CN2269565Y - 自然虹吸式太阳能集热装置 - Google Patents

Abstract

一种太阳能集热装置，包括两两一组的集热器和一热水桶，集热器中间设一保温的虹吸壳体，集热器里面设一些横向真空集热管，真空集热管的内侧端往内伸入虹吸壳体里面，虹吸壳体顶端的热水出水口可直接衔接至热水桶上方的进水口，由于真空集热管具热交换作用，使虹吸壳体内的水被加热后上升且流入各真空集热管继续被加热直到上升至顶端出水口进入热水桶，水在上升中不断被加热，充分收集太阳能，且热能不易散失，提高了集热效能。

Description

自然虹吸式太阳能集热装置

本实用新型涉及太阳能集热装置，尤其是一种采用热升原理的自然虹吸式太阳能集热装置。

按，传统的太阳能热水器系利用热升冷降的热虹吸原理而设置，但这种太阳能集热装置均具有一些共通的缺点，亦即：

(1)这所有的自然虹吸式太阳能集热装置均包括一个重量最重而且体积最大的热水桶设置在集热器或集热板的顶端的上面，这种设置很明显有一项极为严重的缺点，亦即其重心相当不稳定而有头重脚轻的顾虑。再者，由于其按装时其必须将该重量最重而且体积最大的热水桶设置在集热器或集热板的顶端的上面，且一般的太阳能集热装置又设置在房子的屋顶，所以其安装上较为困难。

(2)由于该等热水桶必须设置在最上面，所以其体积受到相当大的限制而无法加大。

(3)另外还有一项更为严重的缺点系在于该种太阳能集热装置的集热器或集热板必须朝南才能有效地吸收太阳能源，可是冬天吹的北风以及台风来袭时所吹的北风均会从集热器或集热板的背面吹来，这种风更容易将集热器或集热板往上吹起，再加上最重的热水桶装置在最上面以致重心不稳所致，所以其对这种太阳能集热装置造成极大的负担以及破坏。

(4)再者，这些太阳能集热装置的集热器或集热板的热水均系集中到顶端的两侧，而且其从集热器或集热板连结到热水桶之间的连结管路太长，使得其外露管路太长而更容易造成热散失并且会增加管路阻塞的机会。

本实用新型的目的就在于，提供一种太阳能集热装置，使得重量最重而且体积最大的热水桶可以不必一定要设置在集热器或集热板的顶端上面，以使其不仅安装更为容易，而且其更可以形成稳固的结构而不虞有头重脚轻的情事。

本实用新型的目的是这样实现的，即，提供的这种太阳能集热装置其主要结构包含至少两个一组的集热器和至少一热水桶，该热水桶一侧较上方设有一进水口可供热水流入，其较下方处设一出水口可供底部的冷水流出去，其位在进水口的更上方处设有一出水口可供往上升至热水桶顶端的热水流出供使用，本实用新型的特征在于，该组集热器的中间设一虹吸壳体，各个集热器里面各设有一些横向设置的真空集热管，各真空集热管的内侧端系往内伸入到该虹吸壳体里面去以便形成热交换部位，该虹吸壳体顶端设一出水口可供直接衔接至热水桶上方的进水口，使得在虹吸壳体里面的水会受到真空集热管的内侧端加热而往上升并流入热水桶里面去。

所提供的自然虹吸式太阳能集热装置，其中该热水桶可以加大体积，甚至可以形成为该集热器的支撑架，以使其可以形成更稳固的结构以及可以更容易安装，因其由上所述不必设置在集热器或集热板的顶端上面。

所提供的自然虹吸式太阳能集热装置，其中该真空集热管的外侧端系呈封闭状，而其内侧端系为开口端并往内伸入到该虹吸壳体里面去，使得在每一根真空集热管里面的热水会往上升并往外流入虹吸壳体里面，以及使得下面的水会被迫流入各真空集热管里面去以便收集太阳能。由热虹吸原理的作用，各真空集热管里的水由下至上温度逐渐上升，最后流入热水桶里的水最热。

所提供的自然虹吸式太阳能集热装置，其中该等真空集热管的伸入虹吸壳体里面的一端可设为封闭端，而在各真空集热管里面放置热交换媒介，使得各真空集热管所收集到的热可以藉由热交换媒介而和虹吸壳体里面的水产生热交换，以便对虹吸壳体里面的水加热。同样道理，虹吸壳体上端的水温最高，且上升而流入热水桶里面去。

