CN104792031A - 太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了太阳能热水器，其能解决传统真空集热管式太阳能热水器的热水使用范围小、存在安全隐患的问题，并且能保证热水的即用即热，确保水温稳定。其包括进水管、出水管、真空集热管组件，真空集热管组件由若干根平行设置的真空集热管构成，其特征在于：其还包括换热水管和蓄热装置，每一根真空集热管内均安装有蓄热装置，换热水管埋设于蓄热装置内，换热水管的两端分别连接进水管、出水管。

Description

太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能集热技术领域，具体为太阳能热水器。

背景技术

传统的太阳能热水器多是利用真空集热管将吸收的太阳能转换为热能并对进入集热管内的冷水加热，由于真空集热管只具有吸热、传热功能，因此加热后的热水必须存储在保温水箱内才能保证热水热量不会散失，其存在以下缺陷：（1）由真空集热管加热后的热水存储于保温水箱，未使用完的热水仍存储于水箱内，从而导致水箱内的热水重复加热，而重复加热的水易产生大量对人体有害的物质，故其加热的热水不能用于清洗食物及饮用，使用范围小；（2）当存储于水箱内的热水输出使用的同时向水箱内加水，则会导致水温不稳定；（3）其在太阳能充足的情况下突然加水，易导致真空集热管爆裂，从而导致水箱内的热水泄漏，存在安全隐患；（4）传统的真空集热管太阳能热水器体积大，只能安装于屋顶或地面，因而无法适应当前高层建筑对太阳能热水器的使用要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了太阳能热水器，其能解决传统真空集热管式太阳能热水器的热水使用范围小、存在安全隐患的问题，并且适用于高层建筑并能保证热水的即用即热，确保水温稳定。

太阳能热水器，其包括进水管、出水管、真空集热管组件，所述真空集热管组件由若干根平行设置的真空集热管构成，其特征在于：其还包括换热水管和蓄热装置，每一根所述真空集热管内均安装有所述蓄热装置，所述换热水管埋设于所述蓄热装置内，所述换热水管的两端分别连接所述进水管、出水管。

其进一步特征在于：所述蓄热装置包括蓄热仓体，所述蓄热仓体内密实填装有蓄热材料，所述蓄热仓体的开口端通过堵头密封，所述换热水管埋设于所述蓄热材料内、并且所述换热水管的两端均伸出所述堵头后与所述进水管、出水管连接；

所述换热水管的外周壁沿所述换热水管的长度方向上还均布设置有换热翅片；

所述换热翅片焊接连接于所述换热水管的外周壁；

所述蓄热材料为相变蓄热材料，所述相变蓄热材料的膨胀系数≤5%；

所述相变蓄热材料优选为石蜡；

所述堵头上设置有安全减压阀。

更进一步的，所述真空集热管为的直通式中空管状结构，所述蓄热仓体的两端分别由所述堵头密封，所述换热水管贯穿所述蓄热仓体及两端堵头并且所述换热水管的两端分别与所述进水管、出水管连通，所述蓄热仓体内还设置有中心锁定柱，所述中心锁定柱贯穿所述蓄热仓体、换热翅片并且所述中心锁定柱的两端与所述蓄热仓体两端的堵头通过锁紧螺母锁紧，所述中心锁定柱与所述换热翅片之间焊接连接。

进一步的，所述真空集热管组件的两端分别设置有箱体，所述进水管、出水管分别设置于所述真空集热管组件两端的箱体内。

进一步的，其还包括高强玻璃罩，所述真空集热管组件安装于所述高强玻璃罩内，所述高强玻璃罩的两端通过所述真空集热管组件两端的箱体封闭。

进一步的，所述出水管上安装有机械式自动控温装置。

与传统真空集热管式太阳能热水器相比较，本发明的有益效果在于：

（1）其通过设置于集热管内的蓄热装置吸收存储由集热管收集的太阳热能，进水管、出水管分别与埋设于蓄热装置内的换热水管联通，冷水由进水管进入换热水管在换热水管内与蓄热装置发生热交换，从而实现对冷水的加热，加热后的热水由出水管排出供生活使用，由于其蓄热装置能够对热能进行有效存储从而不再需要配置传统的保温水箱对加热后的热水进行保存，实现了热水的即用即加热，有效避免了传统太阳能热水器保温水箱内未使用完的热水重复加热而引发的水质问题；同时由于省去了保温水箱的设置，故能大大减小整个热水器的体积，便于安装；

（2）其蓄热装置是由在蓄热仓内密实填充的蓄热材料对热能进行吸收保存，再由埋设于蓄热材料内的换热水管将热能传递给换热水管内的水，其对冷水加热均匀，保证了热水的出水水温稳定；

