一種太陽能熱水器的制作方法

本實用新型涉及太陽能熱水器，尤其是一種使用微通道換熱器的太陽能熱水器。

背景技術(shù)：

微通道換熱器普遍應(yīng)用在熱泵熱水器中，其作為單獨(dú)的模塊與內(nèi)膽結(jié)合方便，其大量的應(yīng)用使成本大幅下降，微通道換熱器結(jié)合壓縮機(jī)、蒸發(fā)器組成換執(zhí)業(yè)系統(tǒng)，內(nèi)部換熱介質(zhì)在換熱過程中會發(fā)生相變，換熱介質(zhì)在進(jìn)入微通道時一般為氣態(tài)，在微通道換熱完畢出來時變?yōu)橐簯B(tài)?，F(xiàn)有太陽能水器的水箱多為夾套式換熱器，通過焊接工藝與水箱內(nèi)膽結(jié)合，工藝復(fù)雜，自動化程度低，夾套式換熱器與內(nèi)膽焊接連接時，焊縫可能會加快腐蝕，造成夾套或是內(nèi)膽漏液，污染水源，安全性不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種能夠降低太陽能水箱工藝復(fù)雜程度、安全性高的太陽能熱水器

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種太陽能熱水器，包括水箱及太陽能換熱系統(tǒng)，所述太陽能換熱系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路相互連通的太陽能集熱器與微通道換熱器，所述微通道換熱器與水箱內(nèi)膽貼合給水箱換熱，所述太陽能換熱系統(tǒng)采用單相導(dǎo)熱介質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述微通道換熱包括兩根集管及位于兩根所述集管之間并與兩根所述集管連通的多根微通道流路，每根所述微通道流路內(nèi)具有多個流路通道，其中一根所述集管的上下兩端分別設(shè)有進(jìn)口接頭和出口接頭，所述多根微通道流路設(shè)置在兩個接頭之間的所述集管上。

進(jìn)一步的，設(shè)有接頭的所述集管上設(shè)有堵頭，所述堵頭使所述集管及多根所述微通道流路上下分區(qū)，使得導(dǎo)熱介質(zhì)的流動形成“C”字形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述堵頭兩側(cè)的所述微通道流路數(shù)量相等。

進(jìn)一步的，每個單側(cè)流路通道的橫截面積之和、集管的橫截面積之和、循環(huán)管路的橫截面積之和，三者相等。

進(jìn)一步的，所述微通道換熱器與所述水箱內(nèi)膽通過導(dǎo)熱硅膠粘合在一起。

進(jìn)一步的，所述太陽能換熱系統(tǒng)里還設(shè)有溫度傳感器，分別感知所述水箱和所述太陽能集熱器的溫度，當(dāng)所述太陽能集熱器內(nèi)換熱介質(zhì)的溫度與所述水箱內(nèi)的水溫的溫度差未達(dá)到主控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)溫度差值時，視為所述太陽能集熱器的集熱不足以給所述水箱進(jìn)行換熱，或是所述水箱內(nèi)的溫度足夠，無需進(jìn)行換熱，主控制系統(tǒng)控制換熱介質(zhì)不循環(huán)。

進(jìn)一步的，所述太陽能換熱系統(tǒng)還包括循環(huán)泵。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)泵連接在與所述微通道換熱器出口端連通的所述循環(huán)管路上。

進(jìn)一步的，所述循環(huán)泵定時啟動，帶動所述導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)換熱。

綜上所述，本實用新型提供的一種太陽能熱水器，采用微通道換熱器這種模塊化結(jié)構(gòu)，降低太陽能水箱的工藝復(fù)雜度，結(jié)構(gòu)簡單，安裝工藝簡單，有效避免原夾套換熱器復(fù)雜的焊接工藝，使得熱泵熱水器水箱內(nèi)膽、太陽能熱水器水箱內(nèi)膽、電熱水器水箱內(nèi)膽高度統(tǒng)一，為模塊化產(chǎn)品定制提供良好基礎(chǔ)；微通道流路中設(shè)置堵頭，集管堵頭每個單側(cè)流路所形成的橫截面積之和、集管的橫截面積之和、循環(huán)管的橫截面積之和保持一致，有效降低單相換熱介質(zhì)的水阻；增加循環(huán)泵作為輔助循環(huán)動力，保證單相換熱介質(zhì)的高效換熱；微通道換熱器與水箱內(nèi)膽之間通過導(dǎo)熱硅膠等緊密貼合，可以有效防止腐蝕。

附圖說明：

圖1：本實用新型一種太陽能熱水器結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2：本實用新型一種太陽能熱水器中水箱與微通道流路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本實用新型一種太陽能熱水器中微通道換熱器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4，本實用新型一種太陽能熱水器中集管橫截面示意圖；

圖5：本實用新型一種太陽能熱水器中通道流路示意圖。

其中：水箱1，循環(huán)泵2，循環(huán)管路3，太陽能集熱器4，內(nèi)膽5，微通道換熱器6，進(jìn)口接頭7，出口接頭8，堵頭9，集管10，微通道流路11，集管固定架12，集管的橫截面積13，流路通道橫截面積14，膨脹罐15，生活用水16，電源17。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

