CN209783002U - 一种模块化储热式太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模块化储热式太阳能热水器，包括支架、模块集分装置和多个集热模块，支架一侧设有模块集分装置，模块集分装置包括基座及设于基座上的多根连接管，多个集热模块设于支架内部，并通过连接管相互连接形成串联管路，每个集热模块由多个集热单元顺次连接而成。所述集热单元包括真空玻璃管、导热管及水循环管，导热管设于真空玻璃管内，导热管内设有水循环管，导热管外壁与真空玻璃管之间设有间隙，导热管内壁与水循环管之间填充相变材料。该太阳能热水器内置相变材料，具有储热功能，减少对水箱和介质循环管的使用，同时，该太阳能热水器由多个集热模块通过集分器连接构成，有效解决因热水器体积庞大而带来的搬运安装不便的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能装置技术领域，具体涉及一种模块化储热式太阳能热水器。
背景技术
太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。现有的太阳能热水器一般包括相配装的储热水箱和真空管，且储热水箱和真空管装在支架上。当太阳能热水器工作时，真空管吸收太阳光能的热量，并以热对流形式将加热后的水流入储热水箱内后再使用，而该种结构的太阳能热水器必须要使用水箱和介质循环管，而对于使用太阳能热水器的用户，尤其是家庭用户，水箱的安装会占用一定的室内空间，而且产品制造成本高，导致产品价格高。
一般太阳能热水器均安装在屋顶或者阳台处，由于太阳能热水器的体积庞大，而楼道的空间有限，在搬运和安装的时候十分不便，且容易导致太阳能热水器损坏，而影响了太阳能热水器的实用性。
相变材料(PCM-Phase Change Material)是一种随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质。在太阳能集热领域，可以采用相应型号和种类的相变材料进行储热，通过相变材料中存储的热能对水进行加热。但是将相变材料存储在封闭空间内需要考虑相变材料汽化而产生的体积变化，相变材料在吸收热量后达到汽化温度后会从固态转变为液态，随着温度的上升，会继续从液态转变为气态，例如部分相变材料的汽化温度在70℃左右，一旦温度高于该汽化温度70℃，相变材料则会发生汽化转变为气态，体积膨胀，因此对于存储相变材料的容器需要极高的强度。
实用新型内容
本实用新型提供一种模块化储热式太阳能热水器，由多个集热模块通过模块集分装置连接构成，有效解决因热水器体积庞大而带来的搬运安装不便的问题，同时，该太阳能热水器内置相变材料，具有储热功能，减少对水箱和介质循环管的使用。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种模块化储热式太阳能热水器，包括支架、模块集分装置和多个集热模块，所述支架一侧设有模块集分装置，模块集分装置包括基座及设于基座上的多根连接管，多个所述集热模块设于支架内部，并通过连接管相互连接形成串联管路，每个所述集热模块由多个集热单元顺次连接而成。
作为上述方案的优选，所述集热单元包括真空玻璃管、导热管及水循环管，所述真空玻璃管和导热管均为一端封闭、另一端开口的中空结构，导热管设于真空玻璃管内，导热管内设有水循环管，导热管外壁与真空玻璃管之间设有间隙，导热管内壁与水循环管之间填充相变材料。
作为上述方案的优选，所述真空玻璃管包括内管和外管，内管与外管之间为真空，内管外壁上涂覆有选择性吸热涂层。
作为上述方案的优选，所述真空玻璃管与导热管之间设有密封塞，所述密封塞内部为通孔，外壁为阶梯轴结构，密封塞内孔与导热管的开口端外壁配合，密封塞的小径轴段插入至导热管与真空玻璃管之间的间隙内，大径轴段端面与真空玻璃管开口端端面贴合，所述导热管的开口端均设有端盖。
作为上述方案的优选，所述集热模块包括集热箱体和多个集热单元，集热箱体内两侧对称固定有滑道，滑道内设有夹持件，多个所述集热单元通过夹持件安装在集热箱体内。
作为上述方案的优选，所述夹持件包括两块夹持板，夹持板上开设有多个半圆孔，两块夹持板的半圆孔相对设置，半圆孔的内径等于真空玻璃管的外径。
作为上述方案的优选，相邻两个所述集热单元的水循环管通过短管串联连接，首尾两个集热单元的进水口、出水口为所述集热模块的进、出水口。
