CN203797975U - 一种平板式真空盖板相变蓄热集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平板式真空盖板相变蓄热集热器，该集热器包含：一端开口的壳体、保温材料，该集热器还包含：设置在壳体内的蓄热箱体，嵌设在壳体的底部内的冷水汇集管组件，嵌设在壳体的顶部内的热水汇集管组件，分别设置在冷水汇集管组件、热水汇集管组件之间多个吸热板排管，分别设置在冷水汇集管组件、热水汇集管组件之间多个下排管，与多个吸热板排管的外壁贴合连接的吸热板，分别与多个下排管连接的多个传热翅片，设置在吸热板与蓄热箱体之间的相变蓄热材料；嵌设在保温材料内，并与吸热板等间距设置在壳体开口端双层真空玻璃盖板。本实用新型提供的平板式真空盖板相变蓄热集热器的体积小、集热效果好、太阳能储存量大、保温效果好。

Description

一种平板式真空盖板相变蓄热集热器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器，具体涉及一种平板式真空盖板相变蓄热集热器。

背景技术

从1998年起，我国太阳能企业进入了发展期，太阳能产量平均每年以超过20%的速度增加，太阳能热水器的保有量也以超过15%以上的速度增加，我国迅速成为太阳能大国。在我国东南地区，太阳能普及率已经超过了30%，更为可观的是，太阳能的普及已由城市走向农村，农村的太阳能市场正在迅速扩大。在部分乡镇地区，太阳能普及率已经超过了85%。由此可知，太阳能的开发与应用具有较大的市场。

太阳能属于可再生清洁能源，分散广，但其能量密度低、有间隙性、有效利用率低。因此，如何高效地利用太阳能成为当今太阳能利用的研究重点。利用晴天充足的太阳能在阴天进行利用，或者利用夏季的太阳能进行冬季供热（季节性蓄热），就需要一定结构的高效集热器与蓄能系统相结合。

目前，市场上太阳能热水器分为两大类：真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。早期的真空管式太阳能和平板式太阳能热水器都存在许多方面的缺点，如安装、密封、防炸、保温、自控、体积大等。平板式太阳能热水器的占地空间小、安全性能高，但缺点在于：保温效果差、结垢、出水量小、低温环境下不制热及结冰。以上问题限制了平板式太阳能热水器的发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种平板式真空盖板相变蓄热集热器，由双层真空玻璃盖板、吸热板、下排管、相变蓄热材料等组成，使得该平板式真空盖板相变蓄热集热器的体积小、集热效果好、太阳能储存量大、保温效果好。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种平板式真空盖板相变蓄热集热器，该集热器包含：一端开口的壳体、截面呈“凹”形的保温材料，上述的保温材料设置在上述的壳体的内部；其特点是，该集热器还包含： 

蓄热箱体，呈长方体，截面呈“凵”形，设置在上述的保温材料的内壁上；

冷水汇集管组件，嵌设在上述的保温材料的一端内；

热水汇集管组件，嵌设在上述的保温材料的另一端内；

多个吸热板排管，设置在上述的蓄热箱体内，并分别平行等间距设置在上述的冷水汇集管组件、热水汇集管组件之间；

多个下排管，设置在上述的蓄热箱体内，并分别平行等间距设置在上述的冷水汇集管组件、热水汇集管组件之间；

吸热板，与上述的多个吸热板排管的外壁贴合连接，并与上述的蓄热箱体的两侧边连接；

多个传热翅片，设置在上述的蓄热箱体内，并分别与上述的多个下排管连接； 

相变蓄热材料，设置在上述的吸热板与上述的蓄热箱体之间，包覆上述的多个吸热板排管、多个下排管及多个传热翅片；

双层真空玻璃盖板，嵌设在上述的保温材料内，并与上述的吸热板等间距设置在上述的壳体开口端。

上述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特点是，上述的多个传热翅片，分别固定设置在上述的多个下排管之间、固定设置在多个下排管与上述的吸热板之间及固定设置在多个下排管与上述的蓄热箱体内壁之间。

上述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特点是，上述的冷水汇集管组件包含：冷水汇集管I、冷水汇集管II、多个冷水连通管；上述的冷水汇集管I与上述的冷水汇集管II平行等间距设置，上述的多个冷水连通管设置在该冷水汇集管I、冷水汇集管II之间；上述的冷水汇集管I的两端分别设有冷水进水口，上述的冷水汇集管II的两端封闭。

上述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特点是，上述的热水汇集管组件包含：热水汇集管I、热水汇集管II、多个热水连通管；上述的热水汇集管I与上述的热水汇集管II平行等间距设置，上述的多个热水连通管设置在该热水汇集管I、热水汇集管II之间；上述的热水汇集管I的两端分别设有热水出水口，上述的热水汇集管II的两端封闭。

上述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特点是，上述的每个吸热板排管的一端与上述的冷水汇集管II连接，该吸热板排管的另一端与上述的热水汇集管I连接。

