CN109442761A - 一种蛇颈换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蛇颈换热器，属于换热器技术领域，一种蛇颈换热器，包括边框组件和储热水箱，边框组件的一侧固定连接有底板，边框组件与底板之间依次放置有密封胶条、透明盖板、压板、吸热板芯和保温垫，的一对侧壁上均固定连接有连接固定筒，吸热板芯的内部连接有主蛇颈管，主蛇颈管的两端均位于连接固定筒内，主蛇颈管的一端固定连接有集热器进水管，主蛇颈管的另一端固定连接有集热器回水管，应用于平板太阳能集热器，采用主蛇管与副蛇管结合的形式，可以实现大幅提高对太阳能的利用率，并可使热水管中的水不易变凉，可大幅减少热水管中的低温余水，开启水阀可快速得到热水，高效节能，利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及换热器技术领域，更具体地说，涉及一种蛇颈换热器。
背景技术
蛇管式换热器是由金属或非金属管子，按需要弯曲成所需的形状，如圆形、螺旋形和长的蛇形管。它是最早出现的一种换热设备，具有结构简单和操作方便等优点。
蛇管式换热器实际应用的场景有很多，例如平板太阳能集热器经常需要使用到蛇管式吸热板，蛇管式吸热板是将金属管弯曲成蛇形，然后再与平板焊接构成吸热板。这种结构类型在国外使用较多。吸热板材料一般采用铜，焊接工艺可采用高频焊接或超声焊接。集热器工作原理是阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。
在公开号为CN103925704B的中国发明专利中公开了阳台外挂太阳能热水器，将集热器、储热水箱及辅助电加热一体设计，利用出热水箱内置换热盘管热交换加热，虽然在一定程度上解决了现有技术中集热器与储热水箱相互分离和占用空间的问题，但是一体化设计势必导致储热水箱储水有限，难以满足高峰期用水需求，且一体化的设计需考虑集热器的受光，会导致安装空间受限，安装难度加大；且换热盘管位于储热水箱内，只要在当室内热水阀门打开时，换热盘管才可实时发挥作用，当室内热水阀门关闭后自来水停止通过换热盘管，在热水管中会存在较多的余水，打开水阀需排放一端时间才可流出热水，浪费资源，使用不方便。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种蛇颈换热器，它应用于平板太阳能集热器，采用主蛇管与副蛇管结合的形式，可以实现大幅提高对太阳能的利用率，并可使热水管中的水不易变凉，可大幅减少热水管中的低温余水，开启水阀可快速得到热水，高效节能，利于环保。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种蛇颈换热器，包括边框组件和储热水箱，所述边框组件的一侧固定连接有底板，所述边框组件与底板之间依次放置有密封胶条、透明盖板、压板、吸热板芯和保温垫，所述的一对侧壁上均固定连接有连接固定筒，所述吸热板芯的内部连接有主蛇颈管，所述主蛇颈管的两端均位于连接固定筒内，所述主蛇颈管的一端固定连接有集热器进水管，所述主蛇颈管的另一端固定连接有集热器回水管，且集热器进水管、主蛇颈管和集热器回水管依次连通，所述主蛇颈管上缠绕有副蛇颈管，所述副蛇颈管的一端固定连接有自来水进水管，所述副蛇颈管的另一端固定连接有热水出水管，且自来水进水管、副蛇颈管和热水出水管依次连通，所述储热水箱的内部固定连接有换热内胆，所述集热器进水管和集热器回水管的一端均贯穿储热水箱的内壁且位于储热水箱的内部，且集热器进水管和集热器回水管的两端分别与换热内胆的进水口和出水口固定连接，所述储热水箱的下端固定连接有冷水进水管和热水管，且冷水进水管和热水管分别位于换热内胆的两侧，所述热水管与用户阀门固定连接，所述热水管上固定连接有三通接头，且三通接头位于靠近用户阀门的一端，所述三通接头的下端固定连接有换热管，所述所述换热管的内部连接有换热蛇颈管，所述热水出水管的上端与换热蛇颈管的下端固定连接，且自来水进水管、副蛇颈管、热水出水管和换热蛇颈管依次连通，它应用于平板太阳能集热器，采用主蛇管与副蛇管结合的形式，可以实现大幅提高对太阳能的利用率，并可使热水管中的水不易变凉，可大幅减少热水管中的低温余水，开启水阀可快速得到热水，高效节能，利于环保。
进一步的，所述热水管位于储热水箱内部的一端高于换热内胆的最高位置，可防止储热水箱内的水位过低，不易使换热内胆因温度过高而烧坏。
进一步的，所述储热水箱的内部固定连接有电加热棒，且电加热棒的位置低于换热内胆的最高位置，当阳光不足，储热水箱内的水温较低时，电加热棒可辅助加温，且电加热棒的位置可使电加热棒始终处于水中，不易发生空烧。