作为上述方案的优选，所述连接管的两端分别设有管接头，相邻集热模块上的进水口与出水口通过连接管依次相连，形成单向通路，通路一端连接外界水源，另一端连接热水用户端。
由于具有上述结构，本实用新型的有益效果在于：
1、该太阳能热水器由多个集热模块通过模块集分装置拼装而成，用户可以根据安装空间、用水量等因素适当增减集热模块数量，同时可以分模块搬运安装，解决了因热水器整体体积庞大而带来的搬运和安装不便的问题。
2、上述结构的太阳能热水器摒弃传统的采用介质加热后在水箱内对水进行加热的方式，使用相变材料吸热后存储热能并对水循环管内的水进行加热，再供给用户使用，结构更加简单，对于城市用户来说，不需要使用水箱、介质及介质循环管，大大释放了室内空间，不影响室内的装修和美观。
3、真空玻璃管具有很好的保温特性；设置在真空玻璃管与吸热管之间的间隙，用于防止相变材料因温度变化产生体积膨胀导致吸热管挤压真空玻璃管造成的真空玻璃管破损；设置在间隙两端的密封圈，在减少空气进入间隙的同时对真空玻璃管起到支撑、保护作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型集热模块的结构示意图；
图3为本实用新型密封圈的结构示意图；
图4为本实用新型模块集分装置的结构示意图；
图5为本实用新型夹持件的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1至图5所示，一种模块化储热式太阳能热水器，包括支架1、模块集分装置2和多个集热模块3，所述支架1一侧设有模块集分装置2，模块集分装置2包括基座21及设于基座上的多根连接管22，多个所述集热模块3设于支架1内部，并通过连接管22相互连接形成串联管路，每个所述集热模块3由多个集热单元4顺次连接而成。
所述集热单元4包括真空玻璃管41、导热管42及水循环管43，所述真空玻璃管41和导热管42均为一端封闭、另一端开口的中空结构，导热管42设于真空玻璃管41内，导热管42内设有水循环管43，导热管42外壁与真空玻璃管41之间设有间隙44，导热管42内壁与水循环管43之间填充相变材料45。
所述真空玻璃管41包括内管和外管，内管与外管之间为真空，内管外壁上涂覆有选择性吸热涂层。
所述真空玻璃管41与导热管42之间设有密封塞5，所述密封塞5内部为通孔，外壁为阶梯轴结构，密封塞内孔与导热管42的开口端外壁配合，密封塞的小径轴段51插入至导热管42与真空玻璃管41之间的间隙44内，大径轴段52端面与真空玻璃管41开口端端面贴合。每个所述集热单元4内的导热管42的开口端均设有端盖6。
所述集热模块3包括集热箱体8和多个集热单元4，集热箱体8内两侧对称固定有滑道10，滑道10由两块开口相对设置的U形板组成，滑道内设有夹持件7，多个所述集热单元4通过夹持件7安装在集热箱体内。
所述夹持件7包括两块夹持板，夹持板上开设有多个半圆孔71，两块夹持板的半圆孔71相对设置，半圆孔的内径等于真空玻璃管的外径，利用夹持板将多个集热单元夹持固定后，从集热箱体8的顶部进入滑道内。
相邻两个所述集热单元4的水循环管43通过短管9串联连接，首尾两个集热单元3的进水口、出水口为所述集热模块3的进、出水口。
所述连接管22的两端分别设有管接头221，相邻集热模块3上的进水口与出水口通过连接管22依次相连，形成单向通路，通路一端连接外界水源，另一端连接热水用户端。
在本实施例中，采用多个集热模块通过模块集分装置连接形成整体的太阳能热水器，每个集热模块包括多个集热单元，用户可以根据安装空间、用水量等因素适当增减集热模块数量，同时可以分模块搬运安装，解决了因热水器整体体积庞大而带来的搬运安装不便的问题。
采用双层真空玻璃管，有效降低了热量通过气体对流和传导向环境的散失，使集热效率得以提高，且在一定温度下有很好的保温特性，透过双层真空玻璃管通过吸热管吸收太阳能热量，再通过吸热管传递给相变材料，相变材料将热量存储，并对水循环管内的水进行加热，这一方式相比于传统太阳能热水器，减少了对加热介质、介质循环管以及水箱的使用，水直接通过水循环管加热后送到热水用户端，快捷方便，加热效率高，太阳能利用率高，减少了能量损失，而且结构简单，有效节省室内空间。
