CN206222448U - 一种热管太阳能热水器的供暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热管太阳能热水器的供暖装置，包括集热储热组件和气流循环供暖组件，集热储热组件包括热管太阳能集热器箱体和储热水箱，在太阳能集热器箱体内设置有热管蒸发换热模块；气流循环换热组件包括位于储热水箱底部内侧的第一导风管、冷热交换器、以及位于储热水箱外侧的进气扇管道、进气风扇、排气扇管道和排气扇；辅助加热室位于太阳能储热水箱的顶端外侧，辅助加热室内设有电加热器、辅助加热筒和气流缓冲柱，气流缓冲柱包括空心筒体以及翼片，翼片上均匀分布有通透的小气孔，在气流缓冲柱内填充有相变材料超导液。本实用新型供暖设备，具有制热快，供暖效果好，耗电量小和无污染等优点。通过集热储热组件完成系统储热水箱的加热。

Description

一种热管太阳能热水器的供暖装置

技术领域

本实用新型涉及一种供暖系统，尤其涉及一种热管太阳能集热器的储热水箱的供暖装置。

背景技术

科学家说：“正确地运用能源资源，认识新能源，就意味着认识了通往未来的路。”

当前能源问题已成为全世界共同关注的焦点问题，按照中央提倡的全面协调可持续发展的科学发展观，逐步建立我国能源可持续发展体系已提上了日程。随着社会经济的发展，人们的物质文化生活水平得到了显著提高；空调热水器作为一种改善人们生活条件的家用设备，无论在城市还是农村都得到了广泛的应用；然而现有空调热水器、电取暖器在生产和安装过程中需要消耗大量的人力和物力，由于现有氟利昂空调采用制冷剂和压缩机完成制冷或制热，外机在使用过程中会向环境转移大量的热量，存在一些减排问题；因此为了克服现有常规空调弊端和太阳能热水器只能单一供热水的不足，迫切需要发明一种符合节能减排、环保要求的新型热管太阳能热水器，及多功能水箱装置；现有普通空调，存在生产成本高，使用时耗电量大，部分家用电取暖器还存在一定的安全隐患，在使用过程中空气干燥，不符合节能减排、环保要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种增强辅助换热减少能耗的热管太阳能热水器的供暖装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种热管太阳能热水器的供暖装置，包括集热储热组件和气流循环供暖组件，所述集热储热组件包括热管太阳能集热器箱体和储热水箱，在所述太阳能集热器箱体内设置有热管蒸发换热模块，在所述太阳能集热器箱体上连接有的热介质输出管和冷凝液回流管，在所述储热水箱内设置有螺旋管式冷凝器；所述热管蒸发换热模块形成太阳能集热器的蒸发端，所述螺旋管式冷凝器形成所述太阳能集热器的冷凝端；所述蒸发端和冷凝端通过热介质输出管和冷凝液回流管形成一个循环通道；

所述气流循环换热组件包括位于储热水箱底部内侧的第一导风管、冷热交换器、以及位于储热水箱外侧的进气扇管道、进气风扇、排气扇管道和排气扇；所述进气扇管道的一端与进气风扇连接，进气扇管道的另一端与第一三通阀的一侧正路端端口连接，第一三通阀的另一侧正路端端口与第一导风管的一端连接，第一导风管的另一端与冷热交换器的一端连接，冷热交换器的另一端与第二三通阀的一侧正路端端口连接，第二三通阀的另一侧正路端端口与一辅助加热室的一端连接，辅助加热室的另一端与排气扇管道的一端连接，排气扇管道的另一端与排气风扇连接；所述辅助加热室位于太阳能储热水箱的顶端外侧，辅助加热室内设有电加热器、辅助加热筒和气流缓冲柱，所述气流缓冲柱位于所述辅助加热筒内，所述电加热器设置在所述辅助加热筒外，所述第二三通阀的另一侧正路端端口与所述辅助加热筒的一端连接，辅助加热筒的另一端与所述排气扇管道的一端连接；所述气流缓冲柱包括空心筒体以及焊接在空心筒体外壁上的翼片，所述翼片上均匀分布有通透的小气孔，所述气流缓冲柱通过翼片固定连接在辅助加热筒的内壁，且垂直平行置于辅助加热筒内；所述气流缓冲柱与辅助加热筒内壁之间的间隙作为气流通道，在所述气流缓冲柱内填充有相变材料超导液。

