CN207317283U - 一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置 - Google Patents

Abstract

一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变介质，铝槽壁，吸气带，热水器基板，换热管，换热管翅片，隔热塞，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管，保温材料，温度传感器，电致变色材料遮光板，控制器，光伏板；其特征在于电致变色材料遮光板固定在铝合金外边框上，处于柱面聚光器的正上方，温度传感器置于真空集热管内部，与相变材料充分接触，当相变材料温度高于设定温度时，温度传感器发送脉冲信号，控制器对电致变色材料遮光板施加正向电压，使电致变色材料遮光板由透明变为深色，减少太阳能对相变材料的加热，当相变材料温度低于设定温度，温度传感器发送信号，控制器对电致变色材料遮光板施加反向电压，使电致变色材料遮光板由深色变为透明，使太阳能得到充分利用。

Description

一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器，特别是涉及一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置。

技术背景

在全球能源紧张、气候恶化，严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在发展中获取优势地位。随着人们节能环保意识的不断加强，太阳能热水器以其安全、节能、环保、卫生、经济，等显著优势，迅速赢得了广大消费者的青睐。

目前常见的太阳能热水器包括集热器、保温水箱、连接管道和支架，保温水箱设置在支架的顶端，集热器设置在支架的前侧，集热器中的真空管倾斜插装在支架前侧下部的托盒和保温水箱之间，连接管道设置在集热器及保温水箱内，用以将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器，这种太阳能热水器的缺点是，含保温水箱，使得热水器体积大，安装不方便，而且受天气或季节变化影响大，供热不稳定。

另一种现有技术是中国专利申请2001310550981.2披露的“一种电致变色相变蓄热的聚光太阳能热水器装置”，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变介质，铝槽壁，热水器基板，换热管，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管。柱面透镜聚光器覆盖在真空集热管的最上方，入射到柱面透镜聚光器的光线汇聚成一条光焦带。柱面透镜聚光器的下部与热水器基板上的铝槽壁相连，两铝槽壁组成两个互成角度对立的平面镜，经过聚光器折射的光线，一部分汇聚投射到在下部的真空集热管上，另一部分没有投射到真空集热管的光线经铝槽壁平面镜反射后投射到真空集热管上，真空集热管内部装有相变材料和U型换热管，热水器基板上设有卡槽，真空集热管固定卡在该卡槽中。这种相变蓄热太阳能热水器不需要保温水箱，安装方便，但是实际使用中存在长时间不使用导致集热管过热的现象，高温使集热管中的相变材料气化，导致集热管内压力增大，造成集热管密封性下降甚至使集热管炸裂。

还有一种现有技术是中国专利申请200910048477.6披露的“带过热保护装置的太阳能相变蓄热热水器”，包括多根太阳能集热管、进水管、出水管、保温层、多根相变蓄热器和温控阀；各相变蓄热器设置在各太阳能集热管内；所述进水管套在出水管内；所述出水管与相变蓄热器连接；所述温控阀与出水管相连；所述保温层包于出水管、太阳能集热管和出水管的连接口以及太阳能集热管上端的外部。本实用新型带过热保护装置的太阳能相变蓄热热水器在出水管上连接温控阀，出水管内热水温度过高时，可由温控阀排出热水，带走过量热能，降低出水管内热水温度。但这种方案存在浪费水资源，排出热水存在回收和安全问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种防过热太阳能相变蓄热热水器，能在长时间不使用时，冷却相变材料，防止相变材料过热，提高太阳能相变蓄热热水器的安全性能。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变介质，铝槽壁，吸气带，热水器基板，换热管，换热管翅片，隔热塞，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管，保温材料，温度传感器，电致变色材料遮光板，控制器，光伏板。

所述的柱面透镜聚光器覆盖在真空集热管的最上方，材料为高透光率超白玻璃，柱面透镜聚光器上部多个拱形的半圆柱状玻璃连接在一起，柱面透镜聚光器通过定位孔可固定安装在热水器基板的加强筋上面的小平台上，聚光器的下部与热水器基板上的铝槽壁相连，真空集热管内部装有相变材料和U型换热管，热水器基板上设有卡槽，真空集热管固定卡在该卡槽中。

所述的真空集热管封闭端的内管端固定有金属片和吸气带或吸气片，真空集热管内部放置相变材料，真空集热管的出口端有隔热塞，把相变材料和换热管封装在真空集热管中。

所述的换热管为带翅片的铜管或铝管，换热管是弯曲的U管安置于真空集热管中，换热管及其翅片浸没与相变材料中，每支真空集热管的开口端均有隔热塞，换热管在真空集热管外一端与冷水母管联通，冷水母管与自来水管相连，另一端与热水母管联通，热水母管与热水终端管线相连。

