CN201327216Y - 复合能源太阳能相变蓄热供热装置 - Google Patents

复合能源太阳能相变蓄热供热装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种复合能源太阳能相变蓄热供热装置，它包括太阳能集热管、相变蓄热体、出水支管、进水支管、出水总管、进水总管、安全阀、保温材料、恒温阀、辅助加热器。特点是，相变蓄热体置于太阳能集热管内，出水支管置于相变蓄热体中，进水支管置于出水支管内，出水总管与出水支管相连，进水总管与进水支管相连，进水总管置于出水总管内，安全阀与出水总管相连，保温材料包于出水总管和集热管口外部，恒温阀与进出水总管均相连，辅助加热器与恒温阀相连。本实用新型的有益效果为：相变蓄热体置于太阳能集热管内，太阳能集聚于相变蓄热体内，实现了太阳能集热供热装置无水箱化。

Description

复合能源太阳能相变蓄热供热装置
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能相变蓄热供热装置，属太阳能利用技术领域。
背景技术
当前用于提供民用热水或采暖的太阳能集热器主为真空管式集热器和平板集热器两类，真空管式集热器集热效率相对较高，集热温度相对较高，热损失相对较少，应用广泛。真空管式集热管主要又分玻璃结构、玻璃金属结构和热管式真空集热管，其中玻璃结构真空集热管因造价最低，在我国生产量和占用市场份额最大，但玻璃结构真空集热管容水量大、热容大、热起动慢。
太阳能集热一般不随集随用，往往需要蓄热装置，当前大多太阳能蓄热装置为太阳能蓄热水箱，水贮热主要是依靠水的显热蓄热的，太阳能蓄热水箱往往体积需要较大，且随天气或季节改变时，太阳能蓄热箱内水温变化较大，夏季太阳较好时，往往会出现“开锅”，而在冬季太阳较差时，又会出现结冰问题。
利用相变材料进行蓄热，蓄热密度相对较高，蓄放热过程中蓄热材料温度保持不变，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，提高供热的稳定性。
可查的文献大多在太阳能集热供热装置中利用相变蓄热的方法是在蓄热箱内应用相变蓄热材料；且由于相变材料导热能力较差，随着放热过程的进行，结晶层变厚，取热速率下降较快，出水温度稳定性差，很难达到家用热水器使用的要求。
发明内容
为了解决水贮热式太阳能热水器存在的水箱体积大和太阳能相变蓄热热水器存的出水温度不稳定问题，本实用新型提供一种复合能源太阳能相变蓄热供热装置。
本实用新型的技术方案为：复合能源太阳能相变蓄热供热装置，包括太阳能集热管、相变蓄热体、出水支管、进水支管、出水总管、进水总管、安全阀、保温材料、恒温阀、辅助加热器。其特点是，所述的相变蓄热体置于太阳能集热管内，出水支管置于相变蓄热体中，进水支管置于出水支管内，出水总管与出水支管相连，进水总管与进水支管相连，进水总管置于出水总管内，安全阀与出水总管相连，保温材料包于出水总管和集热管口外部，恒温阀与进出水总管均相连，辅助加热器与恒温阀相连。
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，热能经太阳能集热管与相变蓄热体间隙间的空气传递给相变蓄热体贮存起来；放热过程中，冷水经进水总管进入进水支管，冷水运行至进水支管底部后即进入出水支管，相变蓄热体放热经出水支管管壁传递给冷水，冷水升温变成热水后经出水支管进入出水总管，热水经出水总管后进入恒温阀，恒温阀在热水温度超过设定温度时与进水总管中的冷水接通，降低热水温度变成温水，温水经辅助加热器流出以供使用，此时，辅助加热器不工作，恒温阀在热水温度低于设定温度时与进水总管中的冷水切断，热水进入辅助加热器，热水经辅助加热器进一步加热后达到设定温度以供使用，此时，辅助加热器工作，安全阀在太阳能过剩或水压过高时排出热水，保证系统安全运行，保温材料防止装置系统热耗散过大。
