CN217520075U - 一种高效转化高光热太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效转化高光热太阳能热水器，包括安设在支撑架顶端的储液箱，所述储液箱下方倾斜安装有支撑板，所述支撑板上表面上安装有多个真空集热管；所述支撑板尾端安装有尾托，抵靠在真空集热管下端；所述真空集热管是双玻璃双真空集热管；所述储液箱包括上腔室和下腔室，上腔室内盛水，上腔室侧壁上设置有冷水进水管，进水管上安装有阻垢器和进水阀，上腔室顶部安装有导管，导管另一端连接保温水箱；上腔室内设置有热交换管，热交换管两端深入下腔室内部，下腔室内盛有导热介质。

Description

一种高效转化高光热太阳能热水器

技术领域

本实用新型涉及太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种高效转化高光热太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热器、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

集热器是太阳能热水器关键的集热部件，夏天太阳辐射强，真空集热器温度高，所以在与水直接接触后容易形成水垢，导致传热效果逐渐减弱，降低太阳能热水器的热转化率，影响太阳能热水器的有效使用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种高效转化高光热太阳能热水器，能有效减少水垢的形成，以提高集热器传热效果，提高太阳能热水器的光热转化率。

本实用新型的技术方案如下：

一种高效转化高光热太阳能热水器，包括安设在支撑架顶端的储液箱，所述储液箱下方倾斜安装有支撑板，所述支撑板上表面上安装有多个真空集热管；所述支撑板尾端安装有尾托，抵靠在真空集热管下端；所述真空集热管是双玻璃双真空集热管；所述储液箱包括上腔室和下腔室，上腔室内盛水，上腔室侧壁上设置有冷水进水管，进水管上安装有阻垢器和进水阀，上腔室顶部安装有导管，导管另一端连接保温水箱；上腔室内设置有热交换管，热交换管两端深入下腔室内部，下腔室内盛有导热介质。

进一步的，所述储液箱上安设有多个卡套，内玻璃管冷凝段穿过储液箱底壁和卡套固定在储液箱下腔室内。

进一步的，所述真空集热管包括外玻璃管和内玻璃管，内玻璃管包括细长的蒸发段和较粗的冷凝段，蒸发段深入到外玻璃管底部，冷凝段固定到下腔室内，外玻璃管与储液箱底壁外表面连接处密封设置有隔热管堵；内外管之间为高真空夹层，内玻璃管内腔低真空，外玻璃管内侧有多金属碳化阳光吸收膜层；外玻璃管和内玻璃管底部之间设置有支撑夹，内玻璃管蒸发段内设置有相容性螺旋浮液芯，相容性螺旋浮液芯内盛有传导工作液体；所述外玻璃管和内玻璃管采用高硼硅玻璃管材。

进一步的，所述阻垢器内装有阻垢剂，优选的，阻垢剂选用硅磷晶。

进一步的，所述热交换管的一端与隔板之间安装有耐高温潜水泵，储液箱上腔室内侧壁上安装有与耐高温潜水泵相连的温度传感器。

进一步的，所述储液箱上腔室顶部导管上安装有水泵。

进一步的，所述保温水箱内设置有液位开关。

进一步的，所述储液箱下腔室侧壁上设置有进液管，进液管上安装有减压阀。

本实用新型的有益效果：通过耐高温潜水泵的设置，从而使储液箱上腔室内的水温保持恒定，同时保证了储液箱上腔室内压力的稳定；通过下腔室进液管上减压阀的设置，使下腔室内压力相对恒定；通过真空集热管，导热油，热交换管，水组成的热量双循环，使得真空集热管不直接接触热水，不易结垢，避免了真空集热管使用一段时间后因结垢而导致的热转化率降低的问题，从而提高了转化率，延长了真空集热管的使用寿命；通过阻垢器的设置，减少热交换管外壁结垢，提高热转换率；通过保温水箱的设置，大大提高了热水器的储水量，提高了太阳能的转化效率和利用率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的高效转化高光热太阳能热水器侧视示意图；

