CN104949351A - 储能式平板集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能式平板集热器，其包括储能模块、弹性金属条、腔体和透明盖板，透明盖板盖合在腔体的开口上，所述弹性金属条封闭在该透明盖板与腔体的相连接处，使该腔体内形成一封闭的真空腔室，所述储能模块设置在所述真空腔室内；本发明提供的结构设计合理，巧妙将储能模块设计在集热器内部，使用时，太阳光透过透明盖板照射在镀有吸热膜层的储能模块上，储能模块升温并通过相变材料储能热能，待需要用热水时，冷水从金属流道的进水口进入，并通过换热流道与相变材料进行换热，从而实现加热的目的，无需再用到水箱和换热系统，大大简化了传统太阳能热水系统，方便易用，使用寿命长，利于广泛推广应用。

Description

储能式平板集热器
技术领域
本发明涉及集热器技术领域，具体涉及一种储能式平板集热器。
背景技术
现有的太阳能热水器一般有两种类型，平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器，顾名思义，平板式太阳能热水器采用的是平板集热器，而真空管式太阳能热水器采用的是真空集热管。
太阳能热水器一般由集热器、水箱以及控制系统组成，零部件较多，对于消费者来讲操作不方便，出现问题后难以自己解决。
中国公开号为“101846405A”的发明专利公开了一种太阳能相变蓄热热水器，通过在集热管中放置相变材料，减少了体积较大的蓄水箱，很好的简化了太阳能系统。然而，该太阳能热水器属于真空管式热水器，对于平板集热器，还没有该方面的应用。
中国公开号为“203671965U”的实用新型专利公开了一种真空型平板集热器的柔性密封结构，其提出了一种柔性密封的真空型平板集热器，但该专利没有提出储能方案。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，具有储能功能，且保温效果好，有效简化传统的平板热水器系统的储能式平板集热器。
一种储能式平板集热器，其包括储能模块、弹性金属条、顶部设有开口的腔体和与该开口相适配的透明盖板，所述透明盖板盖合在所述腔体的开口上，所述弹性金属条位于透明盖板与腔体的相连接处，且其一端与所述透明盖板通过钎料相焊接，另一端与所述腔体相焊接，使该腔体内形成一封闭的真空腔室，所述储能模块设置在所述真空腔室内，且朝向所述透明盖板的一表面上设有吸热膜层，有效提升吸热效果，所述储能模块上设有将其贯穿的换热流道，该换热流道与所述腔体上的金属流道相连通。
作为本发明的一种改进，所述钎料为锡合金、铟合金、铟锡合金或玻璃粉中的一种。
作为本发明的一种改进，所述弹性金属条为合金材料，且该合金材料与透明盖板的线性膨胀系数接近。
作为本发明的一种改进，所述储能模块的数量可以为一个或者多个，多个储能模块采用串联和/或并联方式进行连接。所述储能模块包括两片金属板，两片金属板的周缘相焊接，使两者之间的中部形成空置腔，该空置腔内设有相变储能材料，所述换热流道从该相变储能材料中穿过。
作为本发明的一种改进，所述储能模块上设有与所述换热流道相适配的通孔，所述换热流道穿过该通孔，且该换热流道的外管壁与该通孔的内壁密封连接。
作为本发明的一种改进，所述空置腔为长条状或杯状。
作为本发明的一种改进，所述相变储能材料为无机盐类，包括但不限于水合盐、熔盐。
作为本发明的一种改进，所述相变储能材料为有机类，包括但不限于石蜡、脂酸、多元醇。
作为本发明的一种改进，所述相变储能材料为定形相变材料。
作为本发明的一种改进，所述储能模块上设有能将其固定在所述腔体内的固定座。
作为本发明的一种改进，所述腔体内设有多条能抵顶在所述透明盖板上、且与所述储能模块间隔有一定距离的支撑柱。
作为本发明的一种改进，所述换热流道为铝管、铜管或铝铜复合管，所述金属流道为铝管、铜管或铝铜复合管；所述透明盖板为超白钢化玻璃，透光效果好，且强度大，不易损坏；所述金属板为纯铝板、铝合金板或不锈钢板；所述腔体采用铝合金或不锈钢材料制成。
本发明的有益效果为：本发明提供的结构设计合理，巧妙将储能模块设计在集热器内部，利用放置在真空腔室内的储能模块来实现保温、储存热能，且保温效果好，并在用户需要时释放热能；使用时，太阳光透过透明盖板照射在镀有吸热膜层的储能模块上，储能模块升温并通过相变材料储能热能，待需要用热水时，冷水从金属流道的进水口进入，并通过换热流道与相变材料进行换热，从而实现加热的目的，并由金属流道的出水口直接提供加热的热水，无需再用到水箱和换热系统，大大简化了传统太阳能热水系统，方便易用，使用寿命长；另外整体结构简单、紧凑，易于实现，成本低，利于广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的横截面结构示意图。
图3是图2中的局部A结构放大示意图。
图4是本发明中储能模块的结构示意图一。
图5是本发明中储能模块的结构示意图二。
图6是本发明中储能模块的另一种结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图5，本发明实施例提供一种储能式平板集热器，其包括储能模块1、弹性金属条2、顶部设有开口的腔体3和与该开口相适配的透明盖板4，较佳的，所述腔体3优选采用铝合金或不锈钢材料制成。所述透明盖板4盖合在所述腔体3的开口上，所述透明盖板4优选为超白钢化玻璃，透光效果好，且强度大，不易损坏；所述弹性金属条2位于透明盖板4与腔体3的相连接处，且其一端与所述透明盖板4通过钎料5相焊接，另一端与所述腔体3相焊接，使该腔体3内形成一封闭的真空腔室。然后对该真空腔室进行抽真空，使真空腔室变成真空环境，让储能模块1处于真空环境中，有效减少热损，保温效果好。
本实施例中，较佳的，所述钎料5为锡合金，其它实施例中，该钎料5也可以为铟合金、铟锡合金或玻璃粉中的一种。所述弹性金属条优选为合金材料，且该合金材料与透明盖板的线性膨胀系数接近。
所述储能模块1设置在所述真空腔室内，且朝向所述透明盖板4的一表面上设有吸热膜层，有效提升吸热效果，所述储能模块1上设有将其贯穿的换热流道14，该换热流道14与所述腔体3上的金属流道31相连通。
所述储能模块1上设有能将其固定在所述腔体3内的固定座6。该固定座6通过螺丝或焊接等方式固定在腔体3上。较佳的，还在所述腔体3内设有多条能抵顶在所述透明盖板4上、且与所述储能模块1间隔有一定距离的支撑柱7。加设有支撑柱7，结构强度好，不易损坏。具体的，在储能模块1上设有让支撑柱7穿过的通孔15。这样，支撑柱7就不与储能模块1相接触，并间隔有一定距离，避免不必要的热量浪费。
具体的，参见图2和图4，所述储能模块1包括两片金属板11，两片金属板11的周缘相焊接，使两者之间的中部形成空置腔12，该空置腔12内设有相变储能材料13，所述换热流道14从该相变储能材料13中穿过。较佳的，所述储能模块上设有与所述换热流道14相适配的通孔，具体的，是在两片金属板11的焊接处设有所述通孔，当然，也可以在任一金属板11上设有通孔。所述换热流道14穿过该通孔，且该换热流道14的外管壁与该通孔的内壁密封连接。较佳的，所述金属板11为纯铝板、铝合金板或不锈钢板。
本实施例中，参见图4，所述空置腔12为长条状。其它实施例中，参见图5，所述空置腔12也可以为杯状。当然，该空置腔12也可以为方形或其它形状，只要能容置一定量的相变储能材料13即可。
较佳的，所述相变储能材料13可以为无机盐类，包括但不限于水合盐、熔盐。所述相变储能材料13也可以为有机类，包括但不限于石蜡、脂酸、多元醇。或者，所述相变储能材料13还可以为定形相变材料。采用相变材料来储能，储能密度远大于水，所以只需要较小的体积就能供应大量热水，保温效果好。
其它实施例中，所述储能模块1的数量也可以为多个，如两个、三个、四个或更多个，而且通过串联和/或并联方式将多个储能模块1进行连接。参见图6，所述储能模块1的数量为三个。其具有一个空置腔12，为长条状结构，当然，该空置腔12的数量也可以为多个，如呈多个杯状的空置腔12。
工作时，太阳光透过透明盖板4照射在镀有吸热膜层的储能模块1上，储能模块1升温并通过相变材料储能热能，待需要用热水时，冷水从金属流道31的进水口进入，并通过换热流道14与相变材料进行换热，从而实现加热的目的，并由金属流道31的出水口直接提供加热的热水，无需再用到水箱和换热系统，大大简化了传统太阳能热水系统，方便易用，使用寿命长。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似结构而得到的其它集热器，均在本发明保护范围内。