本实用新型的有益效果为：相变蓄热体置于太阳能集热管内，太阳能集聚于相变蓄热体内，实现了太阳能集热供热装置无水箱化；进水支管置于出水支管内，实现了换热水管与相变蓄热体连接是单管连接，容易实现机器焊接，加工方便，连接可靠；进水支管置于出水支管内，二者不相联接，进水支管与出水支管形状、尺寸、材料可不必相同；进水支管置于出水支管内，进水总管置于出水总管内，进水支管可不必进行承压设计；进水支管置于出水支管内，实现了水的U型流道，换热面积相对较大，换热相对比较均匀；进水支管置于出水支管内，进水总管置于出水总管内实现了进出水管无弯头设计，结垢减少；太阳能集热、恒温阀与辅助加热器的复合使用，出水温度稳定，太阳能优先使用，在太阳能不足时也能保证热能的供给；装置系统为承压系统，安装使用方便；太阳能集热管破碎不影响系统运行；安装形式可横放、竖放，可壁挂。
附图说明
图1为复合能源太阳能相变蓄热供热装置原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种复合能源太阳能相变蓄热供热装置，包括太阳能集热管1、相变蓄热体2、出水支管3、进水支管4、出水总管5、进水总管6、安全阀7、保温材料8、恒温阀9、辅助加热器10。所述的太阳能集热管1为普能太阳能真空玻璃集热管，相变蓄热体2可由金属材料如铜、铁、铝、不锈钢封装的水化物、石蜡或沥青，出水支管3和出水总管5可金属材料管，进水支管4和出水总客6可为金属管、橡胶管、塑料管，安全阀7可为超温泄漏阀或超压泄漏阀，保温材料8可为聚氨脂、玻璃棉、石棉，恒温阀9可为温度调节阀，辅助加热器10可为电加热器或燃气、燃煤、燃油加热器。
所述的相变蓄热体2置于太阳能集热管内1，出水支管3置于相变蓄热体2中，进水支管3置于出水支管4内，出水总管5与出水支管相连3，进水总管6与进水支管4相连，进水总管6置于出水总管5内，安全阀7与出水总管5相连，保温材料8包于出水总管5和集热管1口外部，恒温阀9与进水总管6和出水总管5均相连，辅助加热器10与恒温阀9相连。
贮热过程中，所述的太阳能集热管1主要完成太阳能的吸收并转变成热能，热能经太阳能集热管1与相变蓄热体2间隙间的空气传递给相变蓄热体2贮存起来；放热过程中，冷水经进水总管6进入进水支管4，冷水运行至进水支管4底部后即进入出水支管3，相变蓄热体放热经出水支管3管壁传递给冷水，冷水升温变成热水后经出水支管3进入出水总管5，热水经出水总管5后进入恒温阀9，恒温阀9在热水温度超过设定温度时与进水总管6中的冷水接通，降低热水温度变成温水，温水经辅助加热器10流出以供使用，此时，辅助加热器10不工作，恒温阀9在热水温度低于设定温度时与进水总管6中的冷水切断，热水进入辅助加热器10，热水经辅助加热器10进一步加热后达到设定温度以供使用，此时，辅助加热器10工作，安全阀7在太阳能过剩或水压过高时排出热水，保证系统安全运行，保温材料8防止装置系统热耗散过大。

Claims (7)

1.一种复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，包括太阳能集热管、相变蓄热体、出水支管、进水支管、出水总管、进水总管、安全阀、保温材料、恒温阀、辅助加热器，所述的相变蓄热体置于太阳能集热管内，出水支管置于相变蓄热体中，进水支管置于出水支管内，出水总管与出水支管相连，进水总管与进水支管相连，进水总管置于出水总管内，安全阀与出水总管相连，所述的保温材料包于出水总管和集热管口外部，所述恒温阀与进出水总管均相连，所述的辅助加热器与恒温阀相连。
2.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的太阳能集热管为太阳能真空玻璃集热管。
3.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的相变蓄热体为金属材料如铜、铁、铝、不锈钢封装的水化物、石蜡或沥青。
4.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的出水支管和出水总管为金属材料管，进水支管和出水总管为金属管、橡胶管或塑料管。
5.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的安全阀为超温泄漏阀或超压泄漏阀。
6.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的保温材料为聚氨脂、玻璃棉或石棉。
7.根据权利要求1所述的复合能源太阳能相变蓄热供热装置，其特征在于，所述的辅助加热器为电加热器或燃气、燃煤、燃油加热器。
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