CN108151327A - 一种太阳能热水器的集热结构 - Google Patents
一种太阳能热水器的集热结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108151327A CN108151327A CN201711401374.4A CN201711401374A CN108151327A CN 108151327 A CN108151327 A CN 108151327A CN 201711401374 A CN201711401374 A CN 201711401374A CN 108151327 A CN108151327 A CN 108151327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- exchange tube
- water heater
- solar water
- water tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明提供了一种太阳能热水器的集热结构，属于太阳能利用技术领域。它解决了现有现有太阳能热水器的集热效果较差等技术问题。一种太阳能热水器的集热结构,太阳能热水器包括支架，支架上固设有储水箱，储水箱上固设有进水管和出水管，储水箱上固设有干燥箱，支架上架设有若干储水用的真空管，储水箱开设有有若干均匀排布的通孔，真空管的一端插设在通孔内，其特征在于，集热机构包括热交换管，热交换管的一端通过塞子封闭，热交换管的另一端通过冷凝头封闭，热交换管的塞子封闭一端插设在真空管内。本发明具有提高集热效率的特点。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，涉及一种太阳能热水器，特别是一种太阳能热水器的集热结构。
背景技术
太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
但是，现在的太阳能热水器在水加热方面仅仅是利用真空管的集热，这种集热方式仅仅适合在太阳光为较为强烈的时候，如果是在太阳光照较弱或者是太阳光照较短的情况下，往往难以对热水器中的水进行快速的加热。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种太阳能热水器的集热结构,该结构具有提高集热效率的特点。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种太阳能热水器的集热结构,所述的太阳能热水器包括支架，所述的支架上固设有储水箱，储水箱上固设有进水管和出水管，所述的储水箱上固设有干燥箱，所述的支架上架设有若干储水用的真空管，所述的储水箱开设有有若干均匀排布的通孔，真空管的一端插设在通孔内，其特征在于，所述的集热机构包括热交换管，所述的热交换管的一端通过塞子封闭，所述的热交换管的另一端通过冷凝头封闭，所述的热交换管的塞子封闭一端插设在真空管内，热交换管的冷凝头封闭一端位于真空管外，冷凝头位于储水箱内，热交换管与冷凝头形成一密闭的腔室，所述的冷凝头上具有平行等距设置的若干散热翅片，散热翅片内具有与腔室相连通的空腔；所述的腔室内设置有用于加速热交换的混合溶液。
本发明的工作原理是这样的：将太阳能热水器中放满水，当太阳光照射在真空管上时，真空管开始集热，热水开始上升，冷水开始下降，形成一冷热水循环，同时热交换管也开始吸收热量，热交换管中的混合溶液在吸收热量后开始气化，气化后的液体随着热交换管进入到冷凝头内，然后进入到冷凝头的散热翅片内，热气与冷水间接的接触，热气散热然后气体重新变回液体，随着热交换管流回真空管内，重新开始吸热，往复循环，大大的提高了太阳能的利用效率。在这个过程中，热量的传递需要有一个冷水与热水不断交替的过程，这种方式在热量传递的过程是比较缓慢的，而在热水流动从真空管进入到储水箱又会流失掉一部分热量，通过该结构能大大提高太阳能的利用效率。
所述的散热翅片位于冷凝头的上半部。散热翅片位于冷凝头的上半部能有效的避免混合溶液由气体换成液体后积留在冷凝头内。
所述的热交换管内固设有若干环形的吸热翅片。环形的吸热翅片能提高热交换管对热量的吸收效率。
其优选的，所述的热交换管为铜质材料。铜质材料为较为普通的材料，该材料还具有较好的导热性，在混合溶液变成气体膨胀时也会有较好的抗压性。
其优选的，所述的混合溶液包括乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油，乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油按照体积百分比1：1：1：1混合。乙醚的沸点在34.6℃，在水加热到该温度时，热交换管13内的乙醚开始气化吸热，将大量的热量从真空管6中的热量运动到储水箱2内，酒精的沸点在78.3℃，在水加热该温度是，酒精开始作为热量运输溶剂，在温度超过144.41摄氏度时，邻二甲苯作为热量运输剂，在温度超过290.0摄氏度时，甘油作为热量运输剂。