进一步的，所述储热水箱的内部固定连接有温度传感器，且温度传感器的位置不高于换热内胆的最高位置，所述温度传感器和电加热棒均与控制器电性连接，通过现有技术对水温进行调控，便于实现水温处于设定的阈值内。
进一步的，所述换热蛇颈管的上端开凿有滴水孔，自来水经过副蛇颈管后被加热，会缓慢从换热蛇颈管的上端排出，可实现为热水管中的水加热保温，使开启用户阀门会迅速流出热水，也可由热水管流入储热水箱中，实现为储热水箱加水，由于连接的是自来水，不会因水压过大等原因对储热水箱或其他结构造成损坏。
进一步的，所述边框组件安装在阳台或可充分被阳光照射的位置，便于收集太阳能，所述储热水箱安装在室内或阳台，便于保护储热水箱内的电子元件，不易损坏。
进一步的，所述主蛇颈管为金属铜质材料，铜质材料不会被腐蚀，且耐压能力强，可以承受较高的压力。
进一步的，所述热水出水管为塑料软管，所述塑料软管为聚四氟乙烯材料，可耐高温，熔点为327℃，且性质稳定，抗氧化能力强，可减少维护的频率。
进一步的，两个所述热水出水管之间连接有副颈蛇管连接件，方便多个热水出水管之间的连接，适用的范围更广，可根据实际的主蛇颈管的尺寸安装。
进一步的，所述透明盖板为超白低铁高透光布纹钢化玻璃，所述吸热板芯的表面涂有黑钴涂层，黑钴涂层的主要成分是CoS，具有蜂窝型网状结构，吸热性能较好且成本较低，其吸收比α可达0.94-0.96，发射比ε为0.12-0.14，α/ε为6.7-8。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案应用于平板太阳能集热器，采用主蛇管与副蛇管结合的形式，可以实现大幅提高对太阳能的利用率，并可使热水管中的水不易变凉，可大幅减少热水管中的低温余水，开启水阀可快速得到热水，高效节能，利于环保。
(2)热水管位于储热水箱内部的一端高于换热内胆的最高位置，可防止储热水箱内的水位过低，不易使换热内胆因温度过高而烧坏。
(3)储热水箱的内部固定连接有电加热棒，且电加热棒的位置低于换热内胆的最高位置，当阳光不足，储热水箱内的水温较低时，电加热棒可辅助加温，且电加热棒的位置可使电加热棒始终处于水中，不易发生空烧。
(4)储热水箱的内部固定连接有温度传感器，且温度传感器的位置不高于换热内胆的最高位置，温度传感器和电加热棒均与控制器电性连接，通过现有技术对水温进行调控，便于实现水温处于设定的阈值内。
(5)换热蛇颈管的上端开凿有滴水孔，自来水经过副蛇颈管后被加热，会缓慢从换热蛇颈管的上端排出，可实现为热水管中的水加热保温，使开启用户阀门会迅速流出热水，也可由热水管流入储热水箱中，实现为储热水箱加水，由于连接的是自来水，不会因水压过大等原因对储热水箱或其他结构造成损坏。
(6)边框组件安装在阳台或可充分被阳光照射的位置，便于收集太阳能，储热水箱安装在室内或阳台，便于保护储热水箱内的电子元件，不易损坏。
(7)主蛇颈管为金属铜质材料，铜质材料不会被腐蚀，且耐压能力强，可以承受较高的压力。
(8)热水出水管为塑料软管，塑料软管为聚四氟乙烯材料，可耐高温，熔点为327℃，且性质稳定，抗氧化能力强，可减少维护的频率。
(9)两个热水出水管之间连接有副颈蛇管连接件，方便多个热水出水管之间的连接，适用的范围更广，可根据实际的主蛇颈管的尺寸安装。
(10)透明盖板为超白低铁高透光布纹钢化玻璃，吸热板芯的表面涂有黑钴涂层，黑钴涂层的主要成分是CoS，具有蜂窝型网状结构，吸热性能较好且成本较低，其吸收比α可达0.94-0.96，发射比ε为0.12-0.14，α/ε为6.7-8。
附图说明
图1为本发明的实际应用结构原理图；
图2为图1中A处结构示意图；
图3为图1中B处结构示意图；
图4为本发明应用于集热器的结构分解图；
图5为本发明应用于集热器的去副蛇管剖面图；
图6为本发明副蛇管连接结构示意图；
图7为本发明副蛇管连接件结构示意图。
图中标号说明：