Claims (13)

1.一种储能式平板集热器，其特征在于，其包括储能模块、弹性金属条、顶部设有开口的腔体和与该开口相适配的透明盖板，所述透明盖板盖合在所述腔体的开口上，所述弹性金属条位于透明盖板与腔体的相连接处，且其一端与所述透明盖板通过钎料相焊接，另一端与所述腔体相焊接，使该腔体内形成一封闭的真空腔室，所述储能模块设置在所述真空腔室内，且朝向所述透明盖板的一表面上设有吸热膜层，所述储能模块上设有将其贯穿的换热流道，该换热流道与所述腔体上的金属流道相连通。
2.根据权利要求1所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述钎料为锡合金、铟合金、铟锡合金或玻璃粉中的一种。
3.根据权利要求1所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述弹性金属条为合金材料，且该合金材料与透明盖板的线性膨胀系数接近。
4.根据权利要求1所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述储能模块包括两片金属板，两片金属板的周缘相焊接，使两者之间的中部形成空置腔，该空置腔内设有相变储能材料，所述换热流道从该相变储能材料中穿过。
5.根据权利要求1或4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述储能模块的数量为多个，多个储能模块采用串联和/或并联方式进行连接。
6.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述储能模块上设有与所述换热流道相适配的通孔，所述换热流道穿过该通孔，且该换热流道的外管壁与该通孔的内壁密封连接。
7.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述空置腔为长条状或杯状。
8.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述相变储能材料为无机盐类，包括但不限于水合盐、熔盐。
9.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述相变储能材料为有机类，包括但不限于石蜡、脂酸、多元醇。
10.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述相变储能材料为定形相变材料。
11.根据权利要求1或4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述储能模块上设有能将其固定在所述腔体内的固定座。
12.根据权利要求1或4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述腔体内设有多条能抵顶在所述透明盖板上、且与所述储能模块间隔有一定距离的支撑柱。
13.根据权利要求4所述的储能式平板集热器，其特征在于，所述换热流道为铝管、铜管或铝铜复合管，所述金属流道为铝管、铜管或铝铜复合管；所述透明盖板为超白钢化玻璃；所述金属板为纯铝板、铝合金板或不锈钢板；所述腔体采用铝合金或不锈钢材料制成。
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