CN1430028A - 相变蓄热式太阳能加热器 - Google Patents
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Abstract
一种由相变蓄热箱、真空吸热管、反射板、支架主要部件组成的太阳能加热器。真空吸热管吸收的热量通过导热管加热相变蓄热材料、相变蓄热;冷水通过换热器后即可加热使用。它解决了水箱式太阳能热水器的上水问题、水箱承压问题、真空吸热管结垢问题、呼吸孔保温问题、溢流水管问题。相变蓄热箱蓄热量大,即时加热,水质新鲜、卫生。
Description
本发明是一种新式太阳能加热器,用相变蓄热箱代替常用的水箱。
目前的太阳能热水器是由水箱、太阳能真空吸热管、反射板、支架、硅胶密封圈主要部件组成。由于水箱工作必须先上水,于是有了诸如自动上水装置之类的发明。由于水箱内的水进出需要空气呼吸口,这样就影响了水箱的保温性能,于是就有了将呼吸孔放在水箱底部的实用新型专利。但呼吸口散热问题仍存在。由于真空吸热管长期接触水后会产生结垢,污泥沉淀,于是就有了热管式真空吸热管。真空吸热管与水箱直接相连,其中的水为死水,影响了太阳能热水器的能量有效利用。另外,硅胶密封圈时间一长会老化,便出现漏水现象。目前热水器的水箱一般不能承受自来水压力,容易造成爆裂或抽瘪现象。由于水箱进出水管共用,使用前必须将一段冷水放掉,因而出现了电子排空阀之类的产品。
本发明的目的是为了克服水箱式太阳能热水器的上述不足,整体解决太阳能热水器能量储存问题,冷水加热问题,使用相变蓄热箱代替水箱可解决上述问题。
本发明是由蓄热箱、真空吸热管、反射板、支架主要部件组成。蓄热箱由保温箱、蓄热材料、换热器、导热管、集热管主要部件组成。工作过程如下:真空吸热管吸收能量通过蓄热箱内的导热管、集热管将蓄热材料加热,使其升温、融化、相变蓄热、能量储存。使用时自来水进入换热器,由于温差,冷水即时加热,从而实现太阳能的使用,如果吹入冷空气进入换热器后,空气加热可以用于冬季夜间采暖。如果循环制冷剂,进入换热器后,可用于室内夏季空调制冷。
由于采用相变蓄热箱,有阳光就能储存热能;可以解决上水问题,不需要提前上水,使用时打开水龙头就可以加热冷水,水质新鲜卫生。由于相变蓄热材料没有消耗,且容积变化不大,因而不需要呼吸孔,保温性能良好。由于相变蓄热材料存在相变潜热,因而单位容积蓄热量大大增加,可以相应减小蓄热箱容积。由于真空吸热管是通过加热空气后将热量传递给相变蓄热材料储热,因而没有存水、污泥、结垢现象,从而提高真空吸热管的热效率。由于进、出水管不共同使用,关闭进水龙头后,出口管的水会流尽,因而使用时不会出现一段冷水。由于换热器管径小,承受压力大,因而不会出现水箱抽瘪和炸裂漏水问题。由于采用换热器加热,可以加热空气或制冷剂等介质。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是相变蓄热式太阳能加热器组装图
图2是相变蓄热箱剖面图
图中:
1.相变蓄热箱 2.真空吸热管 3.反射板 4.支架
5.保温箱体 6.相变蓄热材料 7.换热器 8.导热管
9.集热管
实例:
图1中:相变蓄热箱(1)、反射板(3)安装在支架(4)上,真空吸热管(2)紧插入相变蓄热箱(1)保温层内至内胆壁,导热管(8)插入真空吸热管紧插管内壁,尾端安装在支架(4)上。
图2中:相变蓄热箱由保温箱体(5)、相变蓄热材料(6)、换热器(7)、导热管(8)、集热管(9)主要部件组成。保温箱体(5)由内胆、保温层、外壳、加料口箱盖组成,内胆为普通铁板制作;保温层为聚胺脂发泡材料,也可采用多层保温材料复合而成;外壳采用不锈钢薄板或防酸铝板;保温箱体(5)为圆柱形,侧面横向开若干真空吸热管(2)接口;内胆孔径为φ15~φ20,保温层孔径φ47~φ57,箱体底部或侧壁上端开二只φ10~φ20孔。
