CN201992860U - 平板太阳能速热水器 - Google Patents

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Abstract

一种平板太阳能速热水器，包括有壳体、保温层、平面集热板、热管和热交换水管；所述壳体由玻璃前盖、边框和后盖板组成，所述壳体内设有储热箱，所述储热箱包括有箱体，所述箱体内填充有相变材料，所述的相变材料内埋设所述的热交换水管；所述平面集热板表面涂有吸收膜，在平面集热板后方焊有所述的热管，所述热管连接到储热箱中，与相变材料进行热传递；所述热交换水管的一端为进水端，一端为出水端。本实用新型采用热交换结构，速热水器中不存储水，采用相变材料，使用时才通过置换储热箱中相变材料的热量出来加热用水，这样储热材料热辐射少，热量损失少，保温要求不高，可以比传统太阳能热水器的保温层薄。

Description

平板太阳能速热水器
(一)技术领域
本实用新型涉及太阳能热水器。
(二)背景技术
传统平板太阳能热水器是分体承压式的太阳能热水器。一般的分体承压式太阳能热水器由三大模块组成：平板集热器、包括循环泵在内的太阳能工作站和承压水箱，结构复杂、制造成本高，体积庞大，安装麻烦，采用非隔离的电加热棒，有安全隐患。
(三)发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效解决上述问题的平板太阳能速热水器，采用相变材料，使用储热箱替代传统的热水箱，并形成一体化结构，整体的体积更小，重量更轻，能效比更高，使用时通过热交换加热用水、即开即用，无需控制仪表，泄压阀、膨胀罐；一体化薄型整体结构，可壁挂、内嵌在朝南的墙体或屋顶，与建筑一体化，适用范围广，更美观。
为此，本实用新型采取以下技术方案：
一种平板太阳能速热水器，包括有壳体、保温层、平面集热板、热管和热交换水管；所述壳体由玻璃前盖、边框和后盖板组成，所述壳体内设有储热箱，所述储热箱包括有箱体，所述箱体内填充有相变材料，所述的相变材料内埋设所述的热交换水管；所述平面集热板表面涂有吸收膜，在平面集热板后方焊有所述的热管，所述热管连接到储热箱中，与相变材料进行热传递；所述热交换水管的一端为进水端，一端为出水端。
相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供潜能的物质。目前对国内外相变材料(phase change materials，PCM)储热性能的研究越来越多，相变材料有独特的潜热性能：它在其物相变化过程中，可以从环境吸收热(冷)量或向环境放出热(冷)量从而达到热量储存和释放的目的。从现在应用普遍程度来看，相变材料主要使用的是固液相变材料和固固相变材料。把载体基质做成微胶囊、多孔泡沫塑料或三维网状结构，再把相变材料灌注于其中，这样微观上仍是发生固-液相变，进行储能控温。但从蓄能材料的整个宏观特性上来看仍然保持其固体形状。
所述储热箱呈扁平长方体中空结构，所述平面集热板布置在所述储热箱朝向阳光的外侧面、玻璃前盖的内侧。
所述热交换水管为紫铜盘管。
所述相变材料是固-固相变材料。
所述的储热箱由铝合金型材构成。
所述的相变材料为纳米多孔石墨基相变储能复合材料。
所述的相变材料为膨胀陶瓷微粒基相变复合材料。
所述储热箱和壳体之间填充有所述的保温层，所述平面集热板与储热箱的空隙也填充有保温层。
所述太阳能热水器整体呈普通的长方体结构，通过4个角上的紧固件固定在建筑物上。
所述储热箱箱体由相变材料构成，所述箱体与内部填充的相变材料一体成型。
本实用新型的工作原理是：经过太阳光照射的平面集热板，通过热管把热量传递到储热箱中的相变材料中并蓄存起来，使用时才进行热交换。使用时，打开水龙头，冷水流经储热箱中的热交换水管，热交换水管内的水获得热量升高温度，到达出口处时，水已到达理想的使用温度，达到了即开即用即热的目的。
本实用新型的优点是：1、采用热交换结构，速热水器中不存储水，采用高储热性能和导热性能的相变材料，使用时才通过置换储热箱中相变材料的热量出来加热用水，可以通过选择相变材料的相变温度点来选择合适的相变材料，比如说60摄氏度，这样储热材料热辐射少，热量损失少，保温要求不高，可以比传统太阳能热水器的保温层薄；2、由于相变材料能存储大量的热能，相同质量的相变材料能比水存储多一倍以上的热能，因此体积可以做的更小；3、由于相变材料能存储大量的热能，而温度却并没多大的升高，因此空晒也不至于导致温度升高到破坏保温层，而传统太阳能热水器空晒会引起超高温，暴晒会引起高温水蒸汽来老化损坏聚氨酯保温层，降低使用寿命；4、实际上对本实用新型而言空晒也是种使用形式，就像对蓄电池充电一样，给储热箱充热能，使用时再接水管也没问题，是军事、野外作业的一种移动应用形式；5、采用一体薄型板式整体结构，体积小，重量轻，方便运输、安装快捷，可内嵌在朝南的墙体内或放置屋顶上，产品与建筑一体化，适用范围广，更美观；6、除热交换水管外不需要承压，耐低温寒冻，而且输水管路短，有效避免了管路冻裂的问题；7、所述储热箱只要密闭、承压力不强，采用铝合金型材，不需焊接设备，加工简单，制造高效；8、所述系统用水时即开即热，基本恒温，不需要电脑控制系统、泄压阀、膨胀罐，结构简单可靠，9、所述储热箱也可以是相变材料一体成型，制造更简单、造价更低。
(四)附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
(五)具体实施例
实施例一：
一种平板太阳能速热水器，包括有壳体、保温层2、平面集热板4、热管5和热交换水管3；所述壳体由玻璃前盖11、铝合金边框12和彩钢板后盖板13组成，所述壳体内设有储热箱，所述储热箱包括有箱体61，所述箱体内填充有相变材料62，所述的相变材料内埋设所述的热交换水管3；所述平面集热板4表面涂有吸收膜，在平面集热板后方焊有所述的热管5，所述热管连接到储热箱中，与相变材料进行热传递；所述热交换水管3的一端为进水端31，一端为出水端32。所述储热箱呈扁平长方体中空结构，所述平面集热板布置在所述储热箱朝向阳光的外侧面、玻璃前盖的内侧。所述热交换水管为紫铜盘管，为了提高热交换效率，热交换水管可以套装肋片。所述相变材料为纳米多孔石墨基相变储能复合材料，是固-固相变材料。所述的储热箱由铝合金型材构成。
所述储热箱和壳体之间填充有所述的保温层，所述平面集热板与储热箱的空隙也填充有保温层。
所述太阳能热水器整体呈普通的长方体结构，通过4个角上的紧固件固定在建筑物上。
本实用新型所述的平板太阳能速热水器为一体薄型整体板式，采用壁挂南墙、屋顶的安装结构，太阳能速热水器的四个角上有紧固件，可通过膨胀螺栓固定在墙体或屋顶，由于结构一体，运输安装简单，使用中几乎是免维护的。
该实例的有益表现是真正建筑一体化，结构简单，平面集热板一般都是采用薄铝板或薄铜板，镀蓝膜或黑铬膜，使用寿命长。
实施例二：所述的相变材料为膨胀陶瓷微粒基相变复合材料，属于固-固相变材料，其他同实施例一。
实施例三：所述储热箱中的热交换水管是不锈钢材质的承压水管，其他同实施例一。
实施例四：所述储热箱箱体由相变材料构成，所述箱体与内部填充的相变材料一体成型，其他同实施例一。

