CN103032967B - 一种无水箱高效平板太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明开了一种无水箱高效平板太阳能热水器，包括壳体、吸热板芯、扁平热管、异型铝管和蛇形铜管，所述壳体填充有保温材料，所述异型铝管沿壳体纵向间隔安装在壳体内，异型铝管内设有相变储热材料，蛇形铜管设于相变储热材料中，相邻上下两根异型铝管的背面分别连接着一个扁平热管的冷凝端和蒸发端，顶部的异型铝管的长度方向上只分布着冷凝端，其余异型铝管长度方向上均间隔分布着冷凝端和蒸发端，扁平热管贴合在吸热板芯上，吸热板芯和扁平热管的冷凝端之间设置有隔热板、扁平热管的蒸发端和异型铝管之间也设置有隔热板。本发明具有以下优点和效果：结构设计合理，集热、储热、换热一体、简单易安装，吸热效率高、热损失少。

Description

一种无水箱高效平板太阳能热水器
技术领域
本发明涉及一种无水箱高效平板太阳能热水器，属于平板太阳能热水器领域。
背景技术
现有的平板太阳能热水由平板集热器，储热水箱，支架，连接管道，控制部件等组成。其中储热水箱成本较高，占了总成本的一大部分。另外还存在以下缺点：一是水箱安装复杂，体积较大占空间。二是平板集热器与水箱连接、水箱与用户用水连接管路较多，管路热损较多。三是系统维护麻烦。四是系统各部件安装凌乱不美观。
专利号为200520099985.4，专利名称为： 太阳能热水相变储热器的实用新型其特征为可以放置于太阳能热水器储热水箱中，封装有相变储热材料圆形筒，但是其未涉及太阳能热利用装置的设计。
专利号为200420093163.0，专利名称为： 平板式太阳能相变蓄热供暖(热水)装置的实用新型其特征为一种具有蓄热功能的平板式太阳能供暖(热水)装置，但其盘管结构排布在局部，换热管与蓄热元件之间通过导热介质来换热，亦并非直接接触换热。
专利申请号为201210037751.1，专利名称为：一种相变储热太阳能热水器，该发明公开一种相变储热太阳能热水器，其包括一固定支架，所述固定支架上固定有若干真空管，所述真空管内设置有热池(储热元件)，所述热池(储热元件)内设置有无机相变材料及热交换水流管道，所述固定支架一侧固定有一流道联箱，所述流道联箱内设置有进水管和出水管，并填充有保温材料。该发明专利虽然实现在真空管内放置热池(储热元件)来取代储热水箱,实现了集集热、储热、换热为一体的结构，但是其吸热效率低、热损大，不能在低光照和无光照情况下长时间保存热池(储热元件)的热量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，简单高效、吸热效率高、热损失少的集热、储热、换热一体的无水箱高效平板太阳能热水器。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：包括壳体、吸热板芯、扁平热管、异型铝管和蛇形铜管，所述壳体填充有保温材料，所述异型铝管沿壳体纵向间隔安装在壳体内，异型铝管内设有相变储热材料，蛇形铜管设于相变储热材料中，相邻上下两根异型铝管的背面分别连接着一个扁平热管的冷凝端和蒸发端，顶部的异型铝管的长度方向上只分布着冷凝端，其余异型铝管长度方向上均间隔分布着冷凝端和蒸发端，扁平热管贴合在吸热板芯上，吸热板芯和扁平热管的冷凝端之间设置有隔热板、扁平热管的蒸发端和异型铝管之间也设置有隔热板。