CN206618133U - 一种光电结合的低热损太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光电结合的低热损太阳能热水器，属于太阳能热水器技术领域。本光电结合的低热损太阳能热水器，包括太阳能集热系统、储热系统和进水箱，太阳能集热系统和储热系统之间通过热管相连,热管中间段设有液气分离箱，储热系统包括储热水箱和进水箱，储热水箱内具有螺旋结构的冷凝管，冷凝管的下端伸出储热水箱且连接有导流冷凝液的下降管一，液气分离箱下端连接有出液管，下降管一和出液管之间设有Y形三通管，Y形三通管下端口连接有螺旋结构的换热管，换热管设于进水箱内，方形集热体外侧还设有太阳能光电板和用于储存电量的蓄电池，储热水箱上还设有热水输出管。本实用新型不但提高了热水器的加热效果，还降低了水温的热损。

Description

一种光电结合的低热损太阳能热水器

技术领域

本实用新型属于太阳能热水器技术领域，涉及一种光电结合的低热损太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。分体壁挂式太阳能热水器是太阳能热水器的一种，也是相对其他太阳能热水器较符合城市建筑整体美观的一种。其具体实施的技术路线是将太阳能集热板安装在建筑南向外立面(如阳台、墙面等)，将储热水箱安装在室内，集热板和储热水箱之间布置集热循环管路。

太阳能集热板安装在建筑外立面必须和建筑完美结合，即满足建筑一体化的要求，在众多的集热板中平板式太阳能集热板以其特有的优势—采光面积大、整体强度、承压运行、抗腐蚀、外观美观而脱颖而出。但是这种太阳能热水器和其他热水器都有一个共性，需要上水，而上水这一工作需要电力的支撑，当断电时，无法实现上水。另外现有的太阳能热水器热损较大，水温得不到较好的升温或保温，给人们带来了一定的困扰。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种光电结合的低热损太阳能热水器。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种光电结合的低热损太阳能热水器，包括太阳能集热系统、储热系统和进水箱，其特征在于，太阳能集热系统和储热系统之间通过热管相连,所述太阳能集热系统包括方形集热体和透明盖板，所述集热体上端开有凹槽，凹槽底部设有集热管和吸热片，所述集热管为U形结构，集热管的两端部均连接于热管上，热管中间段设有液气分离箱，所述储热系统包括储热水箱和进水箱，所述储热水箱内具有螺旋结构的冷凝管，冷凝管的上端与伸入储热水箱的热管相连通，冷凝管的下端伸出储热水箱且连接有导流冷凝液的下降管一，所述液气分离箱下端连接有出液管，所述下降管一和出液管之间设有Y形三通管，下降管一和出液管分别连接与Y形三通管上端口，Y形三通管下端口连接有螺旋结构的换热管，所述换热管设于进水箱内，且换热管下端出水口连接有伸出进水箱下端的下降管二，下降管二下端与集热管想通，所述进水箱上还连接有进水管和出水管，出水管另外一端与储热水箱连通，所述出水管中间还设有水泵，所述方形集热体外侧还设有太阳能光电板和用于储存电量的蓄电池，所述所述储热水箱上还设有热水输出管。

蓄电池与太阳能光电板通过导线相连，太阳能光电板产生的电能直接存于蓄电池内，蓄电池与水泵通过导线相连，利用蓄电池可控制水泵启动，向储热水箱注水。其中蓄电池外侧还包裹有与外界隔离的防水绝缘壳体，避免其暴露在外界空气中，产生漏电等非正常现象，提高其使用寿命。通过透明盖板和集热体凹槽的结构可使得集热管和吸热片处于一个密封状态，容易封锁热量，提高集热管的吸热，集热管的吸热其内部的介质会蒸发，然后通过热管进入储热水箱内的冷凝管。其中蒸发后的蒸汽介质会经过热管的液气分离箱，位于液气分离箱上端的蒸汽介质有一部分会液化，该段液化的介质会流入液气分离箱，再从出液管进入三通管，这样可避免液化的蒸汽去吸收蒸汽介质内的热能，提高了储热水箱内水的加热。另外蒸汽介质进入螺旋结构的冷凝管后，其热量被转换至储热水箱内的水，然后自身再发生液化，最后再通过下降管一流进三通管。两批液化的介质通过三通管进入换热管，而换热管位于进水箱，会将液体介质剩余的热量再转换至进水箱内的水，使得进水箱内的水得到了一定的加热，缩短了水进入储热水箱加热的时间，可降低介质内热量散失浪费，提高了其利用率。而太阳能光电板和蓄电池的设置，可使得断电的情况下，通过气泵还是能实现向储热水箱上水的作用。

