CN104482677A - 蓄能太阳能集热棒及太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

蓄能太阳能集热棒及太阳能热水器，包括蓄能太阳能集热棒本体、“U”型管连接组件、集热循环进口、集热循环出口以及保温联箱，蓄能太阳能集热棒本体由双通式全玻璃真空管、蓄能棒、太阳能吸收涂层以及密封盖组件组成，蓄能棒设置在双通式全玻璃真空管内，蓄能棒包括外套管、内套管以及相变蓄能材料，内套管贯通外套管的本体两端，且使得外套管的内部形成一个密闭的空腔，相变蓄能材料设置在空腔内，太阳能吸收涂层设置在外套管的外表面上，蓄能太阳能集热棒呈等间距平行排列，且通过“U”型管连接组件串接成整体呈“S”形排列同时形成一个“S”形密闭通道，所有需要保温的蓄能太阳能集热棒的两端和“U”型管连接组件都设置在保温联箱内。

Description

蓄能太阳能集热棒及太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能集热蓄能装置，属于太阳能热水器的技术领域，具体地讲涉及一种蓄能太阳能集热棒及太阳能热水器的技术。

背景技术

当今，在太阳能利用方面，利用太阳能获得生活、供暖所需的中高温热水的技术已趋成熟，但是太阳能在生活、供暖利用方面存在着一个致命的弱点，即其是一种间歇式能源，太阳辐射受到昼夜、季节以及雨雪天气因素的影响，表现为间断性和不稳定性，究其原因，其系统主用采用水箱进行供热，热水是一种显热，储能量远远不够，且水箱在使用过程中还存在如下缺陷：1、水箱体积大，一方面，在用水量少时，水循环慢，导致不能及时换热，影响用户使用，以及存在部分死水空间，容易滋生细菌不卫生；另一方面体积庞大的水箱安装放置不方便，同时水箱内长期盛水，日久腐蚀，存在漏水的可能；再一方面，水箱容积大，为保持卫生，水需定期高温加热，因而极其费电。2、水箱加热到一定温度不能进行换热加热水箱内的水，如继续加热水箱，会出现水箱内水过热；如不继续加热水箱，集热器将发生过热，从而损坏集热器。

传统太阳能热水器包括集热器和热水箱及各种组件构成一个完整的热水系统，系统比较复杂。

针对上述情况，市场上出现了一种无水箱太阳能热水器，基本上在技术上解决了上述问题，即在传统的太阳能真空集热管内设置了相变蓄能材料，把太阳能储藏在相变蓄能材料中，再通过水把相变蓄能材料里的热量间接交换出来，实现热水的供给。这种技术，由皇明太阳能(上海)有限公司研发并已市场化。但是，这套技术工艺复杂、制造成本过高，真空集热管内温度有可能过热等问题依然存在。

发明内容

本发明的目的是针对原有的技术，提供了一种近乎零能耗的太阳能热水解决方案，不仅大大简化了太阳能热水供应系统，而且提高了太阳能收集效率，不需要额外的储水水箱和传统的集热器及水泵等组件，还配置了辅助电加热元件，用来调节太阳能不足时候的能量补给。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种蓄能太阳能集热棒，包括蓄能太阳能集热棒本体，所述的蓄能太阳能集热棒本体由双通式全玻璃真空管、蓄能棒、太阳能吸收涂层以及密封盖组件组成，其特征在于，所述的蓄能棒设置在所述的双通式全玻璃真空管内，且两端各通过所述的密封盖组件将两者固定，所述的双通式全玻璃真空管包括同心套装在一起的玻璃外管和玻璃内管以及两者之间的真空夹层，所述的蓄能棒包括外套管、内套管以及相变蓄能材料，所述的内套管贯通所述的外套管的本体两端，且使得外套管的内部形成一个密闭的空腔，所述的相变蓄能材料设置在所述的空腔内，所述的太阳能吸收涂层设置在所述的玻璃内管或所述的外套管的外表面上。

