CN108180652A - 一种太阳能多介质集热蓄热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能多介质集热蓄热器，其包括冷水箱、保温水箱、蓄热罐以及集热器，其特征在于，所述集热器上端连接所述保温水箱，所述集热器包括多根集热管，每根所述集热管包括位于中间的管体以及管体两侧的集热板，所述管体内的介质为水，所述集热板为中空结构，其内的介质为空气，所述管体两侧对应设置有滑槽，所述集热板的一侧设置有插肋，所述插肋与滑槽相配合；所述蓄热罐与所述保温水箱通过热管连接，所述热管的蒸发段设置在所述蓄热罐内，所述热管的冷凝段设置在所述保温水箱中。

Description

一种太阳能多介质集热蓄热器

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种太阳能多介质集热蓄热器。

背景技术

随着文明的发展，化石燃料的使用急剧增加，这导致了严重的环境污染问题和全球变暖，该问题已成为国际社会的热门话题，但是由于发达国家、发展中国家和欠发达国家之间的与本国利益相关的不同意见而正走向一个不期望的方向。与其相应地，做出了对开发新的可再生能源的各种尝试，以积极地应对全球变暖和环境问题。新的可再生能源是指通过转换传统的化石燃料进行利用或对包括阳光、水、地热、生物有机体等可再生能源而进行利用的能量。其特性是面向可持续能源供给***的未来能源。由于油价不稳定和气候变化协议的限制等，新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等，而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。问题是，从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。但是，随着技术的发展进步，从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低，而在发电效率正在逐渐提高。

把太阳能转换成热能主要依靠集热器。目前太阳能集热器主要有真空管集热器、热管集热器和真空平板集热器三种。

传统的太阳能集热器介质单一，只能用来加热水或是空气等单一介质，不能满足多工况的需求，且无法进行热量储蓄，因此，亟需要提供一种太阳能多介质集热蓄热器，其能够同时加热多种介质，并且根据需要将热量在多种介质之间进行传递或切换，满足高效率的要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决太阳能集热器不能同时加热多种介质，且热量分配不均匀的技术缺陷，提供一种太阳能多介质集热蓄热器，以满足人们日益增长的对美好生活的期望。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种太阳能多介质集热蓄热器，其包括冷水箱、保温水箱、蓄热罐以及集热器，其特征在于，所述集热器上端连接所述保温水箱，所述集热器包括多根集热管，每根所述集热管包括位于中间的管体以及管体两侧的集热板，所述管体内的介质为水，所述集热板为中空结构，其内的介质为空气，所述管体两侧对应设置有滑槽，所述集热板的一侧设置有插肋，所述插肋与滑槽相配合；所述蓄热罐与所述保温水箱通过热管连接，所述热管的蒸发段设置在所述蓄热罐内，所述热管的冷凝段设置在所述保温水箱中；

在所述滑槽和插肋内沿管体长度方向分别等间距设置有多个圆形安装孔，每一个所述安装孔内设置有一根圆形小热管，所述小热管包括蒸发段、冷凝段以及绝热段，所述小热管的冷凝段设置在所述管体内，所述小热管的蒸发段设置在所述集热板内；

两个所述集热板的上端连接所述蓄热罐，进入所述蓄热罐内的空气进入所述空气盘管内，在所述蓄热罐内所述盘管的周围设置有蓄热介质，所述空气盘管的入口位于所述蓄热罐的上半部，所述空气盘管的出口设置在所述蓄热罐的下底部，在所述空气盘管上均匀设置有多个漏气孔，多个所述漏气孔在所述空气盘管上呈螺旋状排列，所述多个漏气孔为锥形孔，沿着由管内向管外的方向上所述漏气孔的截面尺寸逐渐变小；

所述管体的下端入口通过泵连接所述冷水箱，所述集热板的下端入口连接所述空气泵。

优选的，所述蓄热介质为相变蓄热材料。

优选的，所述小热管与所述圆形安装孔的连接处设置有密封圈。

优选的，所述空气盘管的材质为铜或铝。

有益效果在于：

(1)太阳能集热器包括管体以及集热板，其内分别流水和空气，可以两种介质同时接受太阳能的热量，达到多种介质同时吸热的目的；

(2)集热板与管体通过小热管连接在一起，则空气的热量能够通过小热管传递给管体内的水，使水升温迅速，提高其集热效率；

(3)集热板内的空气吸收完热量后首先将热量传递给管体内的水，之后剩余的热量则储存在所述蓄热罐中，当需要热量时，通过所述热管将所述蓄热罐中的热量传递给保温水箱中的水，合理利用热量；

(4)所述空气盘管上设置有漏气孔，其内的空气通过所述漏气孔进入所述蓄热罐中，空气在通过空气盘管管壁与蓄热介质进行间壁换热的同时通过漏气孔与蓄热介质直接接触换热，将热量传递给所述蓄热介质，提高其换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的保温水箱与蓄热罐的连接示意图；

