CN201074915Y - 太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种利用热管传热、相变材料储热的太阳能热水器。它具有内充相变储热介质的储热箱，于储热箱内设置有水加热盘曲管和冷凝端热管，经端连管与冷凝端热管相连接有若干根集热蒸发管，与集热蒸发管相配置有集热器，在由冷凝端热管、端连管和集热蒸发管构成的异型热管内充装有相变导热介质。本实用新型的技术方案还包括：在端连管内设置有电加热器；冷凝端热管与端连管采用热传导阻断管件相连接；在储热箱和集热器内配置有换热和吸热翅片。本太阳能热水器具有热效率高、制造和运行成本低，热水使用方便、水质好的特点。

Description

太阳能热水器
技术领域
本实用新型涉及热水器，具体涉及一种利用热管传热、相变材料储热的太阳能热水器。
背景技术
目前普遍使用的太阳能热水器，主要是由太阳能热管集热器和储水箱两部分构成。其工作原理是：冷水经管道加入到储水箱中，再经过太阳能热管集热器把水箱中的水加热以备使用。热管中充入的热管介质有高温汽化点和低温汽化点两种可供选择。其不足之处在于：
1、热管充入高温汽化点介质，散热多，太阳能利用率低；如充入低温汽化点介质，太阳能利用率提高了，却需要增大储水箱的体积，以保证用水量；并且无论选择哪种汽化点热管介质，当储水箱中的水温达到热管传热介质汽化点时，其温度就不能继续升高，多余的热量也不能储存起来，而造成资源的浪费和热效率低。
2、储水箱及管道冬季防冻不易解决，一般都要用辅助电加热，即浪费了电资源，有增加了使用费用。
3、为了保证水箱中水的质量，对储水箱的内胆材料有较高的要求，多数使用造价较高的不锈钢，成本高。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种热效率高，制造和使用成本低的太阳能热水器。
实现上述目的的技术方案是：一种太阳能热水器，它具有内充相变储热介质的储热箱，于储热箱内设置有水加热盘曲管和冷凝端热管，经端连管与冷凝端热管相连接有若干根集热蒸发管，与集热蒸发管相配置有集热器，在由冷凝端热管、端连管和集热蒸发管构成的异型热管内充装有相变导热介质。
本实用新型的技术方案还包括：在端连管内设置有电加热器，与电加热器相配置于储热箱内装配有温度传感器；在储热箱内与水加热盘曲管和冷凝端热管相配置有换热翅片；其冷凝端热管与端连管经热传导阻断管件相连接；设置有将储热箱和端连管封装于内的外箱体；与集热蒸发管相配置的集热器为真空管集热器或者为平板集热器；在集热器内于集热蒸发管上装配有吸热翅片。
本实用新型具有如下优点：
1、储热箱内胆材料没有严格要求，可用普通镀锌板、铁板等材料，降低了制造成本。
2、单向传导热量，热损失小，集热效果好。
3、热管起动温度低，传热快，热效率高。
4、用相变材料储热，储存热量多，是同量水的2.2倍，并且承压大，能恒温供水。
5、防冻方法简便，不需电加热，可降低使用费用并节约资源。
6、不设储水箱，即用即送，保证了水的卫生质量，不用控制储水箱中储水水位，不会发生储水溢流现象，使用简便。
7、可四季全天候提供热水。
附图说明
图1是配置真空管集热器的本太阳能热水器结构示意图。
图2是配置平板集热器的本太阳能热水器结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。
如附图，本太阳能热水器具有一内充相变储热介质的储热箱1，其内充的相变储热介质宜选择相变温度为50℃～70℃的相变材料，如石蜡、五水硫代硫酸钠(Na2S2O3.5H2O)或三水醋酸钠(CH3COONa.3H2O)。于储热箱1内设置有水加热盘曲管2和冷凝端热管3，其盘曲管的冷水入口与自来水连接，热水出口与用户端直接连接。经端连管4与冷凝端热管3相连接有若干根成一排排列的集热蒸发管5，与集热蒸发管相配置有集热器6，附图1实施例的集热器为真空管集热器，附图2的实施例集热器为平板集热器。在由冷凝端热管3、端连管4和集热蒸发管构成的异型热管内充装有相变导热介质，其导热介质的相变温度宜选择为60℃～80℃，可以是酒精、甲醇或醋酸乙酯等沸点较低的液体。
本太阳能热水器安装后，由真空管或平板集热器6吸收阳光照射热量，加热集热蒸发管5内的导热介质，当导热介质被加热到沸腾温度时，导热介质蒸汽上升到冷凝端热管3，由储热箱1内的储热介质吸收热量使导热介质蒸汽冷却变成导热介质液体回流至集热蒸发管5，至此完成了一次热量传导循环。随着热量不断被储热箱内的储热介质吸收，储热介质到达其相变温度时发生相变，并不断吸收储存大量的热量。当有用户使用时，自来水通过盘曲管2从储热箱1内瞬间吸收大量的热量，用户端则流出可供使用的热水。
本实用新型在端连管4内设置有电加热器11，并与之配置于储热箱内装配温度传感器7，以用于在恶劣天气环境下，当储热箱内的热量不足时，启动电加热器进行辅助加热，满足用户即用即送热水，并保证有恒温出水。
本实用新型设置有将储热箱1和端连管4封装于内的外箱体8，用于相关部件的防护并使热水器成为一个便于安装的刚性整体。
本实用新型的冷凝端热管3与端连管4通过热传导阻断管件10相接，以减小储热箱内的热量向外传导，避免热量损失。其阻断管件可采用由橡胶、塑料等低热传导材料加工成型的连接管件。
本实用新型于储热箱1内设置与水加热盘曲管2和冷凝端热管3相配合的换热翅片9，可有效提高盘曲管内冷水于储热箱内的加热效率；而于集热蒸发管5上装配吸热翅片12，则可有效提高蒸发管的吸收效率，从而提高太阳能热水器的热效率。

Claims (8)

1.一种太阳能热水器，其特征在于：它具有内充相变储热介质的储热箱(1)，于储热箱内设置有水加热盘曲管(2)和冷凝端热管(3)，经端连管(4)与冷凝端热管相连接有若干根集热蒸发管(5)，与集热蒸发管相配置有集热器(6)，在由冷凝端热管、端连管和集热蒸发管构成的异型热管内充装有相变导热介质。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：在端连管(4)内设置有电加热器(11)，与电加热器相配置于储热箱内装配有温度传感器(7)。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：在储热箱(1)内与水加热盘曲管(2)和冷凝端热管(3)相配置有换热翅片(9)。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：冷凝端热管(3)与端连管(4)经热传导阻断管件(10)相连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：设置有将储热箱(1)和端连管(4)封装于内的外箱体(8)。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：与集热蒸发管(5)相配置的集热器(6)为真空管集热器。
7.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于：与集热蒸发管(5)相配置的集热器(6)为平板集热器。
8.根据权利要求6或7所述的太阳能热水器，其特征在于：在集热器(6)内于集热蒸发管(5)上装配有吸热翅片(12)。
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