所述电加热器为管式陶瓷发热器，所述管式陶瓷发热器套装在辅助加热筒筒体的外侧。

所述螺旋管式冷凝器设有进流口和出流口，其进流口与热介质输出管连通，出流口与冷凝液回流管连通。

所述储热水箱为圆筒体结构，由储热水箱内筒体和外壳组成，在所述储热水箱内筒体和外壳之间填充有保温材料，在所述储热水箱内筒体和外壳之间设置有第二导风管；所述第二导风管的一端连接第一三通阀的旁路端端口；所述第二导风管的另一端连接第二三通阀的旁路端端口。

所述辅助加热室设置在所述储热水箱的顶端外侧，所述储热水箱的上顶板作为辅助加热室的下底板，所述上顶板为保温层板。

在所述储热水箱内设有温度传感器，在储热水箱的外侧上端设置有管道换向开关，温度传感器的信号输出端与管道换向开关的信号输入端连接，所述管道换向开关的信号输出端与第一三通阀和第二三通阀的信号输入端连接，分别控制陶瓷加热器、第一三通阀和第二三通阀的工作状态，当温度传感器测得量到储热水箱内温度低于或高于某一设定值时，通过管道换向开关调整开始或关闭陶瓷加热器，同时调整第一三通阀和第二三通阀各端口的开启或关闭；气流循环换热是通过第一三通阀和第二三通阀的管路换向来实现的；所述管道换向开关分别控制第一三通阀和第二三通阀的两侧正路端端口或旁路端端口的开启和关闭。

有益效果

1、本实用新型功能装置的气流缓冲柱为空心圆筒体结构，在空心圆筒体内注入适量的相变材料超导液，且缓冲柱是封闭无泄漏，管体内自然形成真空状态，当管式陶瓷加热器加热辅助加热筒时，通过辅助加热筒的传热作用，由于相变材料超导液的热敏感性，缓冲柱受热气化产生热裂变辐射放热，通过筒体外弧面向气流通道内辐射加热，与流入辅助加热筒的空气换热，充分吸收辅助加热筒的热量，这样能充分热交换，从而达到快速制热效果。

2、本实用新型供暖装置设置辅助加热室，在辅助加热室内设置有辅助加热筒和管式陶瓷加热器，在遇到阴雨天气可通过温度传感器、管道换向开关调整陶瓷加热器的开启，同时调整第一三通阀和第二三通阀各端口的工作状态，从而实现系统供暖。

3、本实用新型供暖装置采用冷热交换器和气流循环装置提高了系统的换热效率，充分利用太阳能资源实现室内供暖，现有市场的太阳能热水器，大多数都是提供日常洗涤用水和洗浴用水，没有供暖；本实用新型的热管太阳能热水器供暖装置，为楼房的低层用户使用太阳能热水器室内供暖提供了方便，另外在日常用水时出热水的时间快，减少生活用水的浪费现象，储热水箱既可以提供日常洗涤用水和洗浴用水，又可以提供室内供暖；充分利用自然资源，系统在正常工况下，无需要消耗额外的能源，使用方便、安全、经济环保。