作为优选，所述的蓄能棒的两端设置有外螺纹接口，所述的密封盖组件包括密封盖和紧固螺母，所述的双通式全玻璃真空管同心套装在所述的蓄能棒上，套装在蓄能棒两端的密封盖和所述的双通式全玻璃真空管两端适配，所述的紧固螺母和所述的外螺纹接口适配。

作为优选，所述的密封盖耐高温且具有隔热功能。

作为优选，所述的内套管的中部段管壁呈波纹状。

一种太阳能热水器，包括蓄能太阳能集热棒本体、“U”型管连接组件、集热循环进口、集热循环出口以及保温联箱，其特征在于，所述的蓄能太阳能集热棒本体由双通式全玻璃真空管、蓄能棒、太阳能吸收涂层以及密封盖组件组成，所述的蓄能棒设置在所述的双通式全玻璃真空管内，且两端各通过所述的密封盖组件将两者固定，所述的双通式全玻璃真空管包括同心套装在一起的玻璃外管和玻璃内管以及两者之间的真空夹层，所述的蓄能棒包括外套管、内套管以及相变蓄能材料，所述的内套管贯通所述的外套管的本体两端，且使得外套管的内部形成一个密闭的空腔，所述的相变蓄能材料设置在所述的空腔内，所述的蓄能棒的两端设置有外螺纹接口，所述的太阳能吸收涂层设置在所述的玻璃内管或所述的外套管的外表面上，所述的“U”型管连接组件包括“U”型管、内螺纹紧固螺母和密封垫片，所述的内螺纹紧固螺母和所述的外螺纹接口适配且在两者之间设置有所述的密封垫片，若干所述的蓄能太阳能集热棒本体呈等间距平行排列，且通过所述的“U”型管连接组件串接成整体呈“S”形排列同时形成一个“S”形密闭通道，所述的密闭通道包括若干“U”型管和若干内套管组成，其中一端口连接集热循环进口、另一端口连接集热循环出口，所有需要保温的蓄能太阳能集热棒本体的两端和“U”型管连接组件都设置在所述的保温联箱内。通常，呈“S”形走向的密闭通道内走水或空气。

作为优选，所述的密闭通道内还设置有外护套为金属的矿物绝缘发热电缆，并在所述的集热循环进口或集热循环出口处，设置有发热电缆出口。通常，矿物绝缘发热电缆的外护套为不锈钢，矿物绝缘发热电缆为双导发热电缆。

与原有的技术相比，本发明提供了一种蓄能太阳能集热棒及太阳能热水器的技术方案，和传统太阳能热水器相比，体积小，储热量高三倍以上，新鲜热水即开即用，为用户提供了一种近乎零能耗的太阳能热水解决方案，必将产生巨大的经济效益和社会效益。同时，为太阳能热水器和建筑一体化提供了很好的解决方案，该热水器不仅能和阳台栏杆完美结合在一起，而且，可以任意放置在屋顶上或挂在墙壁上，不需要额外的热水箱和传统的集热器及水泵等组件，小巧玲珑。

附图说明

图1是本发明的一种蓄能太阳能集热棒结构示意图；

图2是本发明的蓄能棒结构示意图；

图3是本发明的双通式全玻璃真空管结构示意图；

图4是本发明的“U”型管连接组件和蓄能太阳能集热棒连接结构示意图；

图5是本发明的“U”型管连接组件的结构示意图；

图6是本发明的“U”型管连接组件的一端口和蓄能太阳能集热棒一端口的连接结构的局部放大示意图；

图7是本发明的若干个“U”型管连接组件和若干蓄能太阳能集热棒串接在一起呈“S”形排列的密闭通道组成结构示意图；

图8是本发明的一种太阳能热水器的结构示意图。

图中，蓄能太阳能集热棒本体1、双通式全玻璃真空管2、蓄能棒3、太阳能吸收涂层4、密封盖组件5、“U”型管连接组件6、集热循环进口7、集热循环出口8、保温联箱9、密闭通道10、矿物绝缘发热电缆11、发热电缆出口12、玻璃外管20、玻璃内管21、真空夹层22、外套管30、内套管31、相变蓄能材料32、空腔33、外螺纹接口34、“U”型管60、内螺纹紧固螺母61、密封垫片62。