一種太陽能熱水器，包括水箱1及太陽能換熱系統(tǒng)，太陽能換熱系統(tǒng)包括通過循環(huán)管路3相互連通的太陽能集熱器4與微通道換熱器6，微通道換熱器6與水箱內(nèi)膽5貼合給水箱1換熱，太陽能換熱系統(tǒng)采用單相導(dǎo)熱介質(zhì)。

如圖1至圖5所示，太陽能熱水器包括室內(nèi)部分和室外部分，室內(nèi)部分主要包括生活用水16部分，通過管路與水箱1的出水口連通，因為室內(nèi)部分不是本實用新型所要保護(hù)的內(nèi)容，在此不做限定。室外部分主要包括水箱1和太陽能換熱系統(tǒng)，太陽能換熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器4和微通道換熱器6，太陽能集熱器4與微通道換熱器6分體設(shè)置，其作用在于將太陽能轉(zhuǎn)為換熱介質(zhì)的熱能，可為平板集熱器、真空管集熱器或熱管集熱器等各種形式，在此不做限定。太陽能集熱器4通過循環(huán)管路3與微通道換熱器6連通，使換熱介質(zhì)可在太陽能集器4、微通道換熱器6之間流轉(zhuǎn)，完成換熱過程。在循環(huán)管路3中設(shè)置有循環(huán)泵2，給整個太陽能換熱系統(tǒng)提供換熱介質(zhì)的循環(huán)動力，在本實用新型中，循環(huán)泵2設(shè)置在與微通道換熱器6出口端連通的循環(huán)管路3上，并與電源17連通，提供動力，循環(huán)泵2的作用在于給循環(huán)系統(tǒng)中增加循環(huán)動力，也可使用其他能為循環(huán)系統(tǒng)增加循環(huán)動力的裝置。循環(huán)泵2可在主控制系統(tǒng)的控制下定時啟動，帶動導(dǎo)熱介質(zhì)循環(huán)換熱，如在主控制系統(tǒng)中設(shè)定啟動時間，只在啟動，冬天10：00至16：00之間啟動，夏天在7：00至18：00之間啟動，具體啟動時間可在系統(tǒng)中設(shè)定，用戶也可根據(jù)需要自行設(shè)定調(diào)整。在微通道換熱器6的出口端設(shè)置循環(huán)泵2，換熱介質(zhì)經(jīng)水箱1換熱后，溫度降低，因此對于循環(huán)泵2的要求低，對循環(huán)泵2的損傷也低。

如圖2所示，微通道換熱器6與內(nèi)膽5相互貼合，在本實用新型中，采用高效導(dǎo)熱硅膠將微通道換熱器6與內(nèi)膽5緊密貼合在一起，以有效防止腐蝕，同時提高換熱效率，微通道換熱器6可采用內(nèi)置或外置的方式與內(nèi)膽5配合，或采用其他方式與內(nèi)膽5配合。水箱1作為儲水容器，設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口與自來水管接通，出水口與室內(nèi)的生活用水16接通，整個水箱1通過微通道換熱器6實現(xiàn)熱量交換，將水箱1里的水加熱，因此，水箱1的形狀及水管的位置不限。為了進(jìn)行有效換熱，太陽能換熱系統(tǒng)還包括與太陽能熱水器主控制系統(tǒng)連接的溫度傳感器，分別感知太陽能集熱器4內(nèi)換熱介質(zhì)及水箱1內(nèi)水的溫度，當(dāng)太陽能集熱器4內(nèi)換熱介質(zhì)的溫度與水箱1內(nèi)的水溫相差不大，未達(dá)到主控制系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)溫度差值時，視為太陽能集熱器4的集熱不足以給水箱1進(jìn)行換熱，或是水箱1內(nèi)的溫度足夠，無需進(jìn)行換熱，主控制系統(tǒng)控制換熱介質(zhì)不循環(huán)，如可控制循環(huán)泵2不工作，待溫度差值達(dá)到要求時，再進(jìn)行換熱，以達(dá)到節(jié)能的效果。

如圖3至圖5所示，微通道換熱器6包括兩根集管10，集管10外設(shè)有集管固定架12，集管10的端部封堵，其中一根集管10上分別設(shè)有進(jìn)口接頭7、出口接頭8，與循環(huán)管路3通過螺紋等方式固定并連通，進(jìn)而與太陽能集熱器4連通。在本實用新型中，換熱介質(zhì)采用上進(jìn)下出的方式，進(jìn)口接頭7在集管10的上部，出口接頭8在同一根集管10的下部。在兩根集管10之間，橫向連通著多根扁管，每根扁管的兩端分別與兩側(cè)的集管10連通，使集管10、扁管、另一側(cè)的集管10之間，形成通路。每根扁管內(nèi)部通過管壁形成多個流路通道，使每根扁管形成一根微通道流路11。兩個接頭盡可能設(shè)置在集管10的最兩端，保證微通道流路11都在兩個接頭之間，避免在集管10的端部與接頭之間有換熱介質(zhì)滯留，造成浪費(fèi)或是換熱效率下降等其他不良效果。

