，所述侧斜面用于抵顶所述支架，所述滑片用于相对所述臂滑动，所述下平面与安放所述真空管的支架相接触。进一步地，为了避免太阳能热水器夏季过热，所述太阳能热水器中的所述真空管接收照射的表面外部设置遮阳装置，所述遮阳装置包括遮阳帘，所述遮阳帘安装在遮阳帘保护盒内，所述遮阳帘通过螺钉和拉绳固定。进一步地，为了达到真空管尺寸与热能最优比例，所述真空管的外径为150mm-330mm,所述真空管的内径为110mm-300mm,所述真空管的长度为0.9m-1.8m。具体的，作为优选，所述真空管的外径为170mm,所述真空管的内径为150mm。具体地，所述太阳能热水器竖向放置或横向放置。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:相比现有技术，本发明实施例通过真空管实现了集热和储水的双重功能，无需现有技术中的水箱及水箱与集热器之间的复杂管路，因此有效的降低了成本，本发明实施例通过分体式的保温块，使得集热器安装及维修方便简捷，因此本发明市场前景广泛，有利于太阳能热水器的推广和发展。
图1是本发明实施例所述模块化整体式太阳能热水器的主视图；图2是图1中所述真空管管口的局部放大图；图3是本发明实施例所述下保温块的俯视图；图4是本发明实施例所述下保温块的主视图；图5是本发明实施例所述上保温块的仰视图；图6是本发明实施例所述上保温块的主视图；图7是本发明一实施例所述太阳能热水器安装在南立面墙(或阳台)的侧视图；图8是图7中所述保护板的侧视图的放大示意图；图9是本发明实施例所述支撑板的结构示意图；图10是本发明实施例所述边缘保护板的主视图；图11是图10的左视图；图12是本发明实施例所述支撑架的主视图；图13是图12的右视图；图14是本发明实施例所述支撑调节托盘的主视图；图15是图14的左视图；图16是本发明实施例所述太阳能热水器安装遮阳装置的侧视图；图17是本发明另一实施例所述太阳能热水器横向安装于阳台时的主视图。图18是本发明又一实施例所述太阳能热水器采用自由落水的取水方式时的主视图19是本发明再一实施例所述太阳能热水器真空管口朝下安装于阳台时的主视图。图中:I真空管，2硅胶密封套，3不锈钢法兰，4水嘴，5进水管，6上保温块，6.1空腔，6.2延伸部，7下保温块，7.1通孔，8支架，9护托，10支撑板，11保温块大护板，12保温块下护板，13南立面墙，14冷水管，15热水管，16边缘保温块，17边缘保护板，17.1连接件，18压板，19支撑架，19.1侧面板，19.2悬臂，19.3U形槽口，19.4安装孔，20遮阳帘保护盒，21拉绳，22遮阳布，23调节架，23.1底板，23.2臂，23.3调节孔位，24支撑调节托盘，24.1侧斜面，24.2下平面，24.3孔，24.4滑片，24.5筋板，25螺钉，26支承轴，27上下水管，28水管。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。如图1所示，还可参见图2，本发明实施例一所述的一种模块化整体式太阳能热水器以图1为主加以说明，所述热水器包括两支以上的真空管1，竖向安放所有所述真空管I的支架8，以及与所述支架8相连的固定架，所述各支真空管I的开口端分别设有各自的密封件，所述各自的密封件上分别设有两个口，所述的两个口分别连接着两个管子，所述所有的真空管通过所述管子以串联方式或并联方式连接，本例中，所述的两个口分别为冷水进口和热水出口，所述冷水进水口内插入进水管5，所述进水管5插至所述真空管I的底部，所述热水出口接热水管15，所有的所述真空管I串联连接，并且按照任意一支所述真空管I的热水出口与其相邻的所述真空管I的冷水进口相连的方式连接，所述各支真空管I通过分体式保温块保温，所述太阳能热水器两侧部的所述真空管I还设有各自的边缘保温块16，所述太阳能热水器的所述分体式的保温块及所述边缘保温块16的外部设有保护板，所述保护板用于固定并压紧所述边缘保温块16及所述分体式保温块，其中，所述分体式保温块为硬质保温材料，所述边缘保温块16为柔质保温材料。具体地，如图2所示，本例中，每支真空管I的密封和连接均采用模块化可拆卸的结构，所述密封件包括法兰及套设在所述法兰上的硅胶密封套2，所述法兰的外缘套压在所述真空管的开口端，所述法兰的外径比所述真空管的外径小2-4_。本例中，由硅胶密封套2和不锈钢法兰3进行密封，将硅胶密封套2先套在不锈钢法兰3上，然后安装到真空管I管口处，此种安装方式密封可靠，安装快速。