CN201322463Y - 一种太阳能相变蓄热热水器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能相变蓄热热水器，其特点是，相变蓄热体置于太阳能集热管内，传热介质充填于太阳能集热管与相变蓄热体之间，集热管联箱与太阳能集热管、进液管、出液管相连，循环泵与进液管相连，换热盘管与循环泵和出液管相连，换热盘管置于供热水箱内，生活用水置于供热水箱与换热盘管之间，传热介质膨胀补充排气控制器通过联通管与集热管联箱相连。相变蓄热体置于太阳能集热管中，变太阳能集热管为太阳能集热蓄热体，供热水箱不再做蓄热水箱；供热水箱与蓄热体分离，传热介质与生活用水分离，当循环泵起动时，热量才从太阳能集热器向供热水箱转移，生活用水水温可控，供热水箱可承压、不结垢，系统热损失小，还可实现晴蓄阴放。

Description

一种太阳能相变蓄热热水器
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能相变蓄热热水器，属太阳能利用技术领域。
背景技术
当前绝大多数太阳能热水器的蓄热体实为用热热水箱，无论是传统全玻璃真空管式太阳能热水器，还是U型管式或热管式太阳能热水器，其蓄热体均为一个蓄热水箱，当太阳好时，蓄热水箱的温度升高，太阳不好时，蓄热水箱温度下降，蓄热水箱的温度随天气的变化而变化，蓄热水箱的温度直接决定了用热的温度，水箱温度无法人为调整，只能在用水终端兑入冷水调整最终用水水温。蓄热体与供热水箱不分离，供热水箱温度就无法人为控制，太阳能应用的浪费就比较大。供热水箱选小了，供热水箱往往温度较高，水箱散热损失及水箱与用水终端间的管内热水浪费就较大，供热水箱选大了，冬季或天气较差时，供热水箱温度太低而无法应用。配置电辅助加热也只能解决冬季或天气较差时，供热水箱温度太低而无法应用的问题。
利用高潜热相变材料进行太阳能集热蓄热，可大大减小太阳能蓄热箱的体积。但相变蓄热材料往往导热能力有限，热水器要求放热速率较高，直接应用相变蓄热材料放热供热是无法满足热水器的用热需求，且蓄热材料的泄漏与变性也是相变材料在太能热水器的应用的难点。到目前为止，还没有一款太阳能相变蓄热热水器真正投入市场。
发明内容
为了解决供热水箱温度调节难及相变蓄热材料在太阳能热水器的应用存在的放热速率慢、泄漏与变性的问题。本实用新型提供一种太阳能相变蓄热热水器。
本实用新型的技术方案为：一种太阳能相变蓄热热水器，其特点是，它包括太阳能集热管、相变蓄热体、传热介质、集热管联箱、进液管、出液管、循环泵、换热盘管、供热水箱、生活用水、传热介质膨胀补充排气控制器和联通管，所述的相变蓄热体置于太阳能集热管内，传热介质充填于太阳能集热管与相变蓄热体之间，集热管联箱与太阳能集热管相连，进液管、出液管均与集热管联箱相连，循环泵与进液管相连，换热盘管与循环泵和出液管相连，换热盘管置于供热水箱内，生活用水置于供热水箱与换热盘管之间，传热介质膨胀补充排气控制器通过联通管与集热管联箱相连。
贮热过程中，太阳能集热管主要完成太阳能的吸收并转变成热能，传热介质完成热能向相变蓄热体的传递，相变蓄热体完成热量的贮存；放热过程中，循环泵起动，相变蓄热体将贮存的热量传递给传热介质，传热介质经进液管、集热管联箱、出液管、循环泵、换热盘管循环后，将热量传递给供热水箱内的生活用水，生活用水水温升高变成热水使用；传热介质膨胀补充排气控制器通过联通管防止传热介质过量、缺少或气化。
本实用新型的有益效果为：将相变蓄热体置入太阳能集热管中，把太阳能集热管变成了集热蓄热装置，充分利用了太阳能集热管管内容积，无需额外设置蓄热箱体，且太阳能集热管是一个很好的保温装置，热损失小；供热水箱不再做蓄热水箱，供热水箱与蓄热体分离，供热水箱水温可人为控制，不受天气影响，循环泵不起动，热量贮存于太阳能集热器内，循环泵起动，热量才从太阳能集热器向供热水箱转移；生活用水与传热介质分离，生活用水不参集热过程，且供热水箱可设定温度较低，供热水箱不存在结垢问题，蓄热材料的泄漏也不会影响生活用水的质量；生活用水与传热介质分离，系统可承压运行；供热水箱温度可设定相对较低，用水舒适度将会增加，供热水箱散热及供热水箱与用热终端的热损失可降低；太阳充足又用不完的情况下，供热水箱还可做为备用蓄热体，实现晴蓄阴放功能。
附图说明
图1为太阳能相变蓄热热水器结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，太阳能相变蓄热热水器，包括太阳能集热管1、相变蓄热体2、传热介质3、集热管联箱4、进液管5、出液管6、循环泵7、换热盘管8、供热水箱9、生活用水10、传热介质膨胀补充排气控制器11和联通管12。所述的相变蓄热体2置于太阳能集热管1内，传热介质3充填于太阳能集热管1与相变蓄热体2之间，集热管联箱4与太阳能集热管1相连，进液管5、出液管6均与集热管联箱4相连，循环泵7与进液管5相连，换热盘管8与循环泵7和出液管6相连，换热盘管8置于供热水箱9内，生活用水10置于供热水箱9与换热盘管8之间，传热介质膨胀补充排气控制器11通过联通管12与集热管联箱4相连。
所述的太阳能集热管1为玻璃真空集热管；所述的相变蓄热体2为相变蓄热球、相变蓄热埲、相变蓄热板，相变蓄热体内相变蓄热材料为水合盐、水合氢氧化物或石蜡类有机物，相变蓄热体包裹相变蓄热材料的外壳材料为PE、钢、铁、铜材料；所述的传热介质3为水、乙二醇或导热油；所述的传热介质膨胀补充排气控制器11为带浮球阀或带液位开关的开口箱体，利用箱体容积解决传热介质膨胀需要的空间，利用浮球阀或液位开关控制液位，及时补充传热介质，箱体开口可使传热介质过热产生的气体及时排出。
贮热过程中，太阳能集热管1主要完成太阳能的吸收并转变成热能，传热介质3完成热能向相变蓄热体2的传递，相变蓄热体3完成热量的贮存；放热过程中，循环泵7起动，相变蓄热体3将贮存的热量传递给传热介质2，传热介质2经进液管5、集热管联箱4、出液管6、循环泵7、换热盘管8循环后，将热量传递给供热水箱9内的生活用水10，生活用水水温升高变成热水使用；传热介质膨胀补充排气控制器11通过联通管12防止传热介质3过量、缺少或气化。
蓄热体3放于太阳能集热管1中，集热贮热过程中，循环泵7不必起动，太阳能集热管1变成了一个良好的蓄热场所，它的保温效果是很好的，热损失也很小；供热水箱9实现了蓄热与用热的分离，循环泵7和换热盘管8又实现蓄热与用热的联通，供热水箱9的温度可人为调整，可设定为相对较低的温度，如40℃，当供热水箱9内生活用水10低于40℃时，循环泵7起动，热量即可从蓄热体3转移至生活用水10，生活用水10升温，当生活用于10升温至40℃后，循环泵7停止，从蓄热体3的热量将不再转移，即使太阳能再充足，热量只存于蓄热体内，不会影响供热水箱9内的温度；供热水箱9容积可根据人的用水习惯制作成50L或60L，不必根据太阳能集热面积的多少而改变；供热水箱9温度设定较低，其自身散热会减少，热水供应也可以较低的水温供水，热水应用安全性会提高，不会因太阳能集热过多，造成烫伤，管道滞留水损失的热量也会降低，当然供热水箱9也不会有结垢问题；传热介质3与生活用水10分离，供热水箱9可容易实现承压运行，蓄热材料的泄漏也不会影响生活用水的质量安全；供热水箱9在必要还可做备用蓄热水箱，当太阳能集热太多时，蓄热体2无法吸收时，可适当提高供热水箱9内水温，再贮存一些过剩能量，实现晴蓄阴放。