所述的保温材料为聚氨酯保温材料或保温石棉。所述的相变材料为石墨烯复合相变材料。

所述的控制器固定在铝合金外边框上，与温度传感器、光伏板、电致变色材料遮光板串联在电路上。所述的电致变色材料遮光板固定在铝合金外边框上，处于柱面聚光器的正上方。所述的温度传感器置于真空集热管内部，与相变材料充分接触，当相变材料温度高于设定温度时，温度传感器发送脉冲信号，控制器对电致变色材料遮光板施加正向电压，使电致变色材料遮光板由透明变为深色，减少太阳能对相变材料的加热，当相变材料温度低于设定温度，温度传感器发送信号，控制器对电致变色材料遮光板施加反向电压，使电致变色材料遮光板由深色变为透明，使太阳能得到充分利用。所述的电致变色材料遮光板固定在铝合金外边框上，处于柱面聚光器的正上方。

本实用新型的有益效果：

1、在太阳能相变蓄热热水器长时间不使用时，冷却相变材料，防止相变材料过热，提高太阳能相变蓄热热水器的安全性能。

2、本实用新型一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置相对于其他防过热相变蓄热热水器，具有结构简单，方式环保的优点。

附图说明

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1:本实用新型一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置的半剖面结构示意图：1、柱面透镜聚光器，2、真空集热管，3、相变介质，4、铝槽壁，5、吸气带，6、热水器基板，7、换热管，8、换热管翅片，9、隔热塞，10、铝合金外边框，11、加强筋，12、小平台，13、冷水母管，14、热水母管，15、保温材料，16、温度传感器，17、电致变色材料遮光板，18、控制器，19、光伏板。

具体实施方式

参见图1，本实用新型包括：柱面透镜聚光器1，真空集热管2，相变介质3，铝槽壁4，吸气带5，热水器基板6，换热管7，换热管翅片8，隔热塞9，铝合金外边框10，加强筋11，小平台12，冷水母管13，热水母管14，保温材料15，温度传感器16，电致变色材料遮光板17，控制器18，光伏板19。实施时柱面透镜聚光器1覆盖在真空集热管2的最上方，材料为高透光率超白玻璃，柱面透镜聚光器1上部多个拱形的半圆柱状玻璃连接在一起，柱面透镜聚光器1通过定位孔可固定安装在热水器基板6的加强筋12上面的小平台13上，柱面透镜聚光器1的下部与热水器基板6上的铝槽壁4相连，真空集热管2内部装有相变介质3和U型换热管7，热水器基板6上设有卡槽，真空集热管2固定卡在该卡槽中。

所述的真空集热管2封闭端的内管端固定有金属片和吸气带5，真空集热管2内部放置相变介质3，真空集热管2的出口端有隔热塞9，把相变介质3和换热管7封装在真空集热管2中。

所述的换热管7为带翅片8的铜管或铝管，换热管7是弯曲的U管安置于真空集热管2中，换热管7及其翅片8浸没与相变材料中，每支真空集热管2的开口端均有隔热塞9，换热管7在真空集热管2外一端与冷水母管13联通，冷水母管14与自来水管相连，另一端与热水母管13联通，热水母管13与热水终端管线相连。

所述的保温材料15为聚氨酯保温材料或保温石棉。所述的相变介质3为掺杂纳米铝石蜡相变材料。

所述的控制器18固定在铝合金外边框10上，与温度传感器16、光伏板19、电致变色材料遮光板17串联在电路上。所述的电致变色材料遮光板17固定在铝合金外边框10上，处于柱面聚光器1的正上方。所述的温度传感器16置于真空集热管2内部，与相变材料3充分接触，当相变材料3温度高于设定温度时，温度传感器16发送脉冲信号，控制器18对电致变色材料遮光板17施加正向电压，使电致变色材料遮光板17由透明变为深色，减少太阳能对相变材料3的加热，当相变材料3温度低于设定温度，温度传感器16发送信号，控制器18对电致变色材料遮光板17施加反向电压，使电致变色材料遮光板17由深色变为透明，使太阳能得到充分利用。所述的电致变色材料遮光板17固定在铝合金外边框10上，处于柱面聚光器1的正上方。

Claims (3)

1.一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变介质，铝槽壁，吸气带，热水器基板，换热管，换热管翅片，隔热塞，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管，保温材料，温度传感器，电致变色材料遮光板，控制器，光伏板；其特征在于电致变色材料遮光板固定在铝合金外边框上，处于柱面聚光器的正上方。

2.据权利要求1所述的一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置，其特征在于控制器固定在铝合金外边框上，与温度传感器、光伏板、电致变色材料遮光板串联在电路上。

3.据权利要求1所述的一种电致变色相变蓄热的防过热聚光太阳能热水器装置，其特征在于温度传感器置于真空集热管内部，与相变材料充分接触，当相变材料温度高于设定温度时，温度传感器发送脉冲信号，控制器对电致变色材料遮光板施加正向电压，使电致变色材料遮光板由透明变为深色，减少太阳能对相变材料的加热，当相变材料温度低于设定温度，温度传感器发送信号，控制器对电致变色材料遮光板施加反向电压，使电致变色材料遮光板由深色变为透明，使太阳能得到充分利用。