在設(shè)有接頭的集管10上，設(shè)有堵頭9，通過堵頭9將集管10分為兩個區(qū)，同時也將多根微流道流路11分成上下兩區(qū)，集熱完成后的換熱介質(zhì)從循環(huán)管路3經(jīng)進(jìn)口接頭7進(jìn)入到集管10內(nèi)后分流，分流進(jìn)位于堵頭9上部的各根微通道流路11，再經(jīng)各根微通道流路11內(nèi)的各流路通道進(jìn)入到另一側(cè)的集管10內(nèi)，從多根微通道流路11內(nèi)流出的換熱介質(zhì)匯流后向下流動，再分流從而進(jìn)入到堵頭9下部的各根微通道流路11，重新進(jìn)入帶有堵頭9的集管10的下部，匯流后經(jīng)出口接頭8流入循環(huán)管路3，回流到太陽能集熱器4內(nèi)，完成一次換熱循環(huán)。因通過堵頭9將帶有接頭的集管10及對應(yīng)的多根微通道流路11分成上下兩區(qū)，使得微通道換熱器6的流道形成如圖3所示的“C”形結(jié)構(gòu)，換熱介質(zhì)在上下兩區(qū)內(nèi)進(jìn)行“C”形的流動。為降低流阻，提高換熱效率，堵頭9兩側(cè)的微通道流路11的數(shù)量相同。

在太陽能換熱系統(tǒng)中，集管10、循環(huán)管路3、微通道流路11均為管路，具有橫截面，為降低換熱介質(zhì)在集管10、循環(huán)管路3、微通道流路11內(nèi)的阻力，在堵頭9形成的上下兩個流路區(qū)域內(nèi)，每個單側(cè)的集管的橫截面積13之和，流路通道橫截面積14之和，以及循環(huán)管路3的橫截面積之和，要盡量做到三者相等或相一致，三者面積偏差大，會造成換熱介質(zhì)流動過程中的壓力改變，對換熱介質(zhì)的流動性產(chǎn)生影響，從而造成流阻以及換熱介質(zhì)的浪費(fèi)。舉例說明，在堵頭9的一側(cè)，有N根微通道流路11，每根微通道流路11中有n個流路通道橫截面積14，每個流路通道橫截面積14為S，因此，單側(cè)流路通道橫截面積14之和為S*n*N；單根集管10的橫截面積為s，共有兩根集管10，因此，集管的橫截面積13之和為2s；堵頭9的一側(cè)只有一個進(jìn)口接頭7或出口接頭8，因此循環(huán)管路橫截面積之和即為單根循環(huán)管路的橫截面積M，為降低流阻，避免換熱介質(zhì)的浪費(fèi)，在本實用新型中，S*n*N＝2s＝M。

在本實用新型中，太陽能換熱系統(tǒng)中采用單相換熱介質(zhì)，在整個系統(tǒng)運(yùn)行過程中不會發(fā)生相變，如可采用丙二醇做為換熱介質(zhì)。因丙二醇在冬季和夏季的膨脹系數(shù)不同，因此，為避免換熱介質(zhì)的不同膨脹狀態(tài)對整個太陽能換熱系統(tǒng)的傷害，在系統(tǒng)中還設(shè)有膨脹補(bǔ)液系統(tǒng)15，如膨脹罐，當(dāng)冬季換熱介質(zhì)的膨脹系數(shù)較小時，換熱介質(zhì)全部在換熱系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)，在夏季換熱介質(zhì)大系數(shù)膨脹時，等量的換熱介質(zhì)體積變大，過量的換熱介質(zhì)進(jìn)入到膨脹罐中，避免換熱系統(tǒng)因換熱介質(zhì)的體積膨脹而有所損壞。

綜上所述，本實用新型提供的一種太陽能熱水器，采用微通道換熱器這種模塊化結(jié)構(gòu)，降低太陽能水箱的工藝復(fù)雜度，結(jié)構(gòu)簡單，安裝工藝簡單，有效避免原夾套換熱器復(fù)雜的焊接工藝，使得熱泵熱水器水箱內(nèi)膽、太陽能熱水器水箱內(nèi)膽、電熱水器水箱內(nèi)膽高度統(tǒng)一，為模塊化產(chǎn)品定制提供良好基礎(chǔ)；微通道流路中設(shè)置堵頭，集管堵頭每個單側(cè)流路所形成的橫截面積之和、集管的橫截面積之和、循環(huán)管的橫截面積之和保持一致，有效降低單相換熱介質(zhì)的水阻；增加循環(huán)泵作為輔助循環(huán)動力，保證單相換熱介質(zhì)的高效換熱；微通道換熱器與水箱內(nèi)膽之間通過導(dǎo)熱硅膠等緊密貼合，可以有效防止腐蝕。

如上所述，結(jié)合所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。