在上述的光电结合的低热损太阳能热水器中，所述吸热片上具有若干与集热管下端相互匹配的弧形结构，且集热管与吸热片为一体成型。

采用以上结构，提高了吸热片对集热管的热传递，加速了集热管的升温。

在上述的光电结合的低热损太阳能热水器中，所述吸热翅片的表面采用磁控溅射氮氧化钛或电镀黑铬的太阳能选择性吸收涂层，所述透明盖板采用低铁、布纹、钢化玻璃。

采用以上结构，可使得吸热翅片的吸热率达到95％±2％，发射率低于8％，性能稳定；利用透明盖板的高透光率和布纹漫反射使得透明盖板与吸热翅片之间形成温室效应，提高了集热效率，另外还加强了透明盖板的强度。

在上述的光电结合的低热损太阳能热水器中，所述太阳能集热系统下端还设有摆动装置，摆动装置包括底座和支架，所述集热体下端固定有转动轴，转动轴通过轴承连接于支架上，所述底座上具有驱动电机，驱动电机的输出轴上具有齿轮一，转动轴上具有与齿轮一相互啮合的齿轮二。

采用以上结构，可通过驱动电机的转动带动齿轮一转动，齿轮一的转动会带动与其相互啮合的齿轮二，齿轮二的转动会间接带动集热体的转动，改变日光对太阳能集热系统的照射角度，提高集热效果。另外驱动电机也可以受蓄热电池提供电能进行转动。

在上述的光电结合的低热损太阳能热水器中，所述热管采用波纹弹性软管。

热管为波纹弹性软管，其角度任意调整，实现了集热体的摆动，同时也不影响热管的正常传热工作。

与现有技术相比，本光电结合的低热损太阳能热水器的优点具有以下几点：

1、本光电结合的低热损太阳能热水器既能降低储热水箱水温的散失，又能提高其加热效果。

2、本光电结合的低热损太阳能热水器利用太阳能光电板和蓄电池，在断电时，还是能实现储热水箱的上水及加热。

3、本光电结合的低热损太阳能热水器中摆动装置的设置，提高了集热管的集热效果，间接提高了储热水箱内水的温度。

附图说明

图1是本光电结合的低热损太阳能热水器中的结构示意图。

图2是本光电结合的低热损太阳能热水器中太阳能集热系统的剖视图。

图中，1、集热体；2、透明盖板；3、凹槽；4、集热管；5、吸热片；6、液气分离箱；7、储热水箱；8、进水箱；9、冷凝管；10、下降管一；11、出液管；12、三通管；13、换热管；14、热管；15、下降管二；16、进水管；17、出水管；18、水泵；19、太阳能光电板；20、蓄电池；21、输出管；22、底座；23、支架；24、转动轴；25、驱动电机；26、齿轮一；27、齿轮二。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本光电结合的低热损太阳能热水器，包括太阳能集热系统、储热系统和进水箱8，太阳能集热系统和储热系统之间通过热管14相连,太阳能集热系统包括方形集热体1和透明盖板2，集热体1上端开有凹槽3，凹槽3底部设有集热管4和吸热片5，集热管4为U形结构，集热管4的两端部均连接于热管14上，吸热片5上具有若干与集热管4下端相互匹配的弧形结构，且集热管4与吸热片5为一体成型，提高了吸热片5对集热管4的热传递，加速了集热管4的升温。吸热翅片的表面采用磁控溅射氮氧化钛或电镀黑铬的太阳能选择性吸收涂层，透明盖板2采用低铁、布纹、钢化玻璃。可使得吸热翅片的吸热率达到95％±2％，发射率低于8％，性能稳定；利用透明盖板2的高透光率和布纹漫反射使得透明盖板2与吸热翅片之间形成温室效应，提高了集热效率，另外还加强了透明盖板2的强度。

热管14中间段设有液气分离箱6，储热系统包括储热水箱7和进水箱8，储热水箱7内具有螺旋结构的冷凝管9，冷凝管9的上端与伸入储热水箱7的热管14相连通，冷凝管9的下端伸出储热水箱7且连接有导流冷凝液的下降管一10，液气分离箱6下端连接有出液管11，下降管一10和出液管11之间设有Y形三通管12，下降管一10和出液管11分别连接与Y形三通管12上端口，Y形三通管12下端口连接有螺旋结构的换热管13，换热管13设于进水箱8内，且换热管13下端出水口连接有伸出进水箱8下端的下降管二15，下降管二15下端与集热管4想通，进水箱8上还连接有进水管16和出水管17，出水管17另外一端与储热水箱7连通，出水管17中间还设有水泵18，储热水箱7上还设有热水输出管21。

方形集热体1外侧还设有太阳能光电板19和用于储存电量的蓄电池20，蓄电池20与太阳能光电板19通过导线相连，太阳能光电板19产生的电能直接存于蓄电池20内，蓄电池20与水泵18通过导线相连，利用蓄电池20可控制水泵18启动，向储热水箱7注水。其中蓄电池20外侧还包裹有与外界隔离的防水绝缘壳体，避免其暴露在外界空气中，产生漏电等非正常现象，提高其使用寿命。