（3）其通过蓄热装置吸收热能，冷水在换热水管内与蓄热装置发生热交换从而实现对冷水的加热，因而冷水不会与集热管直接发生热交换，因而能有效避免真空集热管爆裂的问题；

（4）其将真空集热管设置为直通式的中空管状结构，以及将换热水管贯穿蓄热仓体及两端堵头后分别与进水管、出水管连接后，冷水从顶部进水管进入换热水管进行热交换从底部出水管排出热水供使用，能有效缩短换热水管内冷水加热时间，从而提高换水速率。

附图说明

图1为本发明太阳能热水器的结构示意图。

具体实施方式

见图1，本发明太阳能热水器，其包括进水管10、出水管20、真空集热管组件、换热水管40和蓄热装置50，其中真空集热管组件由若干根平行设置的真空集热管30构成，每一根真空集热管30内均安装有蓄热装置50，换热水管40埋设于蓄热装置50内并且换热水管40的两端伸出蓄热装置50后分别连接进水管10、出水管20；本实施例中，真空集热管组件由四根真空集热管30组成，每一根真空集热管30内安装的蓄热装置50中均设置有两根换热水管40。

蓄热装置50包括蓄热仓体51，蓄热仓体51内密实填装有相变蓄热材料52，蓄热仓体的开口端通过堵头53密封，换热水管40埋设于蓄热材料52内、并且换热水管40的两端均伸出堵头53后与进水管10、出水管20连接；换热水管40埋设于蓄热材料52内的部分的外周壁沿换热水管40的长度方向上还均布设置有换热翅片41；换热翅片41焊接连接于换热水管40的外周壁；蓄热材料52为相变蓄热材料，并且相变蓄热材料的膨胀系数≤5%；堵头53上设置有安全减压阀54，用于蓄热装置的排气减压；相变蓄热材料优选为石蜡。

真空集热管30为的直通式中空管状结构，蓄热仓体51的两端分别由堵头53密封，换热水管40贯穿蓄热仓体51及两端堵头53并且换热水管40的两端分别与进水管10、出水管20连通，蓄热仓体51内还设置有中心锁定柱55，中心锁定柱55贯穿蓄热仓体51并且中心锁定柱55的两端与蓄热仓体两端的堵头53通过锁紧螺母56锁紧（锁紧螺母56在附图中未表达），从而进一步保证两端堵头53与蓄热仓体51之间的锁紧密封。

真空集热管组件的两端分别设置有箱体61、62，进水管10、出水管20分别设置于真空集热管组件两端的箱体61、62内；真空集热管组件安装于高强玻璃罩63内，真空集热管组件封装于由高强玻璃罩63、两端箱体61、62形成的空间内；出水管20上安装有机械式自动控温装置70，用于对出水管20内的热水进行监控。

Claims (10)

1.太阳能热水器，其包括进水管、出水管、真空集热管组件，所述真空集热管组件由若干根平行设置的真空集热管构成，其特征在于：其还包括换热水管和蓄热装置，每一根所述真空集热管内均安装有所述蓄热装置，所述换热水管埋设于所述蓄热装置内，所述换热水管的两端分别连接所述进水管、出水管。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：所述蓄热装置包括蓄热仓体，所述蓄热仓体内密实填装有蓄热材料，所述蓄热仓体的开口端通过堵头密封，所述换热水管埋设于所述蓄热材料内、并且所述换热水管的两端均伸出所述堵头后与所述进水管、出水管连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述换热水管的外周壁沿所述换热水管的长度方向上还均布设置有换热翅片。

4.根据权利要求3所述的太阳能热水器，其特征在于：所述换热翅片焊接连接于所述换热水管的外周壁。

5.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述蓄热材料为相变蓄热材料，所述相变蓄热材料的膨胀系数≤5%。

6.根据权利要求5所述的太阳能热水器，其特征在于：所述相变蓄热材料优选为石蜡。

7.根据权利要求2～6中任一所述的太阳能热水器，其特征在于：所述堵头上设置有安全减压阀。

8.根据权利要求7所述的太阳能热水器，其特征在于：所述真空集热管为的直通式中空管状结构，所述蓄热仓体的两端分别由所述堵头密封，所述换热水管贯穿所述蓄热仓体及两端堵头并且所述换热水管的两端分别与所述进水管、出水管连通，所述蓄热仓体内还设置有中心锁定柱，所述中心锁定柱贯穿所述蓄热仓体、换热翅片并且所述中心锁定柱的两端与所述蓄热仓体两端的堵头通过锁紧螺母锁紧，所述中心锁定柱与所述换热翅片之间焊接连接。

9.根据权利要求8所述的太阳能热水器，其特征在于：其还包括高强玻璃罩，所述真空集热管组件安装于所述高强玻璃罩内，并通过所述真空集热管组件两端的箱体封闭，所述进水管、出水管分别设置于所述真空集热管组件两端的箱体内。

10.根据权利要求1～6或8～9中任一所述的太阳能热水器，其特征在于：所述出水管上安装有机械式自动控温装置。