换热器(7)采用符合饮用水管标准的紫铜管或不锈钢管制成,直管串接均布在保温箱体(5)内,直管中间肋片若干,两端为固定安装片,进出口均在箱体上部或安装一端倒U型管后,管孔安装在保温箱体(5)底部,在靠近导热管最近的一根管子串接集热管(9),导热管(8)焊接在集热管(9)上,固定安装片焊接在内胆壁上。换热器也可用盘管式。导热管(8)为直径φ15~φ20紫铜管,长15~50cm,一端焊接在集热管(9)上,中间在箱体(5)内胆孔洞焊接密封,一端锯十字花至箱体内胆2~3cm,四瓣弯曲扩大管径,略大于真空管内壁。集热管(9)直径为φ40~φ120直管,材质与换热器(7)相同,两端用大小头串接在换热器末端。
相变蓄热材料采用相变温度40℃~80℃的材料,最佳相变温度为50℃~70℃,材料为石腊、高温沥青、松香、动物硬质油脂、金属纤维等高温融化后,捣拌均匀,制成颗粒或条状,热水器安装完毕后放入蓄热箱内。
Claims (8)
1、一种由反射板、真空吸热管、导热管、集热管、保温箱、蓄热材料、换热器、支架组成的太阳能加热器,其特征是:反射板(3)、真空吸热管(2)、吸收光能转为热能;导热管(8)、集热管(9)将热能传输给蓄热材料(6),保温箱(5)防止热量散失;蓄热材料(6)储存热能;换热器(7)利用热能加热水、空气或制冷剂,达到利用太阳能加热目的。
2、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:真空吸热管(2)插入蓄热箱(1)保温层内,蓄热箱(1)内的导热管(8)插入真空吸热管(2)内,蓄热箱(1)、真空吸热管(2)、反射板(3)分别固定在支架(4)上。
3、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:蓄热箱由箱体(5)、蓄热材料(6)、换热器(7)、导热管(8)、集热管(9)组成,蓄热箱为圆柱形,横侧面开若干个真空吸热管接口,一端或底部伸出换热器进、出口接头,上部有一加料口孔,加料完毕后,加保温盖,螺丝固定。
4、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:蓄热材料为相变蓄热材料、相变温度为40℃~80℃,最佳温度为50℃~70℃,其成份为石腊50~90%,高温沥青10~30%,松香5~15%,动物硬质油脂5~30%,金属纤维1~3%,上述原料根据设计要求确定配比,然后加热搅拌均匀,制成颗粒或细棒状。
5、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:换热器(7)采用金属耐腐材料,如铜管、不锈钢管,换热器为直管串联式,中间加金属肋片若干,两端为固定安装片,肋片沿管孔轴向冲压辐射条若干并向二边弯曲,换热器(7)的进出水接口安装在蓄热箱最高处或采用加上一端倒U形管后安装在蓄热箱底部,换热器(7)未端处焊接集热管(9),集热管(9)上面焊接若干个导热管(8),换热器(7)进、出口与壳体内壁焊接牢,固定片也与壳体内壁用螺丝连接或焊接固定。换热器也可为盘管式。
6、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:导热管(8)采用φ15-φ20薄壁铜管,一端焊接在集热管(9)上,中间焊接在箱体内壁上,末端锯十字花分为四瓣,至壳体内壁2-3cm,并将四瓣铜片弯曲扩大管径使导热管(8)紧紧地插入真空吸热管(2)内,导热管长度为15-50cm。
7、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:集热管串接在换热器末端,上面焊接若干个导热管(8),直径为φ50-φ120mm,材质与换热器一样。
8、根据权利要求1所述的太阳能加热器,其特征是:保温箱由内胆、保温层、外表保护层、加料口箱盖等组成,内胆可以采用普通铁板或工程塑料加工,保温层为聚胺脂发泡材料,外表保护层用不锈钢薄板或铝板制作,内胆与换热器进出口、导热管焊接密封,加料口箱盖为保温材料,用万能胶胶在圆形不锈钢板上。加料后用螺丝固定。
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