附图说明

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型系统储热水箱与辅助加热室的结构图；

图3为本实用新型辅助加热室的内部结构剖视图。

图中：1太阳能集热器箱体、2热管蒸发换热模块、3吸热板芯模块、4热介质输出管、5冷凝液回流管、6储热水箱、7储热水箱外壳、8储热水箱内筒体、9辅助加热室、10辅助加热室外壳、11管式陶瓷加热器、12辅助加热筒、13辅助加热室内筒体、14螺旋管式冷凝器、15气流缓冲柱、16日常用水出水管、17保温材料、18第一三通阀、19第二三通阀、20第一导风管、21第二导风管、22管道换向开关、23温度传感器、24储热水箱进水阀、25储热水箱进水管、26水位控制仪、27进气扇管道、28进气扇、29出气扇管道、30出气扇、31超导液（相变材料）、32蜂窝式翼片、33热交换器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明：

如图1、图2所示，本实用新型一种热管太阳能热水器的供暖装置，包括集热储热组件和气流循环供暖组件。集热储热组件主要包括热管太阳能集热器箱体1，以及设置集热器箱体内的热管蒸发换热模块2、集热器吸热板芯模块3、热介质输出管4、冷凝液回流管5、储热水箱6、以及设置在储热水箱6内的螺旋管式冷凝器14。热管蒸发换热模块2形成太阳能集热器的蒸发端；螺旋管式冷凝器14形成太阳能集热器的冷凝端；蒸发端和冷凝端通过热介质输出管4和冷凝液回流管5形成一个循环通道。

螺旋管式冷凝器14设有进流口和出流口，其进流口与热介质输出管4连通，出流口与冷凝液回流管5连通。

气流循环换热组件包括位于储热水箱6底部内侧的第一导风管20、冷热交换器33、以及位于储热水箱6外侧的进气扇管道27，进气风扇28，排气扇管道29和排气扇30；进气扇管道27的一端与进气风扇28连接，进气扇管道的另一端与第一三通阀18的一侧正路端端口连接，第一三通阀18的另一侧正路端端口与第一导风管20的一端连接，第一导风管20的另一端与冷热交换器33的一端连接，冷热交换器33的另一端与第二三通阀19的一侧正路端端口连接，第二三通阀19的另一侧正路端端口与辅助加热筒12的一端连接，辅助加热筒12的另一端与排气扇管道29的一端连接，排气扇管道29的另一端与排气风扇30连接。辅助加热室9位于太阳能储热水箱6的顶端外侧，储热水箱6的上顶板兼作为辅助加热室9的下底板为保温层板34。辅助加热室9内由内向外设有气流缓冲柱15、蜂窝式翼片32、辅助加热筒12、管式陶瓷发热器11、辅助加热室内筒体13、保温材料17以及辅助加热室外壳体10。

储热水箱6为圆筒体结构，由储热水箱内筒体8和外壳7组成，在储热水箱内筒体8和外壳7之间填充有保温材料17，在储热水箱内筒体8和外壳7之间设置有第二导风管21，第二导风管21的一端连接第一三通阀18的旁路端端口，第二导风管21的另一端连接第二三通阀19的旁路端端口。

在正常工况下热管蒸发换热模块2通过热介质（蒸汽）输出管4将热介质输送到热管冷凝端的螺旋管式冷凝器14，热介质放热冷凝成液态，工作介质冷凝放出的热量，加热储热水箱的冷水，实现远程传热，换热冷凝后的冷凝液通过循环泵再经冷凝液回流管返回到太阳能集热器内的热管蒸发换热模块。

辅助加热室9内设有管式陶瓷发热器11和辅助加热筒12，管式陶瓷发热器11套装在辅助加热筒筒体的外侧。辅助加热筒12设有进气端口和出气端口，其进气端与第二三通换向阀19连接，出气端与排气扇管道29连接。

如图3所示，在辅助加热筒12内设置有气流缓冲柱15，该缓冲柱包括空心轴体以及焊接在空心筒体外壁上的蜂窝式翼片32；翼片上均匀分布有通透的小气孔；气流缓冲柱15通过翼片32固定连接在辅助加热筒12的内壁，且垂直平行置于辅助加热筒内；气流缓冲柱15与辅助加热筒内壁12之间的间隙作为气流通道。

