CN206546036U - 一种太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能热水器，包括水箱及太阳能换热系统，所述太阳能换热系统包括通过循环管路相互连通的太阳能集热器与微通道换热器，所述微通道换热器与水箱内胆贴合给水箱换热，所述太阳能换热系统采用单相导热介质。本实用新型提供的一种太阳能热水器，采用微通道换热器，能够降低太阳能水箱工艺复杂程度、安全性高，能有效降低单相换热介质的水阻，提高换热效率。

Description

一种太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及太阳能热水器，尤其是一种使用微通道换热器的太阳能热水器。

背景技术

微通道换热器普遍应用在热泵热水器中，其作为单独的模块与内胆结合方便，其大量的应用使成本大幅下降，微通道换热器结合压缩机、蒸发器组成换执业系统，内部换热介质在换热过程中会发生相变，换热介质在进入微通道时一般为气态，在微通道换热完毕出来时变为液态。现有太阳能水器的水箱多为夹套式换热器，通过焊接工艺与水箱内胆结合，工艺复杂，自动化程度低，夹套式换热器与内胆焊接连接时，焊缝可能会加快腐蚀，造成夹套或是内胆漏液，污染水源，安全性不高。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种能够降低太阳能水箱工艺复杂程度、安全性高的太阳能热水器

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种太阳能热水器，包括水箱及太阳能换热系统，所述太阳能换热系统包括通过循环管路相互连通的太阳能集热器与微通道换热器，所述微通道换热器与水箱内胆贴合给水箱换热，所述太阳能换热系统采用单相导热介质。

进一步的，所述微通道换热包括两根集管及位于两根所述集管之间并与两根所述集管连通的多根微通道流路，每根所述微通道流路内具有多个流路通道，其中一根所述集管的上下两端分别设有进口接头和出口接头，所述多根微通道流路设置在两个接头之间的所述集管上。

进一步的，设有接头的所述集管上设有堵头，所述堵头使所述集管及多根所述微通道流路上下分区，使得导热介质的流动形成“C”字形结构。

进一步的，所述堵头两侧的所述微通道流路数量相等。

进一步的，每个单侧流路通道的横截面积之和、集管的横截面积之和、循环管路的横截面积之和，三者相等。

进一步的，所述微通道换热器与所述水箱内胆通过导热硅胶粘合在一起。

进一步的，所述太阳能换热系统里还设有温度传感器，分别感知所述水箱和所述太阳能集热器的温度，当所述太阳能集热器内换热介质的温度与所述水箱内的水温的温度差未达到主控制系统内预设温度差值时，视为所述太阳能集热器的集热不足以给所述水箱进行换热，或是所述水箱内的温度足够，无需进行换热，主控制系统控制换热介质不循环。

进一步的，所述太阳能换热系统还包括循环泵。

进一步的，所述循环泵连接在与所述微通道换热器出口端连通的所述循环管路上。

进一步的，所述循环泵定时启动，带动所述导热介质循环换热。

综上所述，本实用新型提供的一种太阳能热水器，采用微通道换热器这种模块化结构，降低太阳能水箱的工艺复杂度，结构简单，安装工艺简单，有效避免原夹套换热器复杂的焊接工艺，使得热泵热水器水箱内胆、太阳能热水器水箱内胆、电热水器水箱内胆高度统一，为模块化产品定制提供良好基础；微通道流路中设置堵头，集管堵头每个单侧流路所形成的横截面积之和、集管的横截面积之和、循环管的横截面积之和保持一致，有效降低单相换热介质的水阻；增加循环泵作为辅助循环动力，保证单相换热介质的高效换热；微通道换热器与水箱内胆之间通过导热硅胶等紧密贴合，可以有效防止腐蚀。

附图说明：

图1：本实用新型一种太阳能热水器结构组成示意图；

图2：本实用新型一种太阳能热水器中水箱与微通道流路结构示意图；

图3：本实用新型一种太阳能热水器中微通道换热器结构示意图；

图4，本实用新型一种太阳能热水器中集管横截面示意图；

图5：本实用新型一种太阳能热水器中通道流路示意图。

其中：水箱1，循环泵2，循环管路3，太阳能集热器4，内胆5，微通道换热器6，进口接头7，出口接头8，堵头9，集管10，微通道流路11，集管固定架12，集管的横截面积13，流路通道横截面积14，膨胀罐15，生活用水16，电源17。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