Claims (10)

1.一种平板太阳能速热水器，包括有壳体、保温层、平面集热板、热管和热交换水管，其特征在于：所述壳体由玻璃前盖、边框和后盖板组成，所述壳体内设有储热箱，所述储热箱包括有箱体，所述箱体内填充有相变材料，所述的相变材料内埋设所述的热交换水管；
所述平面集热板表面涂有吸收膜，在平面集热板后方焊有所述的热管，所述热管连接到储热箱中，与相变材料进行热传递；
所述热交换水管的一端为进水端，一端为出水端。
2.如权利要求1所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述储热箱呈扁平长方体中空结构，所述平面集热板布置在所述储热箱朝向阳光的外侧面、玻璃前盖的内侧。
3.如权利要求2所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述热交换水管为紫铜盘管。
4.如权利要求3所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述相变材料是固-固相变材料。
5.如权利要求4所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述的储热箱由铝合金型材构成。
6.如权利要求4所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述的相变材料为纳米多孔石墨基相变储能复合材料。
7.如权利要求4所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述的相变材料为膨胀陶瓷微粒基相变复合材料。
8.如权利要求4所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述储热箱和壳体之间填充有所述的保温层，所述平面集热板与储热箱的空隙也填充有保温层。
9.如权利要求1所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述太阳能热水器整体呈普通的长方体结构，通过4个角上的紧固件固定在建筑物上。
10.如权利要求1所述的平板太阳能速热水器，其特征在于：所述储热箱箱体由相变材料构成，所述箱体与内部填充的相变材料一体成型。
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