CN204678716U - 管式集热蒸发器及具有该集热蒸发器的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管式集热蒸发器，它包括保温外壳、太阳能集热板、多根蒸发管和玻璃盖板，多根所述蒸发管设置在所述玻璃盖板和所述太阳能集热板之间，所述蒸发管内底部铺设有毛细结构层，所述蒸发管内上层形成蒸汽流道，所述保温外壳两侧分别设置有蒸汽管道和工质回流管道，通过太阳能集热板吸收热量后将进蒸发管内的工质蒸发，以此提供热量。本实用新型还提供了一种具有该集热蒸发器的太阳能热水器，集热蒸发器与储水箱通过环路管道连通，满足中高层建筑的整体美观要求，同时利用毛细结构的毛细作用实现工质的无动力循环，整个太阳能热水器安装简单、无须其它动力驱动工质，即可满足人们的日常需求。

Description

管式集热蒸发器及具有该集热蒸发器的太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及一种集热蒸发器和太阳能热水器，具体的说，涉及了一种管式集热蒸发器及具有该集热蒸发器的太阳能热水器。

背景技术

在石油、煤碳、天然气等传统能源日趋紧张的今天，为了保护环境，实现可持续发展，发展新能源以及可再生资源成为一种趋势。太阳能以其具有资源丰富、可再生、无需开采、运输、无污染等优点，成为重要的新能源。目前，太阳能热水器技术是太阳能热利用中技术最成熟、市场应用最广泛的太阳能利用技术。

传统的一体式太阳能热水器能够满足低层建筑的需要，然而中高层建筑，特别是高层建筑的屋顶不适宜安装传统的太阳能热水器，不能满足与中高层建筑一体化的要求，影响建筑美观度；同时存在安全隐患。为了解决上述问题人们致力研究分体式太阳能热水器，集热蒸发器与储水箱通过管道连接，但储水箱仍然需要装在室外，虽然在一定程度上改善了建筑美观度，但生活用水仍需在建筑内外输送，存在热损失较大、太阳能转化效率较低等问题，并且需依靠重力提供系统循环的动力，对集热蒸发器与储热水箱的安装位置有一定的要求，依靠泵等运动部件提供系统循环的动力需消耗电能，不利于节约能源。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构合理、安装美观、无须动力、集热效果好的管式集热蒸发器；本实用新型还提供了一种具有该集热蒸发器的太阳能热水器。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种管式集热蒸发器，它包括保温外壳、设置在所述保温外壳内的太阳能集热板、多根蒸发管和盖设在所述太阳能集热板上的玻璃盖板，所述太阳能集热板与所述保温外壳之间设置有保温层，多根所述蒸发管设置在所述玻璃盖板和所述太阳能集热板之间，所述蒸发管底部铺设有毛细结构层，所述蒸发管上层形成蒸汽流道，所述太阳能集热板靠近所述毛细结构层设置，所述保温外壳两侧分别设置有蒸汽管道和工质回流管道，所述蒸汽流道的两端分别连通所述蒸汽管道，所述蒸汽管道的出口作为集热蒸发器的气相出口，所述工质回流管道开设有多个出口，多个所述出口分别对应所述毛细结构层开设，所述工质回流管道的入口作为集热蒸发器的液相进口。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型包括保温外壳、太阳能集热板、多根蒸发管和玻璃盖板，所述蒸发管设置在玻璃盖板和太阳能集热板之间，所述蒸发管通过太阳能集热板吸收热量进行蒸发，同时也可直接吸收太阳热能进行蒸发；采用板状结构太阳能集热板便于切合高层建筑外表安装，美观实用，利用毛细结构层的毛细力作用实现工质在更远距离的无动力循环；其具有设计科学、实用性强、结构合理、安装美观、无须动力、集热效果好的优点。

一种太阳能热水器，它包括如权利要求1所述的集热蒸发器、储水箱、设置在所述储水箱内的冷凝器和环路管道，所述集热蒸发器的气相出口、所述环路管道、所述冷凝器的进出口和所述集热蒸发器的液相进口依次连通形成热量循环输送回路。