采用如上所述结构，在异型铝管内放置相变储热材料来取代储热水箱,实现了集集热、储热、换热为一体的结构，省去了水箱，减少了产品的体积，提高了空间利用率，在太阳光照照射吸热板芯，吸热板芯的温度升高，扁平热管内的工作介质在蒸发端吸收吸热板芯的热量蒸发，在冷凝端遇冷放热冷凝，并传递热量给异型铝管内的相变储热材料，工作介质冷凝后回到原蒸发端，并继续如此循环往复吸热、放热，连续不断的将热量从吸热板芯传递给异型铝管内的相变储热材料，实现了高效率传热，更加重要的是，由于在吸热板芯和扁平热管的冷凝端之间以及扁平热管的蒸发端和异型铝管之间均设置隔热板，在吸热板芯的温度不高的情况下，隔热板提高了在冷凝端遇冷放热冷凝的效率，并且极大减少了异型铝管内的相变储热材料传递给扁平热管的冷凝端的热量，相变储热材料只能从其金属外壳散失一小部分热量，实现了扁平热管和异型铝管内的相变储热材料之间的单向传热，使得即使在晚上或阴天等缺少太阳光照或太阳光照不足的情况下，异型铝管内的相变储热材料热损少，延长了对相变储热材料的储热时间，并且扁平热管交错排布实现了每根异型铝管都可获得扁平热管传递的热量，结构设计合理，传递热量均匀快速。
本发明所述其余异型铝管的长度方向上相邻的冷凝端和蒸发端相互紧靠。采用这种分布结构使得处于无水箱高效平板太阳能热水器可分布满扁平热管，提高了换热效率。
本发明所述异型铝管的背面为铝管V型槽结构，扁平热管的冷凝端和蒸发端均为热管V型凸起结构，所述热管V型凸起结构和铝管V型槽结构相配合，热管V型凸起结构的背面为热管V型槽结构，吸热板芯也设置有板芯V型凸起结构，板芯V型凸起结构和热管V型槽结构相配合。采用此结构增加了导热面积，提高了扁平热管的导热效率。
本发明所述吸热板芯上处于异型铝管之间的区域为平面结构，这种V型凸起结构与平整面相间隔结构，使得吸热板芯适用于任何角度安装。
本发明所述扁平热管的冷凝端与异型铝管通过导热胶粘接，所述扁平热管的蒸发端与吸热板芯通过导热胶粘接。采用这种结构不仅结构简单，而且结合牢固，提高了导热效率。
本发明所述保温材料采用耐高温喷涂聚氨酯。
本发明所述蛇形铜管的出口处设置有电磁管道加温器，所述蛇形铜管内分别设置有第一感温探头、第二感温探头，第一感温探头、第二感温探头分别位于电磁管道加温器前后位置，第一感温探头、第二感温探头和电磁管道加温器连接有控制器。在相变储热材料内供热不足的情况下，通过电磁管道加温器加热，提高了实用性。
本发明所述异型铝管的相变储热材料中设有两根蛇形铜管。
本发明所述隔热板采用硅酸铝保温板。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，集热、储热、换热一体、简单易安装，吸热效率高、热损失少。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例剖面的结构示意图。
图3是本发明实施例剖面局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1-图3，本实施例无水箱高效平板太阳能热水器，包括壳体、吸热板芯3、扁平热管4、异型铝管6和蛇形铜管10，壳体包括边框2、背板9和玻璃盖板1，背板9和玻璃盖板1分别安装在边框2的背面和正面，在边框2、背板9及整个板芯之间填充了耐高温喷涂聚氨酯8作为保温材料。异型铝管6沿壳体纵向间隔安装在壳体内，异型铝管6内设有相变储热材料7，蛇形铜管10设于相变储热材料7中，异型铝管6的相变储热材料7中设有两根蛇形铜管10。相邻上下两根异型铝管6的背面分别连接着一个扁平热管4的冷凝端41和蒸发端42，顶部的异型铝管6的长度方向上只分布着冷凝端41，其余异型铝管6长度方向上均间隔分布着冷凝端41和蒸发端42，并且长度方向上相邻的冷凝端41和蒸发端42相互紧靠，扁平热管4贴合在吸热板芯3上，吸热板芯3和扁平热管4的冷凝端41之间以及扁平热管4的蒸发端42和异型铝管6之间均设置有硅酸铝保温板5。
本实施例中扁平热管4的冷凝端41与异型铝管6通过导热胶粘接，扁平热管4的蒸发端42与吸热板芯3通过导热胶粘接。
