CN210861303U - 太阳能换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳能换热器，其包括壳体(8)、安装于壳体上的辐射换热组件(2)；所述辐射换热组件(2)包括依次设置的透射板(3)、辐射吸热板(4)、管道(5)组件、保温板(7)；透射板(3)，位于壳体(8)顶面，用于透射太阳光至壳体(8)内部；辐射吸热板(4)，位于壳体(8)内部并与透射板(3)相邻的位置，用于转化光能为热能；保温板(7)，设于所述辐射吸热板(4)远离透射板(3)的一侧，用于保存辐射吸热板(4)转化的热能；本实用新型太阳能换热器设置利用太阳能集热技术，能够充分利用其冬季丰富的太阳能资源进行供热，能达到节能减排的经济效益和环境效益。

Description

太阳能换热器

技术领域

本实用新型属于空调的技术领域，尤其涉及一种太阳能换热器。

背景技术

随着经济的发展和人们生活水平的提高，冬季供热的需求越来越高。现有的北方主流的供热技术主要是集中供热技术(主要为燃煤供热技术，我国燃气气源不足，燃气燃烧供热占比很少)，即通过热电厂、火电厂、换热站等热源单位集中向用户输送高温的热水或蒸汽，实现供热。该种方式对于城市供热是普适的，但是农村用户分布较分散，若采用该种供热方式就要求铺设远距离的管网，可用热源数量有限，初始投资成本较高，且供热过程中长距离的热媒输送造成管路热量损失会较高，造成能源浪费，经济效益较差。广大的农村用户多采用散户的小型煤炉的燃煤供热的方式。以上这种燃煤燃烧供热的方式基于一次能源(煤炭)的供热效率小于1，效率较低。

现有北方用户冬季供暖的方式主要为燃煤供热和空气源热泵(热风机、水机等方式)供热。对于燃煤供热方式主要为火电厂、热电厂的集中供热和农村用户使用的小型煤炉燃烧供热方式，煤燃烧过程产生污染气体会严重污染环境，尤其会加重近几年雾霾天气，严重危害人们身体健康和生活质量。采用电暖供热的能效比空调更低，耗能大，国内电能主要来源于火力发电，燃煤锅炉尾气排放污染严重。由于燃煤供热污染严重，需要寻求更清洁的供热方式。而采用天然气供热，由于农村人口较多，导致天然气消耗较大，我国天然气气源不足，难以大面积实施。农村用户存在满足供热要求的同时降低污染和运行成本的需求。

对于采用空气源热泵供热的方式，由于北方地区冬季气温偏低，导致外机换热器蒸发温度较低，蒸发压力较低，空气源热泵的能源效率很低，功耗较大，成本较高，同时内机出风温度低，供热的舒适性较差，即使采用的补气增焓技术，能源效率仍较差。冬季空气温度较低，空气源热泵从空气中取热，冷媒需要更低的蒸发温度和蒸发压力，导致系统整体的运行效率较低。

有鉴于此，提出本实用新型。

发明内容

本实用新型针对上述的技术问题，提出一种太阳能换热器。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

太阳能换热器，

壳体，用于保护和支撑太阳能换热器的部件；

辐射换热组件，安装于壳体上；所述辐射换热组件包括依次设置的透射板、辐射吸热板、管道组件、保温板；

透射板，位于壳体顶面，用于透射太阳光至壳体内部；

辐射吸热板，位于壳体内部并与透射板相邻的位置，用于转化光能为热能；

保温板，设于所述辐射吸热板远离透射板的一侧，用于保存辐射吸热板转化的热能；

管道组件，其用于流通换热工质；所述管道组件位于辐射吸热板与保温板之间，并与辐射吸热板相接触。

优选的，铝箔，设于管道组件与保温板之间，并与所述辐射吸热板相连接。

优选的，所述辐射吸热板与透射板之间形成有间隙。

优选的，所述间隙内填充有空气，以于所述辐射吸热板与透射板之间形成空气层。

优选的，所述管道组件包括进口管组件、管道及出口管组件；所述进口管组件与出口管组件均与所述管道相连通。

优选的，所述进口管组件、出口管组件、管道均由铜制管件制成。

优选的，所述进口管组件、管道、出口管组件通过焊接连接为一体。

优选的，所述管道为蛇形管。

优选的，所述辐射吸热板的材质为铜或铝。

优选的，所述换热工质为氟利昂。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型提供了一种太阳能换热器，所述太阳能换热器设置有透射板、辐射吸热板及与辐射吸热板紧密接触的管道组件；本实用新型太阳能换热器设置利用太阳能集热技术，能够充分利用其冬季丰富的太阳能资源进行供热，能达到节能减排的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为本实用新型太阳能换热器的整体结构示意图；