上述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特点是，上述的每个下排管的一端与上述的冷水汇集管I连接，该下排管的另一端与上述的热水汇集管II连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型提供的一种平板式真空盖板相变蓄热集热器由于采用了窄缝平面真空玻璃盖板替换普通平板式太阳能玻璃盖板，大大减少了因导热和对流产生的热损失，在低温环境下同样可以产生热水，不结冰，并且具有良好的保温效果。由于采用了双排的热水汇集管、双排的冷水汇集管，增加了白天太阳能利用率、实现白天夜晚交替使用热水的功能，同时也提高了热水出水量和出水稳定性。由于将相变蓄热材料与吸热板相结合，使得本集热器的蓄热量大、蓄热稳定，并且蓄热效率高，延长了热水的使用时间，同时能够确保出水温度温度。窄缝平面真空玻璃盖板与相变蓄热材料、吸热板结合，有效解决了普通平板式太阳能冬天不能实现制热、并且易结冰、夜间保温效果差的问题。本实用新型提供的一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的整体结构紧凑、体积小，占地空间小，空间利用率高。

附图说明

图1为本实用新型一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的纵切面结构示意图。

图2为本实用新型一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的俯视剖视图。

图3为本实用新型一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的冷水汇集管剖视图。

图4为本实用新型一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的热水汇集管剖视图。

图5为本实用新型一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的侧视剖视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，一种平板式真空盖板相变蓄热集热器，该集热器包含：一端开口的壳体10、截面呈“凹”形的保温材料20，保温材料20设置在壳体10的内部。

如图1、图5所示，该集热器还包含：蓄热箱体80，呈长方体，截面呈“凵”形，设置在保温材料20的内壁上；冷水汇集管组件30，嵌设在保温材料20的一端内；热水汇集管组件40，嵌设在保温材料20的另一端内；多个吸热板排管50，设置在蓄热箱体80内，并分别平行等间距设置在冷水汇集管组件30、热水汇集管组件40之间；多个下排管60，设置在蓄热箱体80内，并分别平行等间距设置在冷水汇集管组件30、热水汇集管组件40之间；吸热板70，与多个吸热板排管50的外壁贴合连接，并与蓄热箱体80的两侧边连接；多个传热翅片90，设置在蓄热箱体80内，并分别与多个下排管60连接；相变蓄热材料100，设置在吸热板70与蓄热箱体80之间，包覆的多个吸热板排管50、多个下排管60及多个传热翅片90；双层真空玻璃盖板110的四周边嵌设在保温材料20内，并与吸热板70等间距设置在壳体10开口端。

如图2、图5所示，保温材料20设置在该壳体10与蓄热箱体80之间，并且包覆冷水汇集管组件30、热水汇集管组件40，确保在夜晚或阴天能够保持相变蓄热材料100、水在热水汇集管组件40、多个吸热板排管50及多个下排管60内的温度。

如图1-图4所示，多个下排管60与多个吸热板排管50之间等间距平行设置。本实施例中选用七根下排管60、八根吸热板排管50，采用了双排集热管，增加了白天太阳能利用率、实现白天夜晚交替使用热水的功能，同时也提高了热水出水量和出水稳定性。

如图1所示，多个传热翅片90，分别固定设置在多个下排管60之间、固定设置在多个下排管60与吸热板70之间及固定设置在多个下排管60与蓄热箱体80内壁之间。多个传热翅片90用于提高多个下排管60与相变蓄热材料100之间的换热效率。

本实施例中，采用八水氢氧化钡作为相变蓄热材料100。八水氢氧化钡相变点约为76℃，符合太阳能蓄热单元中温段的要求。

如图3所示，冷水汇集管组件30包含：冷水汇集管I 31、冷水汇集管II 32、多个冷水连通管33。冷水汇集管I 31与冷水汇集管II 32平行等间距设置，多个冷水连通管33设置在该冷水汇集管I 31、冷水汇集管II 32之间。使得冷水汇集管I 31与冷水汇集管II 32通过多个冷水连通管33相互连通。冷水汇集管I 31的两端分别设有冷水进水口311，冷水汇集管II 32的两端封闭。

如图4所示，热水汇集管组件40包含：热水汇集管I 41、热水汇集管II 42、多个热水连通管43。热水汇集管I 41与热水汇集管II 42平行等间距设置，多个热水连通管43设置在该热水汇集管I 41、热水汇集管II 42之间。使得热水汇集管I 41与热水汇集管II 42通过多个热水连通管43相互连通。热水汇集管I 41的两端分别设有热水出水口411，热水汇集管II 42的两端封闭。

本实施例之一中冷水汇集管I 31的一对冷水进水口311、热水汇集管I 41的一对热水出水口411分别与外部水箱的出水口相连接，并保持该集热器与外部水箱保持相同水位，根据同水位原理，并利用自来水水压和外部水箱内的浮球阀，实现热水的循环已出。

本实施例之二中冷水汇集管I 31的一对冷水进水口311热水汇集管I 41的一对热水出水口411分别与外部水箱之间通过外部水泵安装连接，冷热水的循环压力通过水泵来提供。