所述的塞子截面呈T字形，塞子上具有螺柱，螺柱上套设有密封圈一，所述的螺柱上开设有用于十字螺丝刀拧紧的十字槽，所述的铜管上一端具有与螺柱相匹配的螺纹孔，所述的塞子由热交换管内部向外拧紧。塞子由热交换管内部向外拧紧能避免混合溶液在气化和液化的过程中，热交换管的内部压力变大或者变小，多次反复后塞子变松，导致漏气漏液等问题。
所述的冷凝头螺纹连接固设在热交换管的一端，冷凝头与热交换管之间设置有密封圈二，所述的冷凝头与热交换管的外侧套设有加固管，加固管的一端螺纹连接在冷凝头上，加固管的另一端螺纹连接在热交换管的一端。能避免混合溶液在气化和液化的过程中，热交换管的内部压力变大或者变小，导致冷凝头与热交换管的螺纹连接变的不牢固。能避免漏气漏液等问题。
所述的干燥箱外层设置有保温层，所述的干燥箱前侧固设有透光的中空玻璃。阳光能从中空玻璃处照射到干燥箱内，干燥箱内温度开始上升。升温后能减少在储水箱中的热水往上流失的热量。
所述的干燥箱的内底部固设有平板集热器，平板集热器的上表面位于干燥箱内，所述的平板集热器的下表面位于储水箱内。平板集热器能收集从中空玻璃照射进来的阳光，然后热量能储存，将热量传导到下部的储水箱内，在夜间，上部干燥箱内温度较低时，能将平板集热器内的温度反馈到干燥箱内。平板集热器为市场上能买到的产品。
所述的中空玻璃具有中空隔层一和中空隔层二，所述的中空隔层一位于外侧，中空隔层一与外界相接触；所述的中空隔层一内填充有氩气，所述的中空隔层二内填充有二氧化碳。太阳能能从中空隔层一和中空隔层二穿透，然后进入到干燥箱内，光线被干燥箱内表面发射，热量向外辐射，被中空隔层二内填充的二氧化碳阻挡。热量流失速度降低。中空隔层一内填充的氩气的活跃性较低，能减缓对流造成的热量流失。
所述的中空隔层一的厚度为3-5mm，中空隔层二的厚度为10-12mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、热交换管也开始吸收热量，热交换管中的混合溶液在吸收热量后开始气化，气化后的液体随着热交换管进入到冷凝头内，然后进入到冷凝头的散热翅片内，热气与冷水间接的接触，热气散热然后气体重新变回液体，随着热交换管流回真空管内，重新开始吸热，往复循环，大大的提高了太阳能的利用效率。
2、散热翅片位于冷凝头的上半部能有效的避免混合溶液由气体换成液体后积留在冷凝头内。
3、塞子由热交换管内部向外拧紧能避免混合溶液在气化和液化的过程中，热交换管的内部压力变大或者变小，多次反复后塞子变松，导致漏气漏液等问题。
附图说明
图1是一种太阳能热水器的示意图。
图2是一种太阳能热水器的中空玻璃示意图。
图3是一种太阳能热水器的集热结构的示意图。
图4是一种太阳能热水器的集热结构中的A的放大图。
图5是一种太阳能热水器的集热结构中的B的放大图。
图中，1、支架；2、储水箱；3、干燥箱；4、真空管；5、热交换管；5a、塞子；6、冷凝头；6a、散热翅片；7、混合溶液；8、吸热翅片；9、密封圈一；10、密封圈二；11、加固管；12、中空玻璃；13、平板集热器；14、中空隔层一；15、中空隔层二。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图5所示，一种太阳能热水器的集热结构,太阳能热水器包括支架1，支架1上固设有储水箱2，储水箱2上固设有进水管和出水管，储水箱2上固设有干燥箱3，支架1上架设有若干储水用的真空管4，储水箱2开设有有若干均匀排布的通孔，真空管4的一端插设在通孔内，集热机构包括热交换管5，热交换管5的一端通过塞子5a封闭，热交换管5的另一端通过冷凝头6封闭，热交换管5的塞子5a封闭一端插设在真空管4内，热交换管5的冷凝头6封闭一端位于真空管4外，冷凝头6位于储水箱2内，热交换管5与冷凝头6形成一密闭的腔室，冷凝头6上具有平行等距设置的若干散热翅片6a，散热翅片6a内具有与腔室相连通的空腔；腔室内设置有用于加速热交换的混合溶液7。
散热翅片6a位于冷凝头6的上半部。散热翅片6a位于冷凝头6的上半部能有效的避免混合溶液7由气体换成液体后积留在冷凝头6内。
热交换管5内固设有若干环形的吸热翅片8。环形的吸热翅片8能提高热交换管5对热量的吸收效率。
其优选的，热交换管5为铜质材料。铜质材料为较为普通的材料，该材料还具有较好的导热性，在混合溶液7变成气体膨胀时也会有较好的抗压性。
其优选的，所述的混合溶液包括乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油，乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油按照体积百分比1：1：1：1混合。乙醚的沸点在34.6℃，在水加热到该温度时，热交换管5内的乙醚开始气化吸热，将大量的热量从真空管4中的热量运动到储水箱2内，酒精的沸点在78.3℃，在水加热该温度是，酒精开始作为热量运输溶剂；在温度超过144.41摄氏度时，邻二甲苯作为热量运输剂，在温度超过290.0摄氏度时，甘油作为热量运输剂。