在此过程中，持续加热会使吸热管内的相变材料温度不断升高，而当部分相变材料在温度过高时，会发生汽化现象，一旦相变材料汽化，则体积发生膨胀，在真空玻璃管与吸热管之间设置有间隙，用于防止相变材料因温度变化产生体积膨胀导致吸热管挤压真空玻璃管造成的真空玻璃管破损，且在间隙两端设置有密封圈，在减少空气进入间隙的同时对真空玻璃管起到支撑、保护作用。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：包括支架、模块集分装置和多个集热模块，所述支架一侧设有模块集分装置，模块集分装置包括基座及设于基座上的多根连接管，多个所述集热模块设于支架内部，并通过连接管相互连接形成串联管路，每个所述集热模块由多个集热单元顺次连接而成。
2.根据权利要求1所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述集热单元包括真空玻璃管、导热管及水循环管，所述真空玻璃管和导热管均为一端封闭、另一端开口的中空结构，导热管设于真空玻璃管内，导热管内设有水循环管，导热管外壁与真空玻璃管之间设有间隙，导热管内壁与水循环管之间填充相变材料。
3.根据权利要求2所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述真空玻璃管包括内管和外管，内管与外管之间为真空，内管外壁上涂覆有选择性吸热涂层。
4.根据权利要求2所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述真空玻璃管与导热管之间设有密封塞，所述密封塞内部为通孔，外壁为阶梯轴结构，密封塞内孔与导热管的开口端外壁配合，密封塞的小径轴段插入至导热管与真空玻璃管之间的间隙内，大径轴段端面与真空玻璃管开口端端面贴合，所述导热管的开口端均设有端盖。
5.根据权利要求2所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述集热模块包括集热箱体和多个集热单元，集热箱体内两侧对称固定有滑道，滑道内设有夹持件，多个所述集热单元通过夹持件安装在集热箱体内。
6.根据权利要求5所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述夹持件包括两块夹持板，夹持板上开设有多个半圆孔，两块夹持板的半圆孔相对设置，半圆孔的内径等于真空玻璃管的外径。
7.根据权利要求6所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：相邻两个所述集热单元的水循环管通过短管串联连接，首尾两个集热单元的进水口、出水口为所述集热模块的进、出水口。
8.根据权利要求7所述的模块化储热式太阳能热水器，其特征在于：所述连接管的两端分别设有管接头，相邻集热模块上的进水口与出水口通过连接管依次相连，形成单向通路，通路一端连接外界水源，另一端连接热水用户端。
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| CN201920469800.6U CN209783002U (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种模块化储热式太阳能热水器 |
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| CN112161405A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-01 | 北京锦绣新技术发展有限公司 | 太阳能相变集热器及低能耗的太阳能相变供暖系统 |
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2019
- 2019-04-09 CN CN201920469800.6U patent/CN209783002U/zh active Active
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| CN112161405A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-01 | 北京锦绣新技术发展有限公司 | 太阳能相变集热器及低能耗的太阳能相变供暖系统 |
| CN112161405B (zh) * | 2020-09-22 | 2024-05-07 | 北京锦绣新技术发展有限公司 | 太阳能相变集热器及低能耗的太阳能相变供暖系统 |
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