图2为本实用新型提出的高效转化高光热太阳能热水器主视示意图；

图3为本实用新型中真空集热管的结构简图。

图中：1-真空集热管；1a-外玻璃管；1b-蒸发段；1c-隔热管堵；1d-冷凝段；1e-支撑夹；1f-相容性螺旋浮液芯；1g-传导工作液体；2-支撑板；3-支撑架；31-尾托；4-卡套；5-冷水管；6-阻垢器；7-进水阀；8-储液箱；9-热交换管；10-导管；11-水泵；13-保温水箱；14-液位开关；15-出水管；16-导热油；17-隔板；18-进液管；19-减压阀；20-温度传感器；21-耐高温潜水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，一种高效转化高光热太阳能热水器，包括安设在支撑架3顶端的储液箱8，所述储液箱8下方倾斜安装有支撑板2，所述支撑板2上表面上安装有多个真空集热管1，真空集热管1上端与储液箱8密封连接；所述支撑板2尾端安装有尾托31，抵靠在真空集热管1下端。

如图2所示，储液箱8通过隔板17分隔成上下两个密闭腔室；其中，下腔室内盛有导热油16，下腔室侧壁靠近隔板17处安装有进液管18，进液管18上安装有减压阀19，以保证下腔室内压力相对恒定。

储液箱8上腔室内设置有热交换管9，热交换管9的两端穿过隔板17伸入到下腔室内，热交换管9的一端与隔板之间安装有耐高温潜水泵21，耐高温潜水泵21选用QJR型耐高温潜水泵，由水泵、潜水电机(包含电缆)、输水管和操控开关四大部分组成；储液箱8上腔室内侧壁上安装有与耐高温潜水泵21相连的温度传感器20，耐高温潜水泵21的设定温度宜在80度左右。

当温度传感器20感知到的储液箱8上腔室内水温低于设定温度时，在设定温度内，耐高温潜水泵21的操控开关处于开启状态，导热油16循环正常流动，不断的提高储液箱8上腔室中的储水温度，当储液箱8上腔室中的水温超过设定温度时，温度传感器20传输信号到耐高温潜水泵21，操控开关闭合，导热油16的循环流动停止，从而使储液箱8上腔室内的水温保持恒定，同时保证了储液箱8上腔室内压力的稳定。

真空集热管1为市售的双玻璃双真空集热管，具体结构如图3所示，真空集热管1包括外玻璃管1a和内玻璃管，内玻璃管包括细长的蒸发段1b和较粗的冷凝段1d，蒸发段1b伸入到外玻璃管1a底部，冷凝段1d穿过储液箱8底壁和安设在储液箱8底壁上的卡套4，固定到下腔室内，外玻璃管1a与储液箱8底壁外表面连接处密封设置有隔热管堵1c，卡套4和隔热管堵1c均为橡胶密封件。

外玻璃管1a和内玻璃管采用高透光率的高硼硅特硬玻璃管材，内外管之间为高真空夹层，内玻璃管内腔低真空，外玻璃管内侧有耐高温耐晒、不脱膜、抗老化的多金属碳化阳光吸收膜层；外玻璃管1a和内玻璃管底部之间设置有支撑夹1e，内玻璃管蒸发段1b内设置有相容性螺旋浮液芯1f，相容性螺旋浮液芯1f内盛有传导工作液体1g。

当蒸发段1b吸收太阳辐射受热时，相容性螺旋浮液芯1f中的传导工作液体1g蒸发汽化，蒸汽在压差的作用下，快速流向冷凝段1d，释放出热能后凝结成液体，在重力作用下液体沿关闭回流到蒸发段1b，冷凝液体在相容性螺旋浮液芯1f的作用下重新加热汽化，传导工作液体1g的相变不断循环，连续的将蒸发段1b的热能传递到冷凝段1d。