本例中，在法兰上焊接有尺寸完全一样的两个水嘴4，其中，左侧水嘴4为冷水进口，右侧水嘴4为热水出口，冷水进口中安装直通真空管底部的进水管5，进水管5用来进冷水并将真空管I内的热水顶出，即本发明为非承压顶水式结构，热水器本身不用承受压力，通过冷水进入，将热水顶出。具体地，如图2所示，每支真空管I的保温均采用模块化可拆卸的结构，所述分体式保温块包括上保温块6和下保温块7。如图5所示，还可参见图6，所述上保温块6为方形其中间设有空腔6.1，所述空腔6.1中间为圆形并向两端延伸成延伸部6.2，中间的圆形用来放置管路连接件17.1，所述空腔6.1的延伸部6.2用来通过真空管I之间的水管。参见图2所示，上保温块6的边缘压在不锈钢法兰3上，用来保证法兰的稳定性，可以使真空管承受一定的水压。如图3所示，还可参见图4，所述下保温块7为方形且中间设有通孔7.1，所述通孔7.1用于穿过所述真空管。下保温块7的空腔直径与真空管I的直径相差1_2_。此外，为了保证保温的效果和便于安装，上保温块6与下保温块7的外形要尽可能一致。具体地，参见图2，上保温块6和下保温块7均采用硬质保温材料，如聚氨酯、苯板等，本例中，每个真空管各设置一块上、下保温块6、7，当然，本领域普通技术人员可知，多个真空管可以使用一个上、下保温块。冷水管14要穿过软质的边缘保温块16和边缘保护板17，边缘保护板17将边缘保温块16与上保温块6和下保温块7紧密的压在一起，边缘保温块16长度方向有5mm-10mm的压缩量,高度方向有的压缩量,这样可以保证密封的稳定性。具体地，如图1所示，本例中，真空管I安装在支架8上，真空管I尾部安装在护托9上，自来水即冷水通过冷水管14流经进水管5,流进真空管I,热水通过热水管15流出，真空管通过上保温块6和下保温块7进行保温，边缘保温块16为冷水管14和热水管15进行保温。参见图1，具体实施时，根据真空管的直径、长度选取1-5支真空管作为一个单元，进行安装，根据用户的需求可以随时增加安装单元，最好是2-3支作为一个单元，本例中选取两支真空管为一个单元。具体地，如图7所示，还可参见图8，所述保护板包括保温块下保护板、支撑板10、保温块大护板11及两个边缘保护板17，它们形成一个密闭矩形的空间，对保温块进行保护。其中，所述保温块下护板12为一块矩形的铝制或者钢制平板，所述保温块下保护板通过紧固件与所述支架8相连。所述支撑板10用于支撑所述分体式保温块，参见图9，所述支撑板10上设有容纳所述真空管的孔(图中未标出)，本例中，孔的尺寸比真空管I的直径大3_-5_。如图8所示，所述支撑板10与所述保温块大保护板通过钩扣连接(参见图8)，既能进行小角度的旋转，又保证不脱开。所述保温块大保护板通过紧固件与所述支架固定连接。参见图10及图11所示，边缘保护板17为钢板，其上有2-3个安装孔19.4为了安装螺栓以便与支架8相连接，为了压紧边缘保温块16 (参见图1)，边缘保护板17上进行折弯处理，以便与支撑板10、保温块大护板11通过螺钉25相连接。边缘保护板17与支架8通过螺栓进行连接，边缘保护板17与保温块大护板11通过自攻螺钉25将边缘保温块16压紧。支撑板10、保温块大护板11、保温块下护板12通过支架8连接到一起。具体地，如图7所示，所述固定架包括两个支撑架19和至少一个调节架23，本例中调节架23的数量为一个，具体实施时可以选择两个调节架23。每个所述支撑架19均与所述边缘保护板17通过连接件17.1连接，所述连接件17.1固定在所述边缘保护板17上，本例中，连接件17.1为圆钢管，所述圆钢管焊接在所述缘保护板17上。如图12及图13所示，每个所述支撑架19均包括侧面板19.1及与所述侧面板19.1垂直连接的悬臂19.2。侧面板19.1上设有安装孔19.4，通过螺栓将侧面板19.1固定到阳台或立面墙上。所述悬臂19.2的端部设有U形槽口 19.3，所述U形槽口 19.3用于容纳所述连接件17.1。为了将支撑架19固定在墙上，根据全玻璃真空集热管太阳能集热器的重量和墙体的材料结构需要在全玻璃真空集热管太阳能集热器支撑架19的侧面板19.1加工2-4个安装孔19.4，本例中，安装孔19.4为两个。参见图7，所述U形槽口 19.3的顶部设有压板18，所述压板18用于压住所述连接件17.1，进一步稳固所述太阳能热水器，其中，边缘保护板17上的圆钢管可以在热水器支撑架19的“U”形开口内进行小角度的旋转，即有利于根据季节的变化调整真空管的角度，也有利于太阳能热水器在室外的安装时的作业。进一步地，为了调节真空管与安装面之间的夹角，使真空管更好的接受太阳光的照射，如图7所示，所述调节架23与所述支架8之间通过支撑调节托盘24的位置变化改变真空管的角度，所述调节架23包括底板23.1和垂直于所述底板23.1上的臂23.2，所述臂