本实施例异型铝管6的背面为铝管V型槽结构，扁平热管4的冷凝端41和蒸发端42均为热管V型凸起结构，热管V型凸起结构和铝管V型槽结构相配合，热管V型凸起结构的背面为热管V型槽结构，吸热板芯3也设置有板芯V型凸起结构，板芯V型凸起结构和热管V型槽结构相配合。吸热板芯3和扁平热管4的冷凝端41之间的硅酸铝保温板5的正面和背面分别与板芯V型凸起结构以及热管V型槽相配合，扁平热管4的蒸发端42和异型铝管6之间的硅酸铝保温板5的正面和背面分别与热管V型凸起结构以及铝管V型槽结构相配合。吸热板芯3上处于异型铝管6之间的区域为平面结构。
本实施例中蛇形铜管10的出口处设置有电磁管道加温器13，蛇形铜管10内分别设置有第一感温探头11、第二感温探头12，第一感温探头11、第二感温探头12分别位于电磁管道加温器13前后位置，第一感温探头11、第二感温探头12、电磁管道加温器13均连接控制器14。
本实施例的实用原理是：太阳光通过玻璃盖板1照射到吸热板芯3上，吸热板芯3把热量通过导热硅胶和扁平热管4传递给异型铝管6内的相变储热材料7，相变材料通过相变储存热量。当使用热水时，冷水从蛇形铜管10进口进入，在管内流动，通过蛇形铜管10管壁吸收相变储热材料7中的热量，从而加热，加热后从蛇形铜管10出口流出供用户使用。长期阴雨天气则用电磁管道加温器13加热用水。使用时，第一感温探头11检测到的水温低于设定的温度，则电磁管道加温器13启动加热用水。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：包括壳体、吸热板芯、扁平热管、异型铝管和蛇形铜管，所述壳体填充有保温材料，所述异型铝管沿壳体纵向间隔安装在壳体内，异型铝管内设有相变储热材料，蛇形铜管设于相变储热材料中，相邻上下两根异型铝管的背面分别连接着一个扁平热管的冷凝端和蒸发端，顶部的异型铝管的长度方向上只分布着冷凝端，其余异型铝管长度方向上均间隔分布着冷凝端和蒸发端，扁平热管贴合在吸热板芯上，吸热板芯和扁平热管的冷凝端之间设置有隔热板、扁平热管的蒸发端和异型铝管之间也设置有隔热板，所述其余异型铝管的长度方向上相邻的冷凝端和蒸发端相互紧靠，所述吸热板芯上处于异型铝管之间的区域为平面结构，所述异型铝管的背面为铝管V 型槽结构，扁平热管的冷凝端和蒸发端均为热管V 型凸起结构，所述热管V 型凸起结构和铝管V 型槽结构相配合，热管V 型凸起结构的背面为热管V 型槽结构，吸热板芯也设置有板芯V 型凸起结构，板芯V 型凸起结构和热管V 型槽结构相配合，所述蛇形铜管的出口处设置有电磁管道加温器，所述蛇形铜管内分别设置有第一感温探头、第二感温探头，第一感温探头、第二感温探头分别位于电磁管道加温器前后位置，第一感温探头、第二感温探头和电磁管道加温器连接有控制器。
2.根据权利要求1所述的无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：所述扁平热管的冷凝端与异型铝管通过导热胶粘接，所述扁平热管的蒸发端与吸热板芯通过导热胶粘接。
3.根据权利要求1所述的无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：所述保温材料采用耐高温喷涂聚氨酯。
4.根据权利要求1所述的无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：所述异型铝管的相变储热材料中设有两根蛇形铜管。
5.根据权利要求1所述的无水箱高效平板太阳能热水器，其特征在于：所述隔热板采用硅酸铝保温板。
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