塞子5a呈T字形，塞子5a上具有螺柱，螺柱上套设有密封圈一9，螺柱上开设有用于十字螺丝刀拧紧的十字槽，铜管上一端具有与螺柱相匹配的螺纹孔，塞子5a由热交换管5内部向外拧紧。塞子5a由热交换管5内部向外拧紧能避免混合溶液7在气化和液化的过程中，热交换管5的内部压力变大或者变小，多次反复后塞子5a变松，导致漏气漏液等问题。
冷凝头6螺纹连接固设在热交换管5的一端，冷凝头6与热交换管5之间设置有密封圈二10，冷凝头6与热交换管5的外侧套设有加固管11，加固管11的一端螺纹连接在冷凝头6上，加固管11的另一端螺纹连接在热交换管5的一端。能避免混合溶液7在气化和液化的过程中，热交换管5的内部压力变大或者变小，导致冷凝头6与热交换管5的螺纹连接变的不牢固。能避免漏气漏液等问题。
干燥箱3外层设置有保温层，干燥箱3前侧固设有透光的中空玻璃12。阳光能从中空玻璃12处照射到干燥箱3内，干燥箱3内温度开始上升。升温后能减少在储水箱2中的热水往上流失的热量。
干燥箱3的内底部固设有平板集热器13，平板集热器13的上表面位于干燥箱3内，平板集热器13的下表面位于储水箱2内。平板集热器13能收集从中空玻璃12照射进来的阳光，然后热量能储存，将热量传导到下部的储水箱2内，在夜间，上部干燥箱3内温度较低时，能将平板集热器13内的温度反馈到干燥箱3内。
中空玻璃12具有中空隔层一14和中空隔层二15，中空隔层一14位于外侧，中空隔层一14与外界相接触；中空隔层一14内填充有氩气，中空隔层二15内填充有二氧化碳。太阳能能从中空隔层一14和中空隔层二15穿透，然后进入到干燥箱3内，光线被干燥箱3内表面发射，热量向外辐射，被中空隔层二15内填充的二氧化碳阻挡。热量流失速度降低。中空隔层一14内填充的氩气的活跃性较低，能减缓对流造成的热量流失。
本发明的工作原理是这样的：将太阳能热水器中放满水，当太阳光照射在真空管4上时，真空管4开始集热，热水开始上升，冷水开始下降，形成一冷热水循环，同时热交换管5也开始吸收热量，热交换管5中的混合溶液7在吸收热量后开始气化，气化后的液体随着热交换管5进入到冷凝头6内，然后进入到冷凝头6的散热翅片6a内，热气与冷水间接的接触，热气散热然后气体重新变回液体，随着热交换管5流回真空管4内，重新开始吸热，往复循环，大大的提高了太阳能的利用效率。在这个过程中，热量的传递需要有一个冷水与热水不断交替的过程，这种方式在热量传递的过程是比较缓慢的，而在热水流动从真空管4进入到储水箱2又会流失掉一部分热量，通过该结构能大大提高太阳能的利用效率。
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。
Claims (10)
1.一种太阳能热水器的集热结构,所述的太阳能热水器包括支架，所述的支架上固设有储水箱，储水箱上固设有进水管和出水管，所述的储水箱上固设有干燥箱，所述的支架上架设有若干储水用的真空管，所述的储水箱开设有有若干均匀排布的通孔，真空管的一端插设在通孔内，其特征在于，所述的集热机构包括热交换管，所述的热交换管的一端通过塞子封闭，所述的热交换管的另一端通过冷凝头封闭，所述的热交换管的塞子封闭一端插设在真空管内，热交换管的冷凝头封闭一端位于真空管外，冷凝头位于储水箱内，热交换管与冷凝头形成一密闭的腔室，所述的冷凝头上具有平行等距设置的若干散热翅片，散热翅片内具有与腔室相连通的空腔；所述的腔室内设置有用于加速热交换的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的散热翅片位于冷凝头的上半部。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的热交换管内固设有若干环形的吸热翅片。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的热交换管为铜质材料。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的混合溶液包括乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油，乙醚、酒精、邻二甲苯和甘油按照体积百分比1：1：1：1混合。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的塞子截面呈T字形，塞子上具有螺柱，螺柱上套设有密封圈一，所述的螺柱上开设有用于十字螺丝刀拧紧的十字槽，所述的铜管上一端具有与螺柱相匹配的螺纹孔，所述的塞子由热交换管内部向外拧紧。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的冷凝头螺纹连接固设在热交换管的一端，冷凝头与热交换管之间设置有密封圈二，所述的冷凝头与热交换管的外侧套设有加固管，加固管的一端螺纹连接在冷凝头上，加固管的另一端螺纹连接在热交换管的一端。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的干燥箱外层设置有保温层，所述的干燥箱前侧固设有透光的中空玻璃。