23.2上设有多个调节孔位23.3。如图14和图15所示，所述支撑调节托盘24包括侧斜面
24.1，插入所述侧斜面24.1的滑片24.4，与所述滑片24.4上端面相垂直并与侧斜面24.1相连的下平面24.2，支撑所述侧斜面24.1的筋板24.5，所述滑片24.4上设有与所述调节孔位23.3相配的孔24.3，所述调节孔位23.3及所述孔24.3内穿过紧固螺栓。其中，所述侧斜面24.1用于抵顶所述支架8，起到推动全玻璃真空集热管太阳能集热器达到调整角度的作用。所述滑片24.4用于相对所述臂23.2滑动，所述下平面24.2与安放所述真空管的护托9的最底部相接触，起到支撑的作用。进一步地，为了避免太阳能热水器夏季过热，如图16所示，所述太阳能热水器中的所述真空管接收照射的表面外部设置遮阳装置，本例中，所述遮阳装置包括遮阳帘，所述遮阳帘安装在遮阳帘保护盒20内，所述遮阳帘通过螺钉25和拉绳21固定。顾客可以在护托9安装遮阳帘保护盒20，遮阳帘有阻尼装置，拉动拉绳21将遮阳布22拉起，可以起到遮挡阳光的作用，防止水温过热的作用，拉绳21可以固定到螺钉25上，螺钉25可以安装在室内，也可以安装在全玻璃真空集热管太阳能集热器上，松开拉绳21，遮阳布22自动回到保护盒20内，遮阳帘也有在冰雹天气保护真空管不被冰雹损害的作用。此外，还可在最后两只真空管上安装电加热装置，以防止水温达不到洗浴温度时可以启动电加热给热水器加热，在最后一只真空管上安装温度检测探头，可以随时测试并显示集热器内水的温度。通过理论计算，真空管外径可以选择120mm-330mm，真空管内径可以选择110mm-300mm。但是，真空管直径尺寸的选择是一个矛盾互相影响的过程，随着真空管直径的增大，水容量也随之增大，单位容水量对应的真空管成本随之降低，但是在同样辐照情况下的温升却随着真空管直径的增大而降低，但是随着真空管容水量的增加，真空管的热损降低，温度降低会减小，热水器就是要追求白天温升高，夜间温降低，白天温升高需要减小真空管的直径，夜间温降低需要加大真空管的直径。在真空管内加入水，通过不断地实际测试，真空管的外径选择150mm-220mm最好,此时每天的水温大致升高40-65度,通过多次测算，真空管的最优选择尺寸外径170mm,内径150mm,真空管的长度0.9-1.8米。具体地，所述太阳能热水器竖向放置或横向放置。如图17所示，本发明另一实施例所述太阳能热水器横向安装于阳台时的侧视图。当采用横式集热器安装时，其与图7所示立式集热器结构基本一样，两者的区别在于:冷水管14和热水管15要在一侧进行进出，要在支架8的左右两侧安装支承轴26，用以与支撑架19相结合。如图18所示，本发明又一实施例所述太阳能热水器倒置安装于屋顶时的主视图，当真空管采用倒置式安装时，可以与现有的自由落水式太阳能一样使用，尤其是在我国农村采用定时供水的地区，不能采用顶水式取水时，可以采用此方式。本实施例与图7所示立式集热器结构基本一样，两者的区别在于:本例中，所有的真空管通过所述管子以并联方式连接，其中，上下水管27既是进水管，也是出水管，另一只水管28是排气管。本例中，太阳能热水器采用自由落水的方式，在冷水上水的时候，冷水通过上下水管27进入真空管1，随着水量增加，真空管I中的空气通过28排气管排出，水满后，冷水通过排气管28流出，就可以停止上水，如果用真空管I内的热水时，热水通过上下水管27流出，由于采用了非顶水的结构，可以不受自来水压力的限制。如图19所示，本发明再一实施例所述太阳能热水器真空管口朝下安装于阳台时的主视图，真空管采用此安装方式，用户能够在室内对支撑调节托盘24的位置进行调整，故具有调节更加安全，快捷，方便的优点。本发明所述太阳能热水器中的真空管可以以一只或者几只作为一个单元，根据顾客的用水量需要随时增加，故此减少了产品规格降低了库存，并且本发明安装及维修方便。另外，本发明所述支架可以根据季节的变化调整真空管与墙面的角度以调整太阳光的入射角，以得到比较适合的水温，保证在冬天保证水温比较高，在夏天水温不会太高，同时，所述太阳能热水器可以整体或一组一组抬起，有利于维修和保养。本发明所述太阳能集热器不仅仅可以安装在阳台或立面墙上，也可以安装在斜屋面和平屋面上，安装也非常的方便，既可以先将上固定架固定在屋顶上，将集热器固定在固定架上，也可以用铁丝或者钢丝绳进行固定。