基于上述，所述集热蒸发器的液相进口与所述冷凝器的出口之间安装有单向阀和工质缓存罐。

基于上述，它还包括安装在所述工质缓存罐内液位计、与所述液位计电连接的控制器和设置在所述储水箱进水口处的电磁阀，所述控制器控制所述电磁阀。

基于上述，所述环路管道上安装有抽真空阀门。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型不同于传统的一体式或分体式太阳能热水器，它包括集热蒸发器、储水箱、冷凝器和环路管道，通过环路管道连接集热蒸发器和储水箱，适用中高层建筑安装需求，集热蒸发器与外墙体契合安装，储水箱则可以安装在室内需要用热水的地方，整体效果美观；同时利用集热蒸发器内的毛细结构层实现热循环工作的循环，既节能环保又能满足人们对热水的需求；进一步说增加单向阀和工质缓存罐，保证进入集热蒸发器中的液态工质适量，依次确保工质循环效率；进一步说增加液位计、控制器和电磁阀，便于及时向储水箱内注入冷水，保证集热蒸发器正常工作；其具有设计科学、无须动力、远程传热、安装美观和集热效果好的优点。

附图说明

图1是本实用新型中实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1中所述蒸发管、所述蒸汽管道和所述工质回流管道的结构示意图。

图3是本实用新型中实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种管式集热蒸发器，它包括保温外壳5、设置在所述保温外壳5内的太阳能集热板2、多根蒸发管3和盖设在所述太阳能集热板2上的玻璃盖板1，所述太阳能集热板2与所述保温外壳3之间设置有保温层51，防止内部热量流失。多根所述蒸发管3平行设置在所述玻璃盖板1和所述太阳能集热板2之间，本实施例中将蒸发管3直接固定在所述太阳能集热板2上，既便于收入热量，又能定位所述蒸发管3，以此形成平板式结构集热蒸发器。所述蒸发管3底部铺设有毛细结构层4，所述蒸发管3上层形成蒸汽流道41，所述太阳能集热板2靠近所述毛细结构层4设置，所述蒸发管3主要通过所述太阳能集热板2吸收太阳热能，同时也可直接吸收太阳热能辅助蒸发加热，所述蒸发管3上层形成蒸汽流道41，所述保温外壳5两侧分别设置有蒸汽管道42和工质回流管道6，所述蒸汽流道41的两端分别连通所述蒸汽管道42，所述蒸汽管道42的出口作为集热蒸发器的气相出口43，所述工质回流管道6开设有多个出口，多个所述出口分别对应所述毛细结构层4开设，所述工质回流管道6的入口作为集热蒸发器的液相进口61，为了保证蒸发管3处于密封保温环境，所述保温外壳5为密封壳体同时，该壳体内部设置有保温层51，防止热量流失。

本实施例中所述蒸发管3采用圆形管或者椭圆形管制成，以吸热材料制成保证热量传递。所述蒸发管3内的毛细结构层4吸收太阳能集热板2上的热量将液态工质蒸发气化，气化后的气体工质通过蒸汽流道41快速进入蒸汽管道42，回流的液态工质通过所述工质回流管道6均匀进入每根蒸发管3，进行下次蒸发循环。

本实施例中所述毛细结构层采用导热性好、热稳定性和工质相容性好的毛细材料制成。利用该毛细结构层4吸收太阳能集热板2上的热量，将进入该毛细结构层4中的液体工质气化，气化后的工质通过蒸汽流道41快速进入蒸汽管道42，避免蒸汽长期滞留于毛细结构层内，导致气塞，以此实现太阳能热量的利用。本实施例中为了保证毛细结构层4的能够正常吸取工质进行热量利用，多根蒸发管3平行均匀设置，保证整个集热蒸发器的工作效率；同时所述工质回流管道6开设多个出口，每个出口对应一个蒸发管3的底部设置，保证液态工质均布进入每根所述蒸发管3，防止局部毛细结构层不能正常工作，降低板式集热蒸发器效率。

该集热蒸发器中采用低沸点有机溶剂作为蒸发工质，例如：乙醇、甲醇、乙二醇等有机工质，代替传统的水作为循环工质，利用所述蒸汽管道42和所述工质回流管道6外接其它设备实现热量的利用。

具体使用时，液体工质通过液相进口61进入工质回流管道6，使得液体工质自下而上依次进入整个集热蒸发器，使得每根蒸发管3均匀吸收液体工质，太阳能集热板2吸收太阳辐射的热量，以此加热毛细结构层4，使得液体工质被蒸发，蒸发后的气态工质通过蒸汽流道41快速进入蒸汽管道42，并通过集热蒸发器的气相出口43快速向外输送热量。