太阳能集热系统下端还设有摆动装置，摆动装置包括底座22和支架23，集热体1下端固定有转动轴24，转动轴24通过轴承连接于支架23上，底座22上具有驱动电机25，驱动电机25的输出轴上具有齿轮一26，转动轴24上具有与齿轮一26相互啮合的齿轮二27。通过驱动电机25的转动带动齿轮一26转动，齿轮一26的转动会带动与其相互啮合的齿轮二27，齿轮二27的转动会间接带动集热体1的转动，改变日光对太阳能集热系统的照射角度，提高集热效果。另外驱动电机25也可以受蓄热电池提供电能进行转动。太阳能集热系统上设有感光器，通过感光器和摆动装置的配合使用，能使得太阳能集热系统受照射率最大。热管14采用波纹弹性软管。热管14为波纹弹性软管，其角度任意调整，实现了集热体1的摆动，同时也不影响热管14的正常传热工作。

具体工作原理：首先通过摆动装置使得太阳能集热系统受到太阳的光照最大，任何集热管4的吸热会使其内部的介质会蒸发，然后蒸发的介质通过热管14进入储热水箱7内的冷凝管9。其中蒸发后的蒸汽介质会经过热管14的液气分离箱6，位于液气分离箱6上端的蒸汽介质有一部分会液化，该段液化的介质会流入液气分离箱6，再从出液管11进入三通管12，另外成功进入冷凝管9时，蒸汽介质会将其热量被转换至储热水箱7内的水，然后自身再发生液化，最后再通过下降管一10流进三通管12。两批液化的介质通过三通管12进入换热管13，而换热管13位于进水箱8，会将液体介质剩余的热量再转换至进水箱8内的水，使得进水箱8内的水得到一定的加热，缩短了水进入储热水箱7加热的时间，而太阳能光电板19吸收太阳能后会将电能储存在蓄电池20内，当断电的情况发生时，通过蓄电池20控制气泵的启动，能实现向储热水箱7的上水。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了集热体1、透明盖板2、凹槽3、集热管4、吸热片5、液气分离箱6、储热水箱7、进水箱8、冷凝管9、下降管一10、出液管11、三通管12、换热管13、热管14、下降管二15、进水管16、出水管17、水泵18、太阳能光电板19、蓄电池20、输出管21、底座22、支架23、转动轴24、驱动电机25、齿轮一26、齿轮二27等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (5)

1.一种光电结合的低热损太阳能热水器，包括太阳能集热系统、储热系统和进水箱，其特征在于，太阳能集热系统和储热系统之间通过热管相连,所述太阳能集热系统包括方形集热体和透明盖板，所述集热体上端开有凹槽，凹槽底部设有集热管和吸热片，所述集热管为U形结构，集热管的两端部均连接于热管上，热管中间段设有液气分离箱，所述储热系统包括储热水箱和进水箱，所述储热水箱内具有螺旋结构的冷凝管，冷凝管的上端与伸入储热水箱的热管相连通，冷凝管的下端伸出储热水箱且连接有导流冷凝液的下降管一，所述液气分离箱下端连接有出液管，所述下降管一和出液管之间设有Y形三通管，下降管一和出液管分别连接与Y形三通管上端口，Y形三通管下端口连接有螺旋结构的换热管，所述换热管设于进水箱内，且换热管下端出水口连接有伸出进水箱下端的下降管二，下降管二下端与集热管想通，所述进水箱上还连接有进水管和出水管，出水管另外一端与储热水箱连通，所述出水管中间还设有水泵，所述方形集热体外侧还设有太阳能光电板和用于储存电量的蓄电池，所述储热水箱上还设有热水输出管。

2.根据权利要求1所述的一种光电结合的低热损太阳能热水器，其特征在于，所述吸热片上具有若干与集热管下端相互匹配的弧形结构，且集热管与吸热片为一体成型。

3.根据权利要求2所述的一种光电结合的低热损太阳能热水器，其特征在于，所述吸热翅片的表面采用磁控溅射氮氧化钛或电镀黑铬的太阳能选择性吸收涂层，所述透明盖板采用低铁、布纹、钢化玻璃。

4.根据权利要求3所述的一种光电结合的低热损太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能集热系统下端还设有摆动装置，摆动装置包括底座和支架，所述集热体下端固定有转动轴，转动轴通过轴承连接于支架上，所述底座上具有驱动电机，驱动电机的 输出轴上具有齿轮一，转动轴上具有与齿轮一相互啮合的齿轮二。

5.根据权利要求4所述的一种光电结合的低热损太阳能热水器，其特征在于，所述热管采用波纹弹性软管。