图2为图1沿A-A方向的剖视图；

图3为图2中A区域的放大图；

图4为本实用新型太阳能换热器的管道组件结构示意图。

以上各图中：太阳能换热器1；辐射换热组件2；透射板3；辐射吸热板4；管道5；铝箔6；保温板7；壳体8；间隙9；进口管组件10；出口管组件11；进口12；出口13；管道组件14。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但本实用新型所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应的随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

一种太阳能换热器1，如图1-图4所示，所述太阳能换热器1包括壳体8，所述壳体8用于保护和支撑所述太阳能换热器的部件。所述壳体8上设有辐射换热组件2，所述辐射换热组件2包括由上至下依次设置的透射板3、辐射吸热板4、管道组件14、铝箔6、保温板7。所述透射板3位于壳体8的顶面，即所述透射板3位于壳体8的最上层，以透射太阳光至壳体8内部；所述辐射吸热板4设于透射板3下方，且所述辐射吸热板4与透射板3之间形成有间隙9。所述间隙9内充满有空气，以形成空气层。所述辐射吸热板4吸收由透射板3透射进壳体8内部的太阳光，并将光能转化为热能。所述辐射吸热板4下侧设有管道组件14，所述管道组件14内用于充满流动的换热工质，使换热工质与辐射吸热板4转化的热能进行热交换；本实施例中所述换热工质为氟利昂。所述管道组件14下侧设有保温板7，所述保温板7位于壳体8与管道组件14之间，以减少辐射吸热板4转换热量的损失，确保管道组件14内的氟利昂与辐射吸热板 4转换的热能之间的有效热交换。所述管道组件14与保温板7之间设有铝箔6，所述铝箔6粘贴到辐射吸热板上，使管道组件14紧贴在辐射吸热板4上；以上铝箔6的设置，增加了管道组件14与辐射吸热板4之间的接触紧密性，从而提高热交换效率。

本实施例中，所述管道组件14包括进口管组件10、出口管组件11及管道 5；所述进口管组件10及出口管组件11均与管道5相连通，以形成氟利昂的流通通道。所述进口管组件10上设有进口12，以供氟利昂进入管道5内；所述出口管组件11上设有出口13，以供氟利昂流出管道组件14。本实施例中，所述管道5为蛇形管。

其中，所述进口管组件10、出口管组件11、蛇形管均由TP2M铜制管件制成，并通过钎焊工艺将所述进口管组件10、蛇形管、出口管组件11焊接成一体，形成氟利昂的流通通道。本实施例中，所述蛇形管由铜管弯折制成。所述辐射吸热板4可采用多种材质的，如铜、铝等。

本实施例中，所述太阳能换热器的工作模式分两个过程进行，其具体为(1) 所述辐射吸热板4吸收太阳辐射能的吸热升温过程；(2)所述管道组件14中的氟利昂与所述辐射吸热板4之间的换热过程；以上(1)和(2)两个过程同时进行，达到动态平衡。

其中(1)所述辐射吸热板4吸收太阳辐射能的吸热升温过程如下：如图2 所示，阳光通过所述透射板3透射到辐射吸热板4，所述辐射吸热板4吸收太阳辐射，并将光能转化为热能，从而使辐射吸热板4温度升高；在所述透射板3 的温室效应和保温板7的保温作用的共同作用下，有效减少辐射吸热板4的热量散失。