实施例1：

如图1、图2和图3所示，一种蓄能太阳能集热棒，包括蓄能太阳能集热棒本体1，蓄能太阳能集热棒本体1由双通式全玻璃真空管2、蓄能棒3、太阳能吸收涂层4以及密封盖组件5组成，蓄能棒3设置在双通式全玻璃真空管2内，且两端各通过密封盖组件5将两者固定，密封盖组件5包括密封盖50和紧固螺母51，首先，将双通式全玻璃真空管2同心套装在蓄能棒3上，蓄能棒3的两端设置有外螺纹接34，然后，在蓄能棒3的两端各套上密封盖50，最后，将紧固螺母51旋紧在外螺纹接口34处。

如图2所示，蓄能棒3包括外套管30、内套管31以及相变蓄能材料32，内套管31贯通外套管30的本体两端，且使得外套管30的内部形成一个密闭的空腔33，相变蓄能材料32设置在空腔33内，本实施例中，太阳能吸收涂层4设置在外套管30的外表面上，内套管31的中部段管壁呈波纹状

密封盖50耐高温且具有隔热功能。

如图3所示，双通式全玻璃真空管2包括同心套装在一起的玻璃外管20和玻璃内管21以及两者之间的真空夹层22。

实施例2：

如图4、图5、图6、图7和图8所示，一种太阳能热水器，包括蓄能太阳能集热棒本体1、“U”型管连接组件6、集热循环进口7、集热循环出口8以及保温联箱9；

如图1、图2和图3所示，蓄能太阳能集热棒本体1由双通式全玻璃真空管2、蓄能棒3、太阳能吸收涂层4以及密封盖组件5组成，蓄能棒3设置在双通式全玻璃真空管2内，且两端各通过密封盖组件5将两者固定，密封盖组件5包括密封盖50和紧固螺母51，首先，将双通式全玻璃真空管2同心套装在蓄能棒3上，蓄能棒3的两端设置有外螺纹接34，然后，在蓄能棒3的两端各套上密封盖50，最后，将紧固螺母51旋紧在外螺纹接34处。

如图2所示，蓄能棒3包括外套管30、内套管31以及相变蓄能材料32，内套管31贯通外套管30的本体两端，且使得外套管30的内部形成一个密闭的空腔33，相变蓄能材料32设置在空腔33内，本实施例中，太阳能吸收涂层4设置在外套管30的外表面上，内套管31的中部段管壁呈波纹状

密封盖50耐高温且具有隔热功能。

如图3所示，双通式全玻璃真空管2包括同心套装在一起的玻璃外管20和玻璃内管21以及两者之间的真空夹层22。

如图4、图5和图6所示，“U”型管连接组件6包括“U”型管60、内螺纹紧固螺母61和密封垫片62，内螺纹紧固螺母61和外螺纹接34适配且在两者之间设置有密封垫片62；

如图7和图8所示，八根蓄能太阳能集热棒本体1呈等间距平行排列，且通过“U”型管连接组件6串接成整体呈“S”形排列同时形成一个“S”形密闭通道10，密闭通道10包括若干“U”型管60和若干内套管31组成，其中一端口连接集热循环进口7、另一端口连接集热循环出8，然后，把左右两边所有需要保温的蓄能太阳能集热棒本体1的两端和“U”型管连接组件6都设置在保温联箱9内。

如图8所示，密闭通道10内还设置有外护套为不锈钢的矿物绝缘发热电缆11，并在集热循环出口8处，设置有发热电缆出口12。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了蓄能太阳能集热棒本体、双通式全玻璃真空管、蓄能棒、太阳能吸收涂层、密封盖组件、“U”型管连接组件、集热循环进口、集热循环出口、保温联箱、密闭通道、矿物绝缘发热电缆、发热电缆出口、玻璃外管、玻璃内管、真空夹层、外套管、内套管、相变蓄能材料、空腔、外螺纹接口、“U”型管、内螺纹紧固螺母、密封垫片等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (6)

