CN112648749A - 高效储热换热器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高效储热换热器装置，装置设有安装在室内的储能罐，以及安装在户外的集热管，所述集热管设有多根且相关串联构成管排，所述储能罐内设有蒸汽换热盘管和热水换热盘管，所述蒸汽换热盘管的两个接口通过管路连接管排的进出水口，所述管路上安装有蒸汽泵，所述热水换热盘管的一个接口连接自来水管路，另一个连接水龙头。本发明的优点在于体积小，储热能量大，储能罐在室内，能够打开水龙头就立刻获得热水，使用安全方法。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热水领域。
背景技术
太阳能热水系统是目前较为普及的清洁能源，使用方便，节能环保，但是热水器的储水箱和集热管一般安装在一起，置于户外，当用户需要使用太阳能的热水时，需要放掉大量的管内冷水，导致使用不方便，并且会造成水资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种即开即用，快速获得热水的高效储热换热器装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：高效储热换热器装置，装置设有安装在室内的储能罐，以及安装在户外的集热管，所述集热管设有多根且相关串联构成管排，所述储能罐内设有蒸汽换热盘管和热水换热盘管，所述蒸汽换热盘管的两个接口通过管路连接管排的进出水口，所述管路上安装有蒸汽泵，所述热水换热盘管的一个接口连接自来水管路，另一个连接水龙头。
所述储能罐外设有保温层，所述储能罐内的介质为油。
所述集热管上以及储能罐内均设有温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至控制器，所述控制器输出控制信号至蒸汽泵。
所述集热管包括内管和外管，所述内管置于外管内，所述内管和外管之间抽真空，所述内管上设有应力释放带，所述应力释放带包括应力环和应力环两侧连接内管的连接管，所述应力环为中部向外拱起的管状结构，构成截面为C形的回转体。
所述连接管为波纹管结构。
所述内管、应力环、连接管共轴，所述内管和应力释放带为一体成型的玻璃管，所述内管和外管均为G3.3高硼硅玻璃，管壁厚度均为1.6mm。
所述内管的外表面具有能量吸收层，每个所述集热管的下方设有弧形的反光镜。
当同时满足储能罐内温度低于设定值且集热管温度高于设定值时，启动蒸汽泵；
当蒸汽泵工作时，若储能罐内温度高于设定值，或集热管温度低于设定值时，关闭蒸汽泵。
本发明的优点在于体积小，储热能量大，储能罐在室内，能够打开水龙头就立刻获得热水，使用安全方法。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为高效储热换热器装置原理图；
图2为集热管结构示意图；
图3为集热管安装示意图；
上述图中的标记均为：1、外管；2、内管；3、应力环；4、连接管；5、反光镜；6、集热管；7、蒸汽泵；8、储能罐；9、蒸汽换热盘管；10、热水换热盘管。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示，高效储热换热器装置，设有安装在室内的储能罐8，安装在户外的集热管6，储能罐8内存储的是高沸点的油料，如菜籽油、花生油等，这样能够保证热量的存储量，也能提升换热效率，储能罐8外设有保温层，储能罐8内设有蒸汽换热盘管9和热水换热盘管10，蒸汽换热盘管9和热水换热盘管10的两端伸出储能罐8，并设有接口，热水换热盘管10的一个接口连接自来水管路，另一个连接水龙头，这样就能够即开即获得热水，集热管6设有多根且相关串联构成管排，蒸汽换热盘管9的两个接口通过管路连接管排的进出水口，利用蒸汽进行换热，能够用水来提升储能罐8内油的温度，并加热至100度以上。
为了方便控制，集热管6上以及储能罐8内均设有温度传感器，温度传感器输出温度信号至控制器，控制器输出控制信号至蒸汽泵7。当同时满足储能罐8内温度低于设定值且集热管6温度高于设定值时，启动蒸汽泵7；当蒸汽泵7工作时，若储能罐8内温度高于设定值，或集热管6温度低于设定值时，关闭蒸汽泵7。这里的设定值根据需要设计，定义不同的数值，保证外部换热管温度足够高的时候才进行换热，而储能罐8内根据需求进行换热。