101边框组件、102密封胶条、103透明盖板、104压板、105底板、106连接固定筒、2吸热板芯、201主蛇颈管、3保温垫、4储热水箱、401电加热棒、402控制器、403换热内胆、404冷水进水管、405排气管、406集热器进水管、407集热器回水管、408热水管、5三通接头、501换热管、502换热蛇颈管、6用户阀门、7副蛇颈管、701自来水进水管、702热水出水管、8副颈蛇管连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-7，一种蛇颈换热器，包括边框组件101和储热水箱4，边框组件101的一侧固定连接有底板105，边框组件101与底板105之间依次放置有密封胶条102、透明盖板103、压板104、吸热板芯2和保温垫3，1的一对侧壁上均固定连接有连接固定筒106，吸热板芯2的内部连接有主蛇颈管201，主蛇颈管201的两端均位于连接固定筒106内，主蛇颈管201的一端固定连接有集热器进水管406，主蛇颈管201的另一端固定连接有集热器回水管407，且集热器进水管406、主蛇颈管201和集热器回水管407依次连通，主蛇颈管201上缠绕有副蛇颈管7，副蛇颈管7的一端固定连接有自来水进水管701，副蛇颈管7的另一端固定连接有热水出水管702，且自来水进水管701、副蛇颈管7和热水出水管702依次连通，储热水箱4的内部固定连接有换热内胆403，集热器进水管406和集热器回水管407的一端均贯穿储热水箱4的内壁且位于储热水箱4的内部，且集热器进水管406和集热器回水管407的两端分别与换热内胆403的进水口和出水口固定连接，储热水箱4的下端固定连接有冷水进水管404和热水管408，且冷水进水管404和热水管408分别位于换热内胆403的两侧，热水管408与用户阀门6固定连接，热水管408上固定连接有三通接头5，且三通接头5位于靠近用户阀门6的一端，三通接头5的下端固定连接有换热管501，换热管501的内部连接有换热蛇颈管502，热水出水管702的上端与换热蛇颈管502的下端固定连接，且自来水进水管701、副蛇颈管7、热水出水管702和换热蛇颈管502依次连通。
热水管408位于储热水箱4内部的一端高于换热内胆403的最高位置，可防止储热水箱4内的水位过低，不易使换热内胆403因温度过高而烧坏，储热水箱4的内部固定连接有电加热棒401，且电加热棒401的位置低于换热内胆403的最高位置，当阳光不足，储热水箱4内的水温较低时，电加热棒401可辅助加温，且电加热棒401的位置可使电加热棒401始终处于水中，不易发生空烧，储热水箱4的内部固定连接有温度传感器，且温度传感器的位置不高于换热内胆403的最高位置，温度传感器和电加热棒401均与控制器402电性连接，通过现有技术对水温进行调控，便于实现水温处于设定的阈值内。
换热蛇颈管502的上端开凿有滴水孔，自来水经过副蛇颈管7后被加热，会缓慢从换热蛇颈管502的上端排出，可实现为热水管408中的水加热保温，使开启用户阀门6会迅速流出热水，也可由热水管408流入储热水箱4中，实现为储热水箱4加水，由于连接的是自来水，不会因水压过大等原因对储热水箱4或其他结构造成损坏。
两个热水出水管702之间连接有副颈蛇管连接件8，方便多个热水出水管702之间的连接，适用的范围更广，可根据实际的主蛇颈管201的尺寸安装，边框组件101安装在阳台或可充分被阳光照射的位置，便于收集太阳能，储热水箱4安装在室内或阳台，便于保护储热水箱4内的电子元件，不易损坏。
主蛇颈管201为金属铜质材料，铜质材料不会被腐蚀，且耐压能力强，可以承受较高的压力，热水出水管702为塑料软管，塑料软管为聚四氟乙烯材料，可耐高温，熔点为327℃，且性质稳定，抗氧化能力强，可减少维护的频率，透明盖板103为超白低铁高透光布纹钢化玻璃，吸热板芯2的表面涂有黑钴涂层，黑钴涂层的主要成分是CoS，具有蜂窝型网状结构，吸热性能较好且成本较低，其吸收比α可达0.94-0.96，发射比ε为0.12-0.14，α/ε为6.7-8。
使用时，将边框组件101安装在阳台或可充分被阳光照射的位置，便于收集太阳能，储热水箱4安装在室内或阳台，便于保护储热水箱4内的电子元件，不易损坏，将副蛇颈管7缠绕在主蛇颈管201上，使副蛇颈管7最大程度的与主蛇颈管201接触，并将副蛇颈管7的一端与自来水进水管701通过副颈蛇管连接件8连接，副蛇颈管7的另一端与换热管501内的换热蛇颈管502连接，可参阅图1-3，将自来水进水管701接入自来水，同时将冷水进水管404接入自来水，冷水由冷水进水管404进入储热水箱4中，由于阳光的照射，主蛇颈管201内的水温会升高，副蛇颈管7会与主蛇颈管201发生热交换，在较长的盘旋水道中会被充分加热，同时副蛇颈管7滋生也会吸收太阳辐射的热量，反作用与副蛇颈管7，便于为副蛇颈管7保温，自来水经过副蛇颈管7后被加热，并缓慢从换热蛇颈管502的上端排出，由于热水管408和换热管501相连通，换热蛇颈管502的温度较高，热水管408内的水会和换热蛇颈管502中的水发生热交换，可实现为热水管408中的水加热保温，使开启用户阀门6会迅速流出热水，可大幅减少等待热水的时间，减少热水管中温度较低的余水浪费，同时，无需另外增添电热设备，节能环保，也可由热水管408流入储热水箱4中，实现为储热水箱4加水，直接加入热水，更加节能，由于连接的是自来水，不会因水压过大等原因对储热水箱4或其他结构造成损坏。