Claims (7)

1.一种太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，包括太阳能集热管、相变蓄热体、传热介质、集热管联箱、进液管、出液管、循环泵、换热盘管、供热水箱、生活用水、传热介质膨胀补充排气控制器和联通管；所述的相变蓄热体置于太阳能集热管内，传热介质充填于太阳能集热管与相变蓄热体之间，集热管联箱与太阳能集热管相连，进液管、出液管均与集热管联箱相连，循环泵与进液管相连，换热盘管与循环泵和出液管相连，换热盘管置于供热水箱内，生活用水置于供热水箱与换热盘管之间，传热介质膨胀补充排气控制器通过联通管与集热管联箱相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述的太阳能集热管为玻璃真空集热管。
3.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述的相变蓄热体为相变蓄热球、相变蓄热埲或相变蓄热板。
4.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述的相变蓄热体内相变蓄热材料为水合盐、水合氢氧化物或石蜡类有机物。
5.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述相变蓄热体的包裹相变蓄热材料的外壳材料为PE、钢、铁或铜材料。
6.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述的传热介质为水、乙二醇或导热油。
7.根据权利要求1所述的太阳能相变蓄热热水器，其特征在于，所述的传热介质膨胀补充排气控制器为带浮球阀或带液位开关的开口箱体。
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