图3是本发明的集热管的截面示意图；

图4是本发明的空气盘管的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1-图4所示，本发明提供的一种太阳能多介质集热蓄热器，其包括冷水箱1、保温水箱2、蓄热罐3以及集热器(图中仅示出一根集热管)，其特征在于，所述集热器上端连接所述保温水箱2，所述集热器包括多根集热管，每根所述集热管包括位于中间的管体4以及管体两侧的集热板5，所述管体4内的介质为水，所述集热板5为中空结构，其内的介质为空气，所述管体4两侧对应设置有滑槽6，所述集热板的一侧设置有插肋7，所述插肋7与滑槽6相配合；所述蓄热罐3与所述保温水箱2通过热管8连接，所述热管8的蒸发段设置在所述蓄热罐3内，所述热管8的冷凝段设置在所述保温水箱2中；

在所述滑槽6和插肋7内沿管体长度方向分别等间距设置有多个圆形安装孔(图中未示出)，每一个所述安装孔内设置有一根圆形小热管13，所述小热管13包括蒸发段、冷凝段以及绝热段，所述小热管13的冷凝段设置在所述管体内，所述小热管13的蒸发段设置在所述集热板内；

两个所述集热板5的上端连接所述蓄热罐3，进入所述蓄热罐3内的空气进入所述空气盘管9内，在所述蓄热罐3内所述盘管9的周围设置有蓄热介质，所述空气盘管9的入口位于所述蓄热罐的上半部，所述空气盘管9的出口设置在所述蓄热罐的下底部，在所述空气盘管9上均匀设置有多个漏气孔10，多个所述漏气孔在所述空气盘管上呈螺旋状排列，所述多个漏气孔10为锥形孔，沿着由管内向管外的方向上所述漏气孔的截面尺寸逐渐变小；

所述管体4的下端入口通过泵11连接所述冷水箱1，所述集热板5的下端入口连接所述空气泵12。

优选的，所述蓄热介质为相变蓄热材料。

优选的，所述小热管与所述圆形安装孔的连接处设置有密封圈。

优选的，所述空气盘管9的材质为铜或铝。

本发明的工作过程如下：

当***开始运行时，所述管体和所述集热板内的介质同时向上流动，水在管体内吸收太阳能热量，空气在所述集热板内吸收热量，吸收完热量的水送入保温水箱中，吸收完热量的空气送入蓄热罐中，将热量传递给蓄热介质，在水和空气集热的过程中，集热板内的空气的热量首先通过小热管传递给管体内的水，之后空气中剩余的热量则被传递给蓄热罐中的蓄热介质，充分利用热量，同时在蓄热罐中的热量通过热管传递给保温水箱中的水，最终结果均是将水加热，满足生活的需求。

(1)太阳能集热器包括管体以及集热板，其内分别流水和空气，可以两种介质同时接受太阳能的热量，达到多种介质同时吸热的目的；

(2)集热板与管体通过小热管连接在一起，则空气的热量能够通过小热管传递给管体内的水，使水升温迅速，提高其集热效率；

(3)集热板内的空气吸收完热量后首先将热量传递给管体内的水，之后剩余的热量则储存在所述蓄热罐中，当需要热量时，通过所述热管将所述蓄热罐中的热量传递给保温水箱中的水，合理利用热量；

(4)所述空气盘管上设置有漏气孔，其内的空气通过所述漏气孔进入所述蓄热罐中，空气在通过空气盘管管壁与蓄热介质进行间壁换热的同时通过漏气孔与蓄热介质直接接触换热，将热量传递给所述蓄热介质，提高其换热效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种太阳能多介质集热蓄热器，其包括冷水箱、保温水箱、蓄热罐以及集热器，其特征在于，所述集热器上端连接所述保温水箱，所述集热器包括多根集热管，每根所述集热管包括位于中间的管体以及管体两侧的集热板，所述管体内的介质为水，所述集热板为中空结构，其内的介质为空气，所述管体两侧对应设置有滑槽，所述集热板的一侧设置有插肋，所述插肋与滑槽相配合；所述蓄热罐与所述保温水箱通过热管连接，所述热管的蒸发段设置在所述蓄热罐内，所述热管的冷凝段设置在所述保温水箱中；

在所述滑槽和插肋内沿管体长度方向分别等间距设置有多个圆形安装孔，每一个所述安装孔内设置有一根圆形小热管，所述小热管包括蒸发段、冷凝段以及绝热段，所述小热管的冷凝段设置在所述管体内，所述小热管的蒸发段设置在所述集热板内；

两个所述集热板的上端连接所述蓄热罐，进入所述蓄热罐内的空气进入所述空气盘管内，在所述蓄热罐内所述盘管的周围设置有蓄热介质，所述空气盘管的入口位于所述蓄热罐的上半部，所述空气盘管的出口设置在所述蓄热罐的下底部，在所述空气管上均匀设置有多个漏气孔，多个所述漏气孔在所述空气盘管上呈螺旋状排列，所述多个漏气孔为锥形孔，沿着由管内向管外的方向上所述漏气孔的截面尺寸逐渐变小；

所述管体的下端入口通过泵连接所述冷水箱，所述集热板的下端入口连接所述空气泵。

2.根据权利要求1所述的太阳能多介质集热蓄热器，所述蓄热介质为相变蓄热材料。

3.根据权利要求1所述的太阳能多介质集热蓄热器，所述小热管与所述圆形安装孔的连接处设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的太阳能多介质集热蓄热器，所述空气盘管的材质为铜或铝。