一种太阳能热水器，包括水箱1及太阳能换热系统，太阳能换热系统包括通过循环管路3相互连通的太阳能集热器4与微通道换热器6，微通道换热器6与水箱内胆5贴合给水箱1换热，太阳能换热系统采用单相导热介质。

如图1至图5所示，太阳能热水器包括室内部分和室外部分，室内部分主要包括生活用水16部分，通过管路与水箱1的出水口连通，因为室内部分不是本实用新型所要保护的内容，在此不做限定。室外部分主要包括水箱1和太阳能换热系统，太阳能换热系统包括太阳能集热器4和微通道换热器6，太阳能集热器4与微通道换热器6分体设置，其作用在于将太阳能转为换热介质的热能，可为平板集热器、真空管集热器或热管集热器等各种形式，在此不做限定。太阳能集热器4通过循环管路3与微通道换热器6连通，使换热介质可在太阳能集器4、微通道换热器6之间流转，完成换热过程。在循环管路3中设置有循环泵2，给整个太阳能换热系统提供换热介质的循环动力，在本实用新型中，循环泵2设置在与微通道换热器6出口端连通的循环管路3上，并与电源17连通，提供动力，循环泵2的作用在于给循环系统中增加循环动力，也可使用其他能为循环系统增加循环动力的装置。循环泵2可在主控制系统的控制下定时启动，带动导热介质循环换热，如在主控制系统中设定启动时间，只在启动，冬天10：00至16：00之间启动，夏天在7：00至18：00之间启动，具体启动时间可在系统中设定，用户也可根据需要自行设定调整。在微通道换热器6的出口端设置循环泵2，换热介质经水箱1换热后，温度降低，因此对于循环泵2的要求低，对循环泵2的损伤也低。

如图2所示，微通道换热器6与内胆5相互贴合，在本实用新型中，采用高效导热硅胶将微通道换热器6与内胆5紧密贴合在一起，以有效防止腐蚀，同时提高换热效率，微通道换热器6可采用内置或外置的方式与内胆5配合，或采用其他方式与内胆5配合。水箱1作为储水容器，设有进水口和出水口，进水口与自来水管接通，出水口与室内的生活用水16接通，整个水箱1通过微通道换热器6实现热量交换，将水箱1里的水加热，因此，水箱1的形状及水管的位置不限。为了进行有效换热，太阳能换热系统还包括与太阳能热水器主控制系统连接的温度传感器，分别感知太阳能集热器4内换热介质及水箱1内水的温度，当太阳能集热器4内换热介质的温度与水箱1内的水温相差不大，未达到主控制系统内预设温度差值时，视为太阳能集热器4的集热不足以给水箱1进行换热，或是水箱1内的温度足够，无需进行换热，主控制系统控制换热介质不循环，如可控制循环泵2不工作，待温度差值达到要求时，再进行换热，以达到节能的效果。

如图3至图5所示，微通道换热器6包括两根集管10，集管10外设有集管固定架12，集管10的端部封堵，其中一根集管10上分别设有进口接头7、出口接头8，与循环管路3通过螺纹等方式固定并连通，进而与太阳能集热器4连通。在本实用新型中，换热介质采用上进下出的方式，进口接头7在集管10的上部，出口接头8在同一根集管10的下部。在两根集管10之间，横向连通着多根扁管，每根扁管的两端分别与两侧的集管10连通，使集管10、扁管、另一侧的集管10之间，形成通路。每根扁管内部通过管壁形成多个流路通道，使每根扁管形成一根微通道流路11。两个接头尽可能设置在集管10的最两端，保证微通道流路11都在两个接头之间，避免在集管10的端部与接头之间有换热介质滞留，造成浪费或是换热效率下降等其他不良效果。

在设有接头的集管10上，设有堵头9，通过堵头9将集管10分为两个区，同时也将多根微流道流路11分成上下两区，集热完成后的换热介质从循环管路3经进口接头7进入到集管10内后分流，分流进位于堵头9上部的各根微通道流路11，再经各根微通道流路11内的各流路通道进入到另一侧的集管10内，从多根微通道流路11内流出的换热介质汇流后向下流动，再分流从而进入到堵头9下部的各根微通道流路11，重新进入带有堵头9的集管10的下部，汇流后经出口接头8流入循环管路3，回流到太阳能集热器4内，完成一次换热循环。因通过堵头9将带有接头的集管10及对应的多根微通道流路11分成上下两区，使得微通道换热器6的流道形成如图3所示的“C”形结构，换热介质在上下两区内进行“C”形的流动。为降低流阻，提高换热效率，堵头9两侧的微通道流路11的数量相同。