其中(2)所述管道组件14中的氟利昂与所述辐射吸热板4之间的换热过程如下：如图4所示，氟利昂通过进口管组件10的进口12进入到蛇形管内，由于蛇形管与高温的辐射吸热板4紧密接触，所述蛇形管内的氟利昂吸收辐射吸热板4的热量；吸热后的氟利昂从出口管组件11的出口13流出，完成整个换热过程。该过程中所述铝箔6将蛇形管紧贴在辐射吸热板4上，由于铝箔6 的强导热性，能促进氟利昂与辐射吸热板4之间的换热。

本实用新型中的换热器可以用于我国北方冬季气温较低的区域；亦可与热泵空调系统整合，解决冬季热泵系统供热蒸发温度过低能效低的问题。

近几年，国家出台了“煤改电”的政策，北方用户较多的进行了燃煤供热向空气源热泵供热的改造。空气源热泵的供热方式多采用补气增焓技术，由于北方地区冬季气温偏低，空气源热泵从空气中取热，冷媒需要更低的蒸发温度和蒸发压力，整个热泵系统冷凝压力和蒸发压力比值较高，能源效率很低，冬季制热耗能非常大，运行成本很高。降低热泵系统低温制热功耗，提高冬季热泵系统能效是一直以来空调技术的发展方向，以往提高空调系统能效的方式主要是增加换热器的面积从而降低冷热源的温差，进而设计出高效的空调系统。本实用新型从冷媒工质低温热源入手，采用清洁能源太阳能作为热泵系统的低温热源，提高系统蒸发侧的蒸发温度(蒸发压力)，从而提高系统整体的运行能效，使得热泵系统冬季运行更节能环保。

本实用新型提供了一种太阳能换热器，所述太阳能换热器设置有透射板3、辐射吸热板4及与辐射吸热板4紧密接触的管道组件14。本实用新型太阳能换热器能够充分利用其冬季丰富的太阳能资源进行供热，能达到节能减排的经济效益和环境效益。本实用新型的设置利用太阳能集热技术，即将光能转化为热能，该热能作为热泵系统的低温热源，提高热泵系统的蒸发温度，提高整个热泵系统的能效，使得热泵系统冬季运行更节能环保。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.太阳能换热器，其特征在于：

壳体(8)，用于保护和支撑太阳能换热器(1)的部件；

辐射换热组件(2)，安装于壳体(8)上；所述辐射换热组件(2)包括依次设置的透射板(3)、辐射吸热板(4)、管道(5)组件、保温板(7)；

透射板(3)，位于壳体(8)顶面，用于透射太阳光至壳体(8)内部；

辐射吸热板(4)，位于壳体(8)内部并与透射板(3)相邻的位置，用于转化光能为热能；

保温板(7)，设于所述辐射吸热板(4)远离透射板(3)的一侧，用于保存辐射吸热板(4)转化的热能；

管道组件(14)，其用于流通换热工质；所述管道组件(14)位于辐射吸热板(4)与保温板(7)之间，并与辐射吸热板(4)相接触。

2.根据权利要求1所述的太阳能换热器，其特征在于：铝箔(6)，设于管道组件(14)与保温板(7)之间，并与所述辐射吸热板(4)相连接。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能换热器，其特征在于：所述辐射吸热板(4)与透射板(3)之间形成有间隙(9)。

4.根据权利要求3所述的太阳能换热器，其特征在于：所述间隙(9)内填充有空气，以于所述辐射吸热板(4)与透射板(3)之间形成空气层。

5.根据权利要求3所述的太阳能换热器，其特征在于：所述管道组件(14)包括进口管组件(10)、管道(5)及出口管组件(11)；所述进口管组件(10)与出口管组件(11)均与所述管道(5)相连通。

6.根据权利要求5所述的太阳能换热器，其特征在于：所述进口管组件(10)、出口管组件(11)、管道(5)均由铜制管件制成。

7.根据权利要求6所述的太阳能换热器，其特征在于：所述进口管组件(10)、管道(5)、出口管组件(11)通过焊接连接为一体。

8.根据权利要求5所述的太阳能换热器，其特征在于：所述管道(5)为蛇形管。

9.根据权利要求1所述的太阳能换热器，其特征在于：所述辐射吸热板(4)的材质为铜或铝。

10.根据权利要求1所述的太阳能换热器，其特征在于：所述换热工质为氟利昂。

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