9.所述的干燥箱的内底部固设有平板集热器，平板集热器的上表面位于干燥箱内，所述的平板集热器的小表面位于储水箱内。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器的集热结构，其特征在于，所述的中空玻璃具有中空隔层一和中空隔层二，所述的中空隔层一位于外侧，中空隔层一与外界相接触；所述的中空隔层一内填充有氩气，所述的中空隔层二内填充有二氧化碳。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711401374.4A CN108151327A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种太阳能热水器的集热结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711401374.4A CN108151327A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种太阳能热水器的集热结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108151327A true CN108151327A (zh) | 2018-06-12 |
Family
ID=62464873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711401374.4A Pending CN108151327A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种太阳能热水器的集热结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108151327A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3832225A1 (fr) * | 2019-12-04 | 2021-06-09 | Emv2 | Capteur thermique solaire, panneau thermique solaire et procédé de chauffage d'un bâtiment avec stockage calorifique intégré |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2199518Y (zh) * | 1994-09-24 | 1995-05-31 | 梁万阳 | 高、低温传导管 |
| CN2720631Y (zh) * | 2003-11-25 | 2005-08-24 | 陈德荣 | 一种翅片热管散热器 |
| CN201593887U (zh) * | 2010-03-10 | 2010-09-29 | 王宝泉 | 高效太阳能双集热真空管 |
| CN101865550A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种气囊型平板太阳能集热器透明盖板 |
| CN201828040U (zh) * | 2010-09-10 | 2011-05-11 | 何斌 | 太阳能平板中空集热水器 |
| CN102072574A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-05-25 | 南京绿盾电气设备有限公司 | 太阳能“冷凝翅片式热管” |
| CN203523220U (zh) * | 2013-09-04 | 2014-04-02 | 中山佳一电子技术有限公司 | 空腹热管散热器 |
| CN204630440U (zh) * | 2015-03-11 | 2015-09-09 | 张家口科雷传热设备有限公司 | 一种螺栓封口重力式热管 |
| CN205403365U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 红河学院 | 一种智能化太阳能农副产品干燥装置 |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711401374.4A patent/CN108151327A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2199518Y (zh) * | 1994-09-24 | 1995-05-31 | 梁万阳 | 高、低温传导管 |
| CN2720631Y (zh) * | 2003-11-25 | 2005-08-24 | 陈德荣 | 一种翅片热管散热器 |
| CN201593887U (zh) * | 2010-03-10 | 2010-09-29 | 王宝泉 | 高效太阳能双集热真空管 |