如图2、图3所示，气流缓冲柱15为圆柱体结构，采用导热金属制作。在空心圆柱体内注入适量的相变材料超导液31，且缓冲柱15是封闭无泄漏。当管式陶瓷发热器11加热辅助加热筒时，通过辅助加热筒12的传热作用，由于相变材料超导液的热敏感性，缓冲柱受热气化产生热裂变辐射放热。超导液缓冲柱受热后既能裂变放热，又能用来阻击流入辅助加热筒内空气，让空气在辅助加热筒内暂时形成曲线流向，相对延长流程，充分吸收辅助加热筒内的热量，从而达到快速制热的效果。

在储热水箱6内设有温度传感器23，在储热水箱的外侧上端设置有管道换向开关22，温度传感器23的信号输出端与管道换向开关22的信号输入端连接，管道换向开关22分别控制陶瓷加热器11、以及第一三通阀18和第二三通阀19的工作状态，当温度传感器23测得量到储热水箱6内温度低于或高于某一设定值时，通过管道换向开关22调整开始或关闭陶瓷加热器，同时调整第一三通阀和第二三通阀各端口的开启或关闭。气流循环换热是通过第一三通阀和第二三通阀的管路换向来实现的。管道换向开关22分别控制第一三通阀18和第二三通阀19的两侧正路端端口或旁路端端口的开启和关闭。管道换向开关22的信号输出端与第一三通阀18和第二三通阀19的信号输入端连接。

如图2所示，第一三通换向阀18和第二三通阀19均为三通管道，且可以智能打开三个通道的任何一个，第一三通阀18和第二三通阀19的正路端两侧端口同时打开时，第一三通阀18和第二三通阀19旁路端端口处于关闭状态；系统常态供暖时（储热水箱换热供暖）通过管路换向开关22调整打开第一三通阀和第二三通阀的正路端两侧端口，旁路端端口处于闭合状态；系统辅助加热供暖时（辅助加热室换热供暖），通过管道换向开关调整开启陶瓷加热器，同时调整打开第一三通阀和第二三通阀的旁路端端口，这时第一三通阀和第二三通阀的两个正路端中的其中一个端口（与冷热交换器相连通的端口处于关闭状态）。

在储热水箱上端设置有进水管25连有电子进水阀24，在储热水箱6的一侧内壁上端设有水位控制仪26，水位控制仪26的信号输出端与电子进水阀24的信号输入端连接，水位控制仪26控制电子进水阀24的工作状态，系统在正常工况下储热水箱的水由于高温和日常洗涤、洗浴用水会逐渐消耗，当水位控制仪测得储热水箱内的水位低于或高于某一设定值时，水位控制仪将信号传递至电子进水阀，关闭或者开启电子进水阀，电子进水阀主要用于系统储热水箱初始阶段给水和系统运行过程中的补给水。

本实用新型系统的气流缓冲柱为空心圆筒体结构，在所述空心圆筒体内注入适量的相变材料超导液，且缓冲柱是封闭无泄漏，管体内自然形成真空状态，当管式陶瓷加热器加热辅助加热筒时，通过辅助加热筒的传热作用，由于相变材料超导液的热敏感性，缓冲柱受热气化产生热裂变辐射放热，通过筒体外弧面向气流通道内辐射加热，与流入辅助加热筒的空气换热，充分吸收辅助加热筒的热量，这样能充分热交换，从而达到快速制热效果。