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种模块化整体式太阳能热水器，包括两支以上的真空管，安放所述所有真空管的支架，以及与所述支架相连的固定架，其特征在于，所述各支真空管的开口端分别设有各自的密封件，所述各自的密封件上分别设有两个口，所述的两个口分别连接着两个管子，所述所有的真空管通过所述管子以串联方式或并联方式连接，所述各支真空管通过分体式保温块保温，所述太阳能热水器两侧部的所述真空管还设有各自的边缘保温块，所述太阳能热水器的所述分体式的保温块及所述边缘保温块的外部设有保护板，所述保护板用于固定并压紧所述边缘保温块及所述分体式保温块，其中，所述分体式保温块为硬质保温材料，所述边缘保温块为柔质保温材料。
2.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，所述分体式保温块包括上保温块和下保温块，所述上保温块的中间设有空腔，所述空腔由中部向两端延伸成延伸部，所述空腔的延伸部用于容纳所述管子，所述下保温块的中间设有通孔，所述通孔用于穿过所述真空管。
3.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，所述密封件包括法兰及套设在所述法兰上的硅胶密封套，所述法兰的外缘套压在所述真空管的开口端，所述法兰的外径比所述真空管的外径小2mm-4mm。
4.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，所述保护板包括保温块下保护板、支撑板、保温块大护板及两个边缘保护板，它们之间相互连接并最终固定在所述支架上，并形成密闭的空间。
5.如权利要求4所述的太阳能热水器，其特征在于，所述固定架包括两个支撑架和至少一个调节架，每个所 述支撑架均通过连接件与所述边缘保护板连接，所述连接件固定在所述边缘保护板上，所述每个支撑架均包括侧面板及与所述侧面板垂直连接的悬臂，所述悬臂的端部设有U形槽口，所述U形槽口用于容纳所述连接件，所述U形槽口的顶部设有压板，所述压板用于压住所述连接件。
6.如权利要求5所述的太阳能热水器，其特征在于，所述调节架与所述支架之间通过支撑调节托盘调节角度，所述调节架包括底板和垂直于所述底板上的臂，所述臂上设有多个调节孔位，所述支撑调节托盘包括侧斜面，插入所述侧斜面的滑片，与所述滑片上端面相垂直并与侧斜面相连的下平面，支撑所述侧斜面的筋板，所述滑片上设有与所述调节孔位相配的孔，所述调节孔位及所述孔内穿过紧固螺栓，其中，所述侧斜面用于抵顶所述支架，所述滑片用于相对所述臂滑动，所述下平面与安放所述真空管的支架相接触。
7.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能热水器中的所述真空管接收照射的表面外部设置遮阳装置，所述遮阳装置包括遮阳帘，所述遮阳帘安装在遮阳帘保护盒内，所述遮阳帘通过螺钉和拉绳固定。
8.如权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，所述真空管的外径为150mm-330mm,所述真空管的内径为110mm-300mm,所述真空管的长度为0.9m-1.8m。
9.如权利要求8所述的太阳能热水器，其特征在于，所述真空管的外径为170mm，所述真空管的内径为150mm。
10.如权利要求1-9任一项权利要求所述的太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能热水器竖向放置或横向放置。
全文摘要
本发明公开了一种模块化整体式太阳能热水器，属于真空管太阳能热水器领域。所述太阳能热水器包括两支以上的真空管，安放真空管的支架以及与支架相连的固定架，各支真空管的开口端分别设有各自的密封件，所述各自的密封件上分别设有两个口，所述的两个口分别连接着两个管子，所述所有的真空管通过所述管子以串联方式或并联方式连接，各支真空管通过上下两块保温块进行保温，两侧部的真空管设有边缘保温块，分体式的保温块及边缘保温块的外部设有铝合金或钢制保护板，分体式保温块为硬质保温材料，边缘保温块为柔质保温材料。本发明有效的降低了成本，并且具有安装及维修方便简捷的特点，故市场前景广泛。
文档编号F24J2/05GK103216947SQ201110145548
公开日2013年7月24日 申请日期2011年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者勾淑芳, 苑金良 申请人:勾淑芳