| CN101865550A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-20 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种气囊型平板太阳能集热器透明盖板 |
| CN201828040U (zh) * | 2010-09-10 | 2011-05-11 | 何斌 | 太阳能平板中空集热水器 |
| CN102072574A (zh) * | 2011-01-20 | 2011-05-25 | 南京绿盾电气设备有限公司 | 太阳能“冷凝翅片式热管” |
| CN203523220U (zh) * | 2013-09-04 | 2014-04-02 | 中山佳一电子技术有限公司 | 空腹热管散热器 |
| CN204630440U (zh) * | 2015-03-11 | 2015-09-09 | 张家口科雷传热设备有限公司 | 一种螺栓封口重力式热管 |
| CN205403365U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-27 | 红河学院 | 一种智能化太阳能农副产品干燥装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3832225A1 (fr) * | 2019-12-04 | 2021-06-09 | Emv2 | Capteur thermique solaire, panneau thermique solaire et procédé de chauffage d'un bâtiment avec stockage calorifique intégré |
| FR3104242A1 (fr) * | 2019-12-04 | 2021-06-11 | Emv2 | Capteur thermique solaire, panneau thermique solaire et procédé de chauffage d’un bâtiment avec stockage calorifique intégré. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102032679A (zh) | 一体承压热管平板太阳能热水器 | |
| CN103791633B (zh) | 一种太阳能热风机 | |
| CN104713247A (zh) | 一种太阳能热水器 | |
| CN101388420A (zh) | 闭环毛细管太阳能光伏热电板 | |
| CN102254979B (zh) | 一种太阳能电水联产系统 | |
| CN101387451B (zh) | 闭环毛细管平板式太阳能集热器 | |
| CN102519156B (zh) | 一种热管式真空管半导体热电热水系统 | |
| CN108151327A (zh) | 一种太阳能热水器的集热结构 | |
| CN201237367Y (zh) | 太阳能热能转换器 | |
| CN105180484A (zh) | 太阳能中温集热管 | |
| CN209541198U (zh) | 一种中高温型太阳能光热光伏装置 | |
| CN207230959U (zh) | 设有太阳能集热结构的空气源热泵 | |
| CN203687413U (zh) | 一种太阳能热风机 | |
| CN205425462U (zh) | 一种高效太阳能热水器 | |
| CN104314780A (zh) | 一种新型太阳能热量转换蒸汽热能的发电系统 | |
| CN1830820A (zh) | 制冰及海水淡化的方法及装置及发电方法及装置 | |
| CN212692150U (zh) | 一种分体组合式家用太阳能热水器装置 | |
| CN107218734A (zh) | 一种太阳能供电供暖供冷三联供系统 | |
| CN203719000U (zh) | 太阳能冷暖中央空调加热回收系统 | |
| CN203642527U (zh) | 斯特林热机太阳能集热器 | |
| CN202747646U (zh) | 一种太阳光热接收器 | |
| CN108151339A (zh) | 一种高效热交换的太阳能热水器 | |
| CN110173904A (zh) | 热管式气化器 | |
| Deng et al. | Performance experiments for flat plate solar water heater based on micro heat pipe array | |
| CN205783884U (zh) | 一种太阳能热水器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180612 |