以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1剖面线2-2所取的剖视图。

图3为图2剖面线3-3所取的剖视图。

图4为本实用新型的另一种实施例的剖视图。

图5为本实用新型的又一种实施例的剖视图。

本实用新型的自然虹吸式太阳能集热装置的实施例，请配合参阅图1和图2所示，整个自然虹吸式太阳能集热装置包括一热水桶10，这种热水桶的墙壁11系由保温材料制成，例如发泡材料、保丽龙(一种聚丙烯发泡材料的商品名)等等，以便防止热水桶10里面的热水产生热散失的情形。在热水桶10一侧较上方处设有一进水口12可供热水流入，在该侧较下方处设有一冷水出水口15可供底部的冷水流出去。其另外一侧最好位在进水口12的更上方处设有一热水出水口14可供往上升至热水桶10顶端的热水流出使用。在该热水桶10的最好位在冷水出水口15的更下方更设有一冷水的进水口18，以便供应冷水到热水桶10里面去。在该热水桶10的底端设有一排水口16可供做排水和清除污物之用。其中必须注意的是，这种热水桶10可以直接设置在地面上而不需要架高，使其更容易安装。

在热水桶10前面设有复数个集热器20所构成的集热器结构，这些集热器20系呈两个两个一组，而在各组的中间则设有一虹吸壳体22，请特别参照图3所示，各个集热器20里面各设有一些横向设置的双层管式真空集热管21，各真空集热管21的外侧端系呈封闭状，而其内侧端则往内伸入到虹吸壳体22里面去，使得所有的真空集热管21的开口端均朝向该虹吸壳体22。这种虹吸壳体22的墙壁23亦最好系由保温材料所制成者，以便防止虹吸壳体22里面的热水产生热散失的情形。各虹吸壳体22的顶端各设有一出水口24可供和位在较上方的虹吸壳体22的底端的进水口25相联结，以便形成串联式集热结构。而位在最上方的虹吸壳体22的顶端的出水口24可以直接衔接至热水桶10上方的进水口12的地方，使得由集热器20到热水桶10之间的距离缩短到趋近于零，如此使得往上升的热水可以直接流入热水桶10里面去，以便可以减少在衔接管路中形成热散失的机会。该热水桶10底端的冷水则由冷水出水口15处利用管路28而联结至位在下方的虹吸壳体22的进水口25，以便供应位在热水桶10下方的较冷的水至集热器的最底端。

在日光曝晒或收集太阳能时，请参照图3所示，由该虹吸壳体22底部的进水口25所流入的较冷的水会因为上面的密度较小的热水往上流入热水桶10里面去的关系而被迫往上流动。而当冷水往上流经真空集热管21的时候，因为在每一根真空集热管21里面的水受到日光曝晒的缘故，所以每一根真空集热管21里面的较热的热水亦会往上升到各根真空集热管21的顶部，这些较热的水亦会因为热虹吸的缘故而往外流入虹吸壳体22里面以及会往上流，如此使得往上流的水亦会被迫流入各真空集热管21的底部去以便受到日光曝晒而可以收集到更多的太阳能。如此的配置使得水的流动路径会加长，相对地使其受到日光曝晒时间亦可以延长而可以获得足够的热能。因此，在虹吸壳体22里面的水愈往上会愈热，而流到最上面的最热的水则可以由出水口24直接流入到热水桶10里面去并且可以受到热水桶10的保温而可以保持在较高温度的状态。当热水由出水口14流出供使用时，其他热水会继续往上升，而流入到热水桶10里面去，而冷水则由进水口18不断补充流入热水桶10底部。

其中必须说明的是，由于热水桶10系设置在和集热器20相同的水位上，所以经过热虹吸作用以及自然循环多次之后，在热水桶10里面的热水水位和集热器20里面的热水水位会形成接近等高的状态，使得当热水桶10的中间或是偏下方亦包容有热水时，位在较下方的真空集热管21里面的水亦会呈热水状态，所以当天气较好时，这种结构会使得热水桶10和集热器20均呈热水状态而使得其可供使用的热水量增多。再者，由于真空集热管21具有绝热且可以防上热散失，所以容置在真空集热管21里面的热水亦不会有热散失的状况，所以纵使到夜间或是转为阴冷的天气时，位在真空集热管21里面的热水亦不会产生热散失的情形。由于传统的太阳能集热装置的集热器均没有绝热装置，所以其热水桶必须设置在最顶端，以防止热水往下流入集热器里面去。如果传统热水桶设置在集热器的相同水位或是更下面，那么一到夜间或是转变为阴冷的天气时，该热水桶里面的热水即会形成热逆流而流到集热器里面去，如此使得其更容易产生热散失的情形。