换热管内温度一般会高于100度，将水加热成成蒸汽，因此管路上可以设置有泄压、补水的膨胀壶，此外，集热管6的结构也需要能够承受高温，如图2所示，集热管6包括内管2和外管1，内管2和外管1在两端封口，并将内管2和外管1之间抽真空构成集热管6，为了提升内管2吸热能力，内管2的外表面具有能量吸收层，能量吸收层采用PVD物理气象沉积，将铜、铝、不锈钢分子真空蒸发，溅射离子方式镀制到内管2表面。
内管2和外管1均可以才吹胀成型，并独立加工，为了提升内管2的可靠性，在内管2偏至一侧位置设有应力释放带，偏置设置能够提示内管2的刚度，经过试验，应力释放带采用偏置位置相较于设置在中间位置能够使内管2的刚度能够提升30％以上，最佳的设置位置是应力释放带一侧的内管2为另一侧内管2长度的20-40％。
应力释放带包括应力环3和应力环3两侧连接内管2的连接管4，应力环3为中部向外拱起的管状结构，构成截面为C形的回转体，其形状类似于轮胎，这样的吸能设计能够极大的提升内管2的耐温性能，以及内管2存水的可靠性。
为了提升内外管1的抗应力能力，内管2和外管1均为G3.3高硼硅玻璃，管壁厚度均为1.6mm，针对该尺寸的内管2壁厚，连接管4的内径为内管2内径的25-45％，应力环3的外径与内管2内径相同，则能够更好的配合应力环3提升内管2耐受力度，此外，内管2制作时，内管2、应力环3、连接管4需要共轴。
为了在进一步提升内外管1的抗应力能力，连接管4为波纹管结构，则比较应力环3具有吸能效果，连接管4同样具有吸能效果，并且两者搭配作用，能够极大的提升内管2的抗应力能力。
集热管6并排固定构成管排，由于本发明内管2适应能力强，则可以在每个集热管6的下方设有弧形的反光镜5，如图3所示，能够极大的提升内管2吸热能力，是内管2内的温度到达200℃以上。构成整齐集热设备，这是目前集热管6所无法实现的。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.高效储热换热器装置，其特征在于：装置设有安装在室内的储能罐，以及安装在户外的集热管，所述集热管设有多根且相关串联构成管排，所述储能罐内设有蒸汽换热盘管和热水换热盘管，所述蒸汽换热盘管的两个接口通过管路连接管排的进出水口，所述管路上安装有蒸汽泵，所述热水换热盘管的一个接口连接自来水管路，另一个连接水龙头。
2.根据权利要求1所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述储能罐外设有保温层，所述储能罐内的介质为油。
3.根据权利要求1或2所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述集热管上以及储能罐内均设有温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至控制器，所述控制器输出控制信号至蒸汽泵。
4.根据权利要求3所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述集热管包括内管和外管，所述内管置于外管内，所述内管和外管之间抽真空，所述内管上设有应力释放带，所述应力释放带包括应力环和应力环两侧连接内管的连接管，所述应力环为中部向外拱起的管状结构，构成截面为C形的回转体。
5.根据权利要求4所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述连接管为波纹管结构。
6.根据权利要求5所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述内管、应力环、连接管共轴，所述内管和应力释放带为一体成型的玻璃管，所述内管和外管均为G3.3高硼硅玻璃，管壁厚度均为1.6mm。
7.根据权利要求6所述的高效储热换热器装置，其特征在于：所述内管的外表面具有能量吸收层，每个所述集热管的下方设有弧形的反光镜。
8.根据权利要求4-7中任一所述的高效储热换热器装置，其特征在于：当同时满足储能罐内温度低于设定值且集热管温度高于设定值时，启动蒸汽泵；
当蒸汽泵工作时，若储能罐内温度高于设定值，或集热管温度低于设定值时，关闭蒸汽泵。
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