CN205641591U - 一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体、散热体和热管，相变储热太阳能热水器本体内设有绝热包层和若干个并列的真空管，相变储热材料位于真空管内，散热体包括导热平板和散热片，热管安装于真空管顶部，侧壁与真空管壁密封连接，一端埋入相变储热材料内，另一端埋入散热体的导热平板内，相变储热材料温度高于热管启动温度时，热管开始工作将相变储热材料的热量传导至散热体进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水器技术领域，具体地说是一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器。
背景技术
太阳能热利用是新能源和可再生能源中商业化程度最高、应用最普遍的技术之一，并带来了巨大的节能环保效益，我国是太阳能热水器生产总量最多、拥有太阳能热水器的家庭数量多、潜在市场最大的国家。
相变储热太阳能热水器是一种体积小、储能密度高的太阳能热水器。相变储热的主要特点在于，利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用。当用户不使用时，相变储热太阳能热水器的内部没有水流通过，太阳辐射能转变为热能储存在相变储热材料内。当用户使用时，水流流过相变储热太阳能热水器，水流和相变储热材料进行热交换，热量随着水流带出相变储热太阳能热水器。但是，如果太阳辐射很强，用户未使用相变储热太阳能热水器时，相变储热材料的能量蓄积过多，会使得相变储热材料的温度太高，会因过热而损坏相变储热太阳能热水器。因此，采用合理的散热方式对相变储热材料进行过热保护，是相变储热太阳能热水器面临的主要问题。
中国专利CN 104697184A提出一种在热水出水管上并联散热管路，对相变储热太阳能热水器进行过热防护的方法，当热水管的水温超过设定值时，并联管路的安全阀开启，让热水从并联管路流至冷凝器，水经降温后返回至出水管。其缺点在于，只能对出水管内的热水进行降温，并非直接对相变储热材料进行降温，而是间接降温的方式。在房屋尚未交付或长期无人居住，自来水不通时，无法起到过热保护的作用。中国专利CN103912999B提出一种采用蒸发介质，对相变储热太阳能热水器进行过热防护的散热装置，将蒸发介质装在循环管路中，循环管路的蒸发端埋在相变储热材料的真空管内，冷凝端在太阳能热水器外部，当相变储热材料的温度高于液体沸点时散热装置启动，液态的蒸发介质在蒸发端吸收相变储热材料的热量变为气体，气体流至冷凝端放出热量变回液态，液体再回流至蒸发端，反复循环实现对相变储热材料的过热保护。其缺点在于，循环管路本身有多段需要密封焊接，加工困难，可靠性差。
发明内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，用以解决现有技术中难以有效提供过热保护、安装困难的问题，其技术方案如下：
一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体、散热体和热管，相变储热太阳能热水器本体内设有绝热包层和若干个并列的真空管，相变储热材料位于真空管内，散热体包括导热平板和散热片，热管安装于真空管顶部，一端埋入相变储热材料内，侧壁与真空管壁密封连接，另一端埋入散热体的导热平板内，当相变储热材料的温度高于热管启动温度时，热管开始工作将相变储热材料的热量传导至散热体进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
作为进一步优选，所述热管为重力热管。
作为进一步优选，所述热管为虹吸式热管。
作为进一步优选，所述散热体的导热平板底部埋入绝热包层内，并与真空管之间有绝热包层。
作为进一步优选，所述散热体由热导率大于20W/m.K的金属、塑料或陶瓷一体成型。
作为进一步优选，所述热管的启动工作温度大于65℃。
作为进一步优选，所述热管侧壁与真空管的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
上述技术方案具有如下有益效果：
本实用新型同现有技术相比，采用热管直接对相变储热太阳能热水器真空管内的相变储热材料进行冷却，当相变储热材料温度高于热管启动温度时，热管开始工作将相变储热材料的热量传导至散热体进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。每个真空管有一根热管，热管之间无须密封焊接，加工容易，可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的相变储热太阳能热水器的横截面示意图；
图中的附图标记为：1、散热件；2、热管；3、相变储热太阳能热水器本体；11、散热片；12、导热平板；31、真空管；32、绝热包层；311、相变储热材料。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参考图1，一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体3、散热体1和热管2，相变储热太阳能热水器本体3内设有绝热包层32和若干个并列的真空管31，相变储热材料311位于真空管31内，散热体1包括导热平板12和散热片11，热管2安装于真空管31顶部，一端埋入相变储热材料311内，侧壁与真空管31壁密封连接，另一端埋入散热体1的导热平板12内，当相变储热材料311温度高于热管2启动温度时，热管2开始工作将相变储热材料311的热量传导至散热体1进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