本方案应用于平板太阳能集热器，采用主蛇管与副蛇管结合的形式，可以实现大幅提高对太阳能的利用率，并可使热水管中的水不易变凉，可大幅减少热水管中的低温余水，开启水阀可快速得到热水，高效节能，利于环保
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种蛇颈换热器，包括边框组件(101)和储热水箱(4)，其特征在于：所述边框组件(101)的一侧固定连接有底板(105)，所述边框组件(101)与底板(105)之间依次放置有密封胶条(102)、透明盖板(103)、压板(104)、吸热板芯(2)和保温垫(3)，所述(1)的一对侧壁上均固定连接有连接固定筒(106)，所述吸热板芯(2)的内部连接有主蛇颈管(201)，所述主蛇颈管(201)的两端均位于连接固定筒(106)内，所述主蛇颈管(201)的一端固定连接有集热器进水管(406)，所述主蛇颈管(201)的另一端固定连接有集热器回水管(407)，且集热器进水管(406)、主蛇颈管(201)和集热器回水管(407)依次连通，所述主蛇颈管(201)上缠绕有副蛇颈管(7)，所述副蛇颈管(7)的一端固定连接有自来水进水管(701)，所述副蛇颈管(7)的另一端固定连接有热水出水管(702)，且自来水进水管(701)、副蛇颈管(7)和热水出水管(702)依次连通，所述储热水箱(4)的内部固定连接有换热内胆(403)，所述换热内胆(403)的下端固定连接有排气管(405)，且排气管(405)的下端位于储热水箱(4)的下侧，所述集热器进水管(406)和集热器回水管(407)的一端均贯穿储热水箱(4)的内壁且位于储热水箱(4)的内部，且集热器进水管(406)和集热器回水管(407)的两端分别与换热内胆(403)的进水口和出水口固定连接，所述储热水箱(4)的下端固定连接有冷水进水管(404)和热水管(408)，且冷水进水管(404)和热水管(408)分别位于换热内胆(403)的两侧，所述热水管(408)与用户阀门(6)固定连接，所述热水管(408)上固定连接有三通接头(5)，且三通接头(5)位于靠近用户阀门(6)的一端，所述三通接头(5)的下端固定连接有换热管(501)，所述所述换热管(501)的内部连接有换热蛇颈管(502)，所述热水出水管(702)的上端与换热蛇颈管(502)的下端固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述热水管(408)位于储热水箱(4)内部的一端高于换热内胆(403)的最高位置。
3.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述储热水箱(4)的内部固定连接有电加热棒(401)，且电加热棒(401)的位置低于换热内胆(403)的最高位置。
4.根据权利要求1或3所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述储热水箱(4)的内部固定连接有温度传感器，且温度传感器的位置不高于换热内胆(403)的最高位置，所述温度传感器和电加热棒(401)均与控制器(402)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述换热蛇颈管(502)的上端开凿有滴水孔。
6.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述边框组件(101)安装在阳台或可充分被阳光照射的位置，所述储热水箱(4)安装在室内或阳台。
7.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述主蛇颈管(201)为金属铜质材料。
8.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述热水出水管(702)为塑料软管，所述塑料软管为聚四氟乙烯材料。
9.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：两个所述热水出水管(702)之间连接有副颈蛇管连接件(8)。
10.根据权利要求1所述的一种蛇颈换热器，其特征在于：所述透明盖板(103)为超白低铁高透光布纹钢化玻璃，所述吸热板芯(2)的表面涂有黑钴涂层。
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