如图3、图4所示，每个吸热板排管50的一端与冷水汇集管II 32连接，该吸热板排管50的另一端与热水汇集管I 41连接。每个下排管60的一端与冷水汇集管I 31连接，该下排管60的另一端与热水汇集管II 42连接。

本实施例采用窄缝平面真空玻璃盖板作为双层真空玻璃盖板110。增加了导热和对流热阻、减少了热损失，有效提高了平板式太阳能保温效果，确保在低温环境下集热器内的水不结冰，并能够产生热水。

如图1-图5所示，本实用新型提供的一种平板式真空盖板相变蓄热集热器的具体工作原理如下：

在阳光充足的白天时，当太阳光照射到该集热器上，经过双层真空玻璃盖板110投射到吸热板70上。吸热板70吸收太阳能，使得吸热板温度升高，同时将热量传递至蓄热箱体80与吸热板70之间的相变蓄热材料100中，并使得吸热板排管50内的冷水被加热后温度上升。

在外界太阳光照射充足时，蓄热箱体80内的相变蓄热材料100被持续加热后达到融化温度，并进行相变蓄热。在相变材料被加热溶化蓄热的同时，将多余的热量传递至下排管60，使得下排管60内的冷水被加热升温。

下排管60、吸热板排管50内的冷水均被加热后，由于热水密度小于冷水密度，使得热水持续不断从底部的冷水汇集管组件30中逐渐流入顶部的热水汇集管组件 40中，供用户使用。

在夜间或阴天时，当用户需要使用热水时，可以将白天蓄热箱体80内相变蓄热材料100所储存的热量释放出来，加热下排管60，通过冷水汇集管I 31、下排管60使得冷水加热后通过热水汇集管II 42供用户使用，满足夜间或阴天使用的需求。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。 

Claims (6)

1.一种平板式真空盖板相变蓄热集热器，该集热器包含：一端开口的壳体（10）、截面呈“凹”形的保温材料（20），所述的保温材料（20）设置在所述的壳体（10）的内部；其特征在于，该集热器还包含：

蓄热箱体（80），呈长方体，截面呈“凵”形，设置在所述的保温材料（20）内壁上；

冷水汇集管组件（30），嵌设在所述的保温材料（20）的一端内；

热水汇集管组件（40），嵌设在所述的保温材料（20）的另一端内；

多个吸热板排管（50），设置在所述的蓄热箱体（80）内，并分别平行等间距设置在所述的冷水汇集管组件（30）、热水汇集管组件（40）之间；

多个下排管（60），设置在所述的蓄热箱体（80）内，并分别平行等间距设置在所述的冷水汇集管组件（30）、热水汇集管组件（40）之间；

吸热板（70），与所述的多个吸热板排管（50）的外壁贴合连接，并与所述的蓄热箱体（80）的两侧边连接；

多个传热翅片（90），设置在所述的蓄热箱体（80）内，并分别与所述的多个下排管（60）连接； 

相变蓄热材料（100），设置在所述的吸热板（70）与所述的蓄热箱体（80）之间，包覆所述的多个吸热板排管（50）、多个下排管（60）及多个传热翅片（90）；

双层真空玻璃盖板（110），嵌设在所述的保温材料（20）内，并与所述的吸热板（70）等间距设置在所述的壳体（10）开口端。

2.如权利要求1所述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特征在于，所述的多个传热翅片（90），分别固定设置在所述的多个下排管（60）之间、固定设置在多个下排管（60）与所述的吸热板（70）之间及固定设置在多个下排管（60）与所述的蓄热箱体（80）内壁之间。

3.如权利要求1所述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特征在于，所述的冷水汇集管组件（30）包含：

冷水汇集管I（31），所述的冷水汇集管I（31）的两端分别设有冷水进水口（311）；

冷水汇集管II（32），所述的冷水汇集管II（32）的两端封闭，该冷水汇集管II（32）与所述的冷水汇集管I（31）平行等间距设置；

多个冷水连通管（33），设置在该冷水汇集管I（31）、冷水汇集管II（32）之间。

4.如权利要求3所述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特征在于，所述的热水汇集管组件（40）包含：

热水汇集管I（41），所述的热水汇集管I（41）的两端分别设有热水出水口（411）；

热水汇集管II（42），所述的热水汇集管II（42）的两端封闭，该热水汇集管II（42）与所述的热水汇集管I（41）平行等间距设置；

多个热水连通管（43），设置在该热水汇集管I（41）、热水汇集管II（42）之间。

5.如权利要求4所述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特征在于，所述的每个吸热板排管（50）的一端与所述的冷水汇集管II（32）连接，该吸热板排管（50）的另一端与所述的热水汇集管I（41）连接。

6.如权利要求4所述的平板式真空盖板相变蓄热集热器，其特征在于，所述的每个下排管（60）的一端与所述的冷水汇集管I（31）连接，该下排管（60）的另一端与所述的热水汇集管II（42）连接。