1.一种蓄能太阳能集热棒，包括蓄能太阳能集热棒本体(1)，所述的蓄能太阳能集热棒本体(1)由双通式全玻璃真空管(2)、蓄能棒(3)、太阳能吸收涂层(4)以及密封盖组件(5)组成，其特征在于，所述的蓄能棒(3)设置在所述的双通式全玻璃真空管(2)内，且两端各通过所述的密封盖组件(5)将两者固定，所述的双通式全玻璃真空管(2)包括同心套装在一起的玻璃外管(20)和玻璃内管(21)以及两者之间的真空夹层(22)，所述的蓄能棒(3)包括外套管(30)、内套管(31)以及相变蓄能材料(32)，所述的内套管(31)贯通所述的外套管(30)的本体两端，且使得外套管(30)的内部形成一个密闭的空腔(33)，所述的相变蓄能材料(32)设置在所述的空腔(33)内，所述的太阳能吸收涂层(4)设置在所述的玻璃内管(21)或所述的外套管(30)的外表面上。

2.根据权利要求1所述的一种蓄能太阳能集热棒，其特征在于，所述的蓄能棒(3)的两端设置有外螺纹接口(34)，所述的密封盖组件(5)包括密封盖(50)和紧固螺母(51)，所述的双通式全玻璃真空管(2)同心套装在所述的蓄能棒(3)上，套装在蓄能棒(3)两端的密封盖(50)和所述的双通式全玻璃真空管(2)两端适配，所述的紧固螺母(51)和所述的外螺纹接口(34)适配。

3.根据权利要求1所述的一种蓄能太阳能集热棒，其特征在于，所述的密封盖(50)耐高温且具有隔热功能。

4.根据权利要求1所述的一种蓄能太阳能集热棒，其特征在于，所述的内套管(31)的中部段管壁呈波纹状。

5.一种太阳能热水器，包括蓄能太阳能集热棒本体(1)、“U”型管连接组件(6)、集热循环进口(7)、集热循环出口(8)以及保温联箱(9)，其特征在于，所述的蓄能太阳能集热棒本体(1)由双通式全玻璃真空管(2)、蓄能棒(3)、太阳能吸收涂层(4)以及密封盖组件(5)组成；所述的蓄能棒(3)设置在所述的双通式全玻璃真空管(2)内，且两端各通过所述的密封盖组件(5)将两者固定；所述的双通式全玻璃真空管(2)包括同心套装在一起的玻璃外管(20)和玻璃内管(21)以及两者之间的真空夹层(22)；所述的蓄能棒(3)包括外套管(30)、内套管(31)以及相变蓄能材料(32)，所述的内套管(31)贯通所述的外套管(30)的本体两端，且使得外套管(30)的内部形成一个密闭的空腔(33)，所述的相变蓄能材料(32)设置在所述的空腔(33)内，所述的蓄能棒(3)的两端设置有外螺纹接口(34)，所述的太阳能吸收涂层(4)设置在所述的玻璃内管(21)或所述的外套管(30)的外表面上；所述的“U”型管连接组件(6)包括“U”型管(60)、内螺纹紧固螺母(61)和密封垫片(62)，所述的内螺纹紧固螺母(61)和所述的外螺纹接口(34)适配且在两者之间设置有所述的密封垫片(62)；若干所述的蓄能太阳能集热棒本体(1)呈等间距平行排列，且通过所述的“U”型管连接组件(6)串接成整体呈“S”形排列，同时形成一个“S”形密闭通道(10)；所述的密闭通道(10)包括若干“U”型管(60)和若干内套管(31)组成，其中一端口连接集热循环进口(7)、另一端口连接集热循环出口(8)；所有需要保温的蓄能太阳能集热棒本体(1)的两端和“U”型管连接组件(6)都设置在所述的保温联箱(9)内。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能热水器，其特征在于，所述的密闭通道(10)内还设置有外护套为金属的矿物绝缘发热电缆(11)，并在所述的集热循环进口(7)或集热循环出口(8)处，设置有发热电缆出口(12)。