接着请参照图4所示，本实用新型的热水桶10可以加大其本积，更可以设置其兼作该集热器20的支撑架100，使得其体积可以加大并可形成更稳固的结构。其中，该热水桶100的底端出水口15可以设置在相当靠近最下面的集热器20的进水口25，如此使得其外露的联结管路可以缩至最短的状态。

接着请参照图5所示，本实用新型的真空集热管21的伸入虹吸壳体22里面的一端亦可设为封闭端，而在各真空集热管21里面系放置热交换媒介211，使得各真空集热管21所收集到的热可以藉由各真空集热管21的内侧端面而和虹吸壳体22里面的水产生热交换，使得在虹吸壳体22里面的往上流动的水可以和各真空集热管21的内侧端的热交换媒介相互产生热传导，如此使得集热管21可以将收集到的热量集中在虹吸壳体22的内部，所以虹吸壳体22里面的水也会愈往上愈热而可以获得足够的热能，而流到最上面的最热的水则可以由出水口24直接流入到热水桶10里面去。

综上所述，本实用新型至少具有以下的特征和优点：

(1)该重量最重而且体积最大的热水桶可以设置在集热器的同水位处而不必一定要设置在集热器的上面，这种设置使得其重心相当稳定又容易安装。

(2)由于热水桶不必一定要设置在最上面，所以其体积可以设置得相当大，并且其更可以形成为集热器的支撑架，使得其不仅结构更稳固而且安装更方便。

(3)由于真空集热管具有隔热和绝热的作用，使得其可以防止热散失而可以防止热水在真空集热管里面形成热散失。

(4)这些集热器的热水均集中到中间的虹吸壳体里面，使得其热水集中在中间部位而使得其热虹吸效果更可以加强，再者，在虹吸壳体里面的热水可以直接由其顶端流入热水桶里面，使得集热器连结到热水桶之间的连结管路可以缩到最短的状态，使得其可以防止因为外露管路而造成热散失以及大大地降低管路阻塞的机会。

(5)各集热管内的水会在各真空集热管里面形成回流，使得其停留在集热器里面的时间得以加长，如此使得其受到日光曝晒的时间增长而可以获得足够的热能。

(6)真空集热器可设置成封闭状，且在集热管里面放置热交换媒介，使得虹吸壳体内的往上流动的水可以和集热管的热交换媒介相互产生热传导，如此使得虹吸壳体内的水会愈往上愈热而可获足够热能。

Claims (4)

1.一种自然虹吸式太阳能集热装置，包括至少两个一组的集热器(20)和至少一热水桶(10)，热水桶(10)一侧较上方设有一可供热水流入的进水口(12)，其较下方处设一可供底部冷水流出的出水口(15)，其位在进水口(12)的更上方处设有一供热水流出使用的出水口(14)，其特征在于：

该组集热器(20)的中间设一虹吸壳体(22)，各个集热器(20)里面各设有横向设置的真空集热管(21)，真空集热管(21)的内侧端系往内伸入到该虹吸壳体(22)里面去形成热交换部位，该虹吸壳体(22)顶端设一出水口(24)，直接衔接至热水桶(10)上方的进水口(12)，而热水桶(10)下方的出水口(15)用管路(28)联结至位于下方的虹吸壳体(22)的进水口(25)。

2.根据权利要求1所述的自然虹吸式太阳能集热装置，其特征在于，热水桶(10)可以形成为该集热器(20)的支撑架，形成加大体积的热水桶(100)。

3.根据权利要求1所述的自然虹吸式太阳能集热装置，其特征在于，真空集热管(21)外侧端系呈封闭状，而其内侧端系为开口端，并往内伸入到虹吸壳体(22)里面去，形成热交换部位。

4.根据权利要求1所述的自然虹吸式太阳能集热装置，其特征在于，真空集热管(21)伸入虹吸壳体(22)里面的一端可设为封闭端，而在该两端封闭的真空集热管(21)里面放置热交换媒介(211)。

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