实施例2

如图3所示，一种太阳能热水器，它包括集热蒸发器10、储水箱8、设置在所述储水箱8内的冷凝器9和环路管道7，以此构成分体式太阳能热水器，适用于中高层建筑需求。所述集热蒸发器10的气相出口、所述环路管道7、所述冷凝器9的进出口和所述集热蒸发器10的液相进口依次连通形成热量循环输送回路。

本实施例中采用的集热蒸发器10为上述实施例1或实施例2中的平板式集热蒸发器，热量循环输送回路的循环无须其它动力，即可进行工质的循环输送。具体工作原理：利用集热蒸发器10吸收太阳辐射，将毛细结构层内的液态工质加热为气态工质，并通过环路管道7快速输送进入储水箱8内的冷凝器9进行放热加热储水箱8内的冷水，冷凝后的工质经过环路管道7回流进入集热蒸发器6，完成热量的输送和利用。

集热蒸发器10中的毛细结构层将液态工质蒸发为气态工质时，产生毛细力以此驱动整个循环回路中工质的循环。

该太阳能热水器将集热蒸发器10和储水箱8分离设置，储水箱8设置在室内需要热水的地方，整个环路管道7设置在室内，相比传统的储水箱设在室外的形式，既美观又安全；同时利用集热蒸发器6中毛细结构层中的毛细力对环路管道7内的工质进行驱动，相比传统热能循环无须工质驱动动力，节能环保。

采用板式结构的集热蒸发器10，便于安装在中高层建筑的外墙体上，安装外形美观便于统一设置，相比传统热水器更加安全使用；以此吸收太阳热量，同时通过所述环路管道7向所述储水箱8输送热量，所述环路管道7设置于室内，该环路管道7外部做保温处理，减少热能损失。

本实施例中为了保证工质的正常循环，所述集热蒸发器10的液相进口与所述冷凝器9的出口之间安装有单向阀72和工质缓存罐71，所述单向阀72防止工质回流进入冷凝器9，所述工质缓存罐71用于存放液态工质，保证液态工质均匀稳定的进入集热蒸发器10。

本实施例中，为了保证热能的充分利用，该太阳能热水器还包括安装在所述工质缓存罐71内的液位计81、与所述液位计81电连接的控制器82和设置在所述储水箱8进水口处的电磁阀83，所述控制器82控制所述电磁阀83；所述液位计81能够监测工质缓存罐71内液态工质的储量，所述控制器82根据监测到的储量信息及时控制所述电磁阀83，当监测到的储量信息减少，进行冷水补充。如果储水箱8内水量不足，则液位计81能够及时监测工质缓存罐71内液态工质储量减少，表示冷凝器9中没有进行放热工作，为了保证热能利用率，及时开启电磁阀83，向储水箱8补充冷水。

本实施例中，所述环路管道7上开设有抽真空阀门，保证整个循环管路中处于一定真空状态，既利于毛细力驱动工作循环，也可在温度较低的情况下，液态工质蒸发成气体。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种管式集热蒸发器，其特征在于：它包括保温外壳、设置在所述保温外壳内的太阳能集热板、多根蒸发管和盖设在所述太阳能集热板上的玻璃盖板，所述太阳能集热板与所述保温外壳之间设置有保温层，多根所述蒸发管设置在所述玻璃盖板和所述太阳能集热板之间，所述蒸发管底部铺设有毛细结构层，所述蒸发管上层形成蒸汽流道，所述太阳能集热板靠近所述毛细结构层设置，所述保温外壳两侧分别设置有蒸汽管道和工质回流管道，所述蒸汽流道的两端分别连通所述蒸汽管道，所述蒸汽管道的出口作为集热蒸发器的气相出口，所述工质回流管道开设有多个出口，多个所述出口分别对应所述毛细结构层开设，所述工质回流管道的入口作为集热蒸发器的液相进口。

2.一种太阳能热水器，其特征在于：它包括如权利要求1所述的集热蒸发器、储水箱、设置在所述储水箱内的冷凝器和环路管道，所述集热蒸发器的气相出口、所述环路管道、所述冷凝器的进出口和所述集热蒸发器的液相进口依次连通形成热量循环输送回路。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述集热蒸发器的液相进口与所述冷凝器的出口之间安装有单向阀和工质缓存罐。

4.根据权利要求3所述的太阳能热水器，其特征在于：它还包括安装在所述工质缓存罐内液位计、与所述液位计电连接的控制器和设置在所述储水箱进水口处的电磁阀，所述控制器控制所述电磁阀。

5.根据权利要求2所述的太阳能热水器，其特征在于：所述环路管道上安装有抽真空阀门。