本实用新型采用冷热交换器和气流循环装置提高了系统的换热效率，充分利用太阳能资源实现室内供暖，现有市场的太阳能热水器，大多数都是提供日常洗涤用水和洗浴用水，没有供暖；本实用新型的热管太阳能热水器供暖系统，为楼房的低层用户使用太阳能热水器室内供暖提供了方便，另外在日常用水时出热水的时间快，减少生活用水的浪费现象，储热水箱既可以提供日常洗涤用水和洗浴用水，又可以提供室内供暖；充分利用自然资源，系统在正常工况下，无需要消耗额外的能源，使用方便、安全、经济环保。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种热管太阳能热水器的供暖装置，包括集热储热组件和气流循环供暖组件，所述集热储热组件包括热管太阳能集热器箱体和储热水箱，在所述太阳能集热器箱体内设置有热管蒸发换热模块，在所述太阳能集热器箱体上连接有的热介质输出管和冷凝液回流管，在所述储热水箱内设置有螺旋管式冷凝器；所述热管蒸发换热模块形成太阳能集热器的蒸发端，所述螺旋管式冷凝器形成所述太阳能集热器的冷凝端；所述蒸发端和冷凝端通过热介质输出管和冷凝液回流管形成一个循环通道；所述气流循环换热组件包括位于储热水箱底部内侧的第一导风管、冷热交换器、以及位于储热水箱外侧的进气扇管道、进气风扇、排气扇管道和排气扇；所述进气扇管道的一端与进气风扇连接，进气扇管道的另一端与第一三通阀的一侧正路端端口连接，第一三通阀的另一侧正路端端口与第一导风管的一端连接，第一导风管的另一端与冷热交换器的一端连接，冷热交换器的另一端与第二三通阀的一侧正路端端口连接，第二三通阀的另一侧正路端端口与一辅助加热室的一端连接，辅助加热室的另一端与排气扇管道的一端连接，排气扇管道的另一端与排气风扇连接；所述辅助加热室位于太阳能储热水箱的顶端外侧，辅助加热室内设有电加热器、辅助加热筒和气流缓冲柱，所述气流缓冲柱位于所述辅助加热筒内，所述电加热器设置在所述辅助加热筒外，所述第二三通阀的另一侧正路端端口与所述辅助加热筒的一端连接，辅助加热筒的另一端与所述排气扇管道的一端连接；所述气流缓冲柱包括空心筒体以及焊接在空心筒体外壁上的翼片，所述翼片上均匀分布有通透的小气孔，所述气流缓冲柱通过翼片固定连接在辅助加热筒的内壁，且垂直平行置于辅助加热筒内；所述气流缓冲柱与辅助加热筒内壁之间的间隙作为气流通道，在所述气流缓冲柱内填充有相变材料超导液。

2.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于：所述电加热器为管式陶瓷发热器，所述管式陶瓷发热器套装在辅助加热筒筒体的外侧。

3.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于：所述螺旋管式冷凝器设有进流口和出流口，其进流口与热介质输出管连通，出流口与冷凝液回流管连通。

4.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于：所述储热水箱为圆筒体结构，由储热水箱内筒体和外壳组成，在所述储热水箱内筒体和外壳之间填充有保温材料，在所述储热水箱内筒体和外壳之间设置有第二导风管；所述第二导风管的一端连接第一三通阀的旁路端端口；所述第二导风管的另一端连接第二三通阀的旁路端端口。

5.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于：所述辅助加热室设置在所述储热水箱的顶端外侧，所述储热水箱的上顶板作为辅助加热室的下底板，所述上顶板为保温层板。

6.根据权利要求1所述的供暖装置，其特征在于：在所述储热水箱内设有温度传感器，在储热水箱的外侧上端设置有管道换向开关，温度传感器的信号输出端与管道换向开关的信号输入端连接，所述管道换向开关的信号输出端与第一三通阀和第二三通阀的信号输入端连接，分别控制陶瓷加热器、第一三通阀和第二三通阀的工作状态，当温度传感器测得量到储热水箱内温度低于或高于某一设定值时，通过管道换向开关调整开始或关闭陶瓷加热器，同时调整第一三通阀和第二三通阀各端口的开启或关闭；气流循环换热是通过第一三通阀和第二三通阀的管路换向来实现的；所述管道换向开关分别控制第一三通阀和第二三通阀的两侧正路端端口或旁路端端口的开启和关闭。