在储液箱8内部，真空集热管1的冷凝段1d将热能传递给导热油16，进行第一次热交换，当温度较高的导热油16通过热交换管9时，与储液箱8上腔室内的冷水进行第二次热交换，通过热量的双循环最终形成热水，而导热油从热交换管9回到储液箱8下腔室形成循环流动。

本实用新型的双循环结构避免了热水直接接触真空集热管1，使得真空集热管1不易结垢，避免了真空集热管1使用一段时间后因结垢而导致的热转化率降低的问题，从而提高了转化率，延长了真空集热管1的使用寿命。

储液箱8上腔室侧壁上靠近隔板17处设置有冷水管5，冷水管5靠近储液箱8的侧壁处安装有阻垢器6和进水阀7。阻垢器6内装有阻垢剂，优选的，阻垢剂选用硅磷晶。当冷水从冷水管5进入阻垢器6，水从装有硅磷晶的药罐里流过，硅磷晶就溶解在水里进入储液箱8上腔室。

硅磷晶是硅酸盐和磷酸盐经高温熔融聚合的玻璃状聚合体，在微溶于水的条件下即可防止碳酸钙晶体凝聚，并在管路内壁形成保护膜，防止金属腐蚀，硅磷晶具备阻垢和缓蚀的双重功效。阻垢器6的设置，可减少热交换管9外壁结垢，提高热转换率。

储液箱8上腔室顶部设置有热水导管10，热水导管10另一端连接到保温水箱13顶部中心，热水导管10上安装有水泵11；保温水箱13内设置有液位开关14，液位开关14选用ZFK-1型浮球液位开关，浮球液位开关的磁性浮子随液位升或降，使传感器检测管内设定位置的干簧管芯片动作，发出接点开关转换信号，从而控制水泵11工作。保温水箱的设置，大大提高了热水器的储水量，使得阴雨天时热水器也可以使用，提高了太阳能的转化效率和利用率。

本申请中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：包括安设在支撑架顶端的储液箱，所述储液箱下方倾斜安装有支撑板，所述支撑板上表面上安装有多个真空集热管；所述支撑板尾端安装有尾托，抵靠在真空集热管下端；所述真空集热管是双玻璃双真空集热管；所述储液箱包括上腔室和下腔室，上腔室内盛水，上腔室侧壁上设置有冷水进水管，进水管上安装有阻垢器和进水阀，上腔室顶部安装有导管，导管另一端连接保温水箱；上腔室内设置有热交换管，热交换管两端深入下腔室内部，下腔室内盛有导热介质。

2.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述储液箱上安设有多个卡套，内玻璃管冷凝段穿过储液箱底壁和卡套固定在储液箱下腔室内。

3.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述真空集热管包括外玻璃管和内玻璃管，内玻璃管包括细长的蒸发段和较粗的冷凝段，蒸发段深入到外玻璃管底部，冷凝段固定到下腔室内，外玻璃管与储液箱底壁外表面连接处密封设置有隔热管堵；内外管之间为高真空夹层，内玻璃管内腔低真空，外玻璃管内侧有多金属碳化阳光吸收膜层；外玻璃管和内玻璃管底部之间设置有支撑夹，内玻璃管蒸发段内设置有相容性螺旋浮液芯，相容性螺旋浮液芯内盛有传导工作液体；所述外玻璃管和内玻璃管采用高硼硅玻璃管材。

4.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述阻垢器内装有阻垢剂，阻垢剂选用硅磷晶。

5.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述热交换管的一端与隔板之间安装有耐高温潜水泵，储液箱上腔室内侧壁上安装有与耐高温潜水泵相连的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述储液箱上腔室顶部导管上安装有水泵。

7.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述保温水箱内设置有液位开关。

8.根据权利要求1所述的高效转化高光热太阳能热水器，其特征在于：所述储液箱下腔室侧壁上设置有进液管，进液管上安装有减压阀。

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