所述热管2为重力热管。
所述散热体1的导热平板12底部埋入绝热包层32内，并与真空管31之间有绝热包层32。
所述散热体1由热导率大于20W/m.K的塑料一体成型。
所述热管2的启动工作温度大于65℃。
所述热管2侧壁与真空管31的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
实施例二
请参考图1，一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体3、散热体1和热管2，相变储热太阳能热水器本体3内设有绝热包层32和若干个并列的真空管31，相变储热材料311位于真空管31内，散热体1包括导热平板12和散热片11，热管2安装于真空管31顶部，一端埋入相变储热材料311内，侧壁与真空管31壁密封连接，另一端埋入散热体1的导热平板12内，当相变储热材料311温度高 于热管2启动温度时，热管2开始工作将相变储热材料311的热量传导至散热体1进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
所述热管2为虹吸式热管。
所述散热体1的导热平板12底部埋入绝热包层32内，并与真空管31之间有绝热包层32。
所述散热体1由热导率大于20W/m.K的金属、塑料或陶瓷一体成型。
所述热管2的启动工作温度大于65℃。
所述热管2侧壁与真空管31的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
实施例三
请参考图1，一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体3、散热体1和热管2，相变储热太阳能热水器本体3内设有绝热包层32和若干个并列的真空管31，相变储热材料311位于真空管31内，散热体1包括导热平板12和散热片11，热管2安装于真空管31顶部，一端埋入相变储热材料311内，侧壁与真空管31壁密封连接，另一端埋入散热体1的导热平板12内，当相变储热材料311温度高于热管2启动温度时，热管2开始工作将相变储热材料311的热量传导至散热体1进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
所述热管2为重力热管。
所述散热体1的导热平板12底部埋入绝热包层32内，并与真空管31之间有绝热包层32。
所述散热体1由热导率大于20W/m.K的金属一体成型。
所述热管2的启动工作温度大于70℃。
所述热管2侧壁与真空管31的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
实施例四
请参考图1，一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体3、散热体1和热管2，相变储热太阳能热水器本体3内设有绝热包层32和若干个并列的真空管31，相变储热材料311位于真空管31内，散热体1包括导热平板12和散热片11，热管2安装于真空管31顶部，一端埋入相变储热材料311内，侧壁与真空管31壁密封连接，另一端埋入散热体1的导热平板12内，当相变储热材料311温度高 于热管2启动温度时，热管2开始工作将相变储热材料311的热量传导至散热体1进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
所述热管2为重力热管。
所述散热体1的导热平板12底部埋入绝热包层32内，并与真空管31之间有绝热包层32。
所述散热体1由热导率大于20W/m.K的陶瓷一体成型。
所述热管2的启动工作温度大于70℃。
所述热管2侧壁与真空管31的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种具有新散热结构的相变储热太阳能热水器，包括相变储热太阳能热水器本体、散热体和热管，相变储热太阳能热水器本体内设有绝热包层和若干个并列的真空管，相变储热材料位于真空管内，散热体包括导热平板和散热片，其特征在于，热管安装于真空管顶部，侧壁与真空管壁密封连接，一端埋入相变储热材料内，另一端埋入散热体的导热平板内，当相变储热材料的温度高于热管启动温度时，热管开始工作，将相变储热材料的热量传导至散热体进行散热，从而实现对相变储热太阳能热水器的过热保护。
2.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述热管为重力热管。
3.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述热管为虹吸式热管。
4.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述散热体的导热平板底部埋入绝热包层内，并与真空管之间有绝热包层。
5.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述散热体由热导率大于20W/m.K的金属、塑料或陶瓷一体成型。
6.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述热管的启动温度大于65℃。
7.根据权利要求1所述的相变储热太阳能热水器，其特征在于，所述热管侧壁与真空管的密封连接，采用热导率小于1W/m.K的玻璃、高分子材料、无机物填充改性高分子复合材料。
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