在太阳能换热系统中，集管10、循环管路3、微通道流路11均为管路，具有横截面，为降低换热介质在集管10、循环管路3、微通道流路11内的阻力，在堵头9形成的上下两个流路区域内，每个单侧的集管的横截面积13之和，流路通道横截面积14之和，以及循环管路3的横截面积之和，要尽量做到三者相等或相一致，三者面积偏差大，会造成换热介质流动过程中的压力改变，对换热介质的流动性产生影响，从而造成流阻以及换热介质的浪费。举例说明，在堵头9的一侧，有N根微通道流路11，每根微通道流路11中有n个流路通道横截面积14，每个流路通道横截面积14为S，因此，单侧流路通道横截面积14之和为S*n*N；单根集管10的横截面积为s，共有两根集管10，因此，集管的横截面积13之和为2s；堵头9的一侧只有一个进口接头7或出口接头8，因此循环管路横截面积之和即为单根循环管路的横截面积M，为降低流阻，避免换热介质的浪费，在本实用新型中，S*n*N＝2s＝M。

在本实用新型中，太阳能换热系统中采用单相换热介质，在整个系统运行过程中不会发生相变，如可采用丙二醇做为换热介质。因丙二醇在冬季和夏季的膨胀系数不同，因此，为避免换热介质的不同膨胀状态对整个太阳能换热系统的伤害，在系统中还设有膨胀补液系统15，如膨胀罐，当冬季换热介质的膨胀系数较小时，换热介质全部在换热系统中运转，在夏季换热介质大系数膨胀时，等量的换热介质体积变大，过量的换热介质进入到膨胀罐中，避免换热系统因换热介质的体积膨胀而有所损坏。

综上所述，本实用新型提供的一种太阳能热水器，采用微通道换热器这种模块化结构，降低太阳能水箱的工艺复杂度，结构简单，安装工艺简单，有效避免原夹套换热器复杂的焊接工艺，使得热泵热水器水箱内胆、太阳能热水器水箱内胆、电热水器水箱内胆高度统一，为模块化产品定制提供良好基础；微通道流路中设置堵头，集管堵头每个单侧流路所形成的横截面积之和、集管的横截面积之和、循环管的横截面积之和保持一致，有效降低单相换热介质的水阻；增加循环泵作为辅助循环动力，保证单相换热介质的高效换热；微通道换热器与水箱内胆之间通过导热硅胶等紧密贴合，可以有效防止腐蚀。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能热水器，包括水箱及太阳能换热系统，其特征在于：所述太阳能换热系统包括通过循环管路相互连通的太阳能集热器与微通道换热器，所述微通道换热器与水箱内胆贴合给水箱换热，所述太阳能换热系统采用单相导热介质。

2.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述微通道换热包括两根集管及位于两根所述集管之间并与两根所述集管连通的多根微通道流路，每根所述微通道流路内具有多个流路通道，其中一根所述集管的上下两端分别设有进口接头和出口接头，所述多根微通道流路设置在两个接头之间的所述集管上。

3.如权利要求2所述的一种太阳能热水器，其特征在于：设有接头的所述集管上设有堵头，所述堵头使所述集管及多根所述微通道流路上下分区，使得导热介质的流动形成“C”字形结构。

4.如权利要求3所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述堵头两侧的微通道流路数量相同。

5.如权利要求3所述的一种太阳能热水器，其特征在于：每个单侧流路通道横截面积之和、集管的横截面积之和、循环管路的横截面积之和，三者相等。

6.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述微通道换热器与所述水箱内胆通过导热硅胶粘合在一起。

7.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能换热系统里还设有温度传感器，分别感知所述水箱和所述太阳能集热器的温度，当所述太阳能集热器内换热介质的温度与所述水箱内的水温的温度差未达到主控制系统内预设温度差值时，视为所述太阳能集热器的集热不足以给所述水箱进行换热，或是所述水箱内的温度足够，无需进行换热，主控制系统控制换热介质不循环。

8.如权利要求1所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述太阳能换热系统还包括循环泵。

9.如权利要求8所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述循环泵连接在与所述微通道换热器出口端连通的所述循环管路上。

10.如权利要求8所述的一种太阳能热水器，其特征在于：所述循环泵定时启动，带动所述导热介质循环换热。