CN201606958U - 高效超导平板太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

一种高效超导平板太阳能热水器，由异型超导管集热器、异型超导管换热水箱、超导传热管、超导卸载管及余热回收器四部分组成，其特征是异型超导管换热水箱的热交换盘管两端的入口和出口通过超导传热管和超导卸载管与异型超导管集热器的上联集管和下联集管分别连通，构成整体超导***，实施对太阳能不用外加动力的快速集热、快速传热和快速热交换，其结构简单、安装方便，可靠度高，寿命长，可产生健康活性水，出热水量是同类热水器的3倍，适于不同条件和环境下使用，特别适于与建筑一体化设计。

Description

高效超导平板太阳能热水器
所属技术领域
本发明涉及一种洗浴用太阳能热水器，具体讲是一种用异型超导管集热、传热和热交换的高效超导平板太阳能热水器。
背景技术
平板太阳能热水器以其美观和带压供水受到人们的青睐，但从使用的实际情况看，这种热水器结构复杂、调试麻烦、故障率高、寿命短、安装不便以及热转换效率低、价格昂贵，都制约了它的推广应用。
发明内容：
为克服上述平板太阳能热水器的缺陷，本发明提供一种结构简单、使用方便、不用调试、安装便捷、热转换效率高、使用寿命长，可以在不同环境和条件下使用的高效超全超导平板太阳能热水器。
高效超导平板太阳能热水器是利用异型超导管快速集热、快速传热和快速热交换原理，将平板太阳能热水器的异型超导集热器与储热水箱中的异型超导热交换器用超导传热管联通在一起，制作成整体异型超导管换热***实施对太阳能的快速集热、快速传热和快速热交换的装置，与普通平板太阳能热水器相比，它省去了工作站、循环泵、膨胀管、压力表、水箱上的电控等各种控制部件和繁琐调试及工作程序，不需要任何外加动力即可完成太阳能热能的快速收集、传递与转换，换热效率和使用寿命比普通平板太阳能均有明显的提高。
高效超导平板太阳能热水器是由异型超导管集热器、异型超导管换热水箱、超导传热排管、超导卸载管及余热回收器四部分组成，其特征是异型超导管集热器由相互平行排列的若干集热排管、焊接在集热排管上的涂有选择性吸收涂层的吸热板、与若干集热排管两端联通在一起的上联集管和下联集管、灌装在异型超导集热排管中的高能超导物质、装配在上联集管和下联集管端口的球形密封阀、透光材料盖板、保温层和外壳构成；异型超导管换热水箱由外壳体、内胆、装在内胆中下部的异型超导热交换盘管、连接在异型超导热交换盘管两端的上入口和下出口、装配在上入口和下出口上的球形密封阀、装在异型超导热交换盘管顶部的球形密封阀、储超导物质罐、高能超导物质、排放废料的球形密封阀、安装在内胆侧面的冷水进口、热水出口、活性水生成器、温度显示器以及安装在内胆顶端的P/T排气阀、下端的排污阀、电加热器构成。异型超导热交换盘管两端的上入口和下出口通过超导传热管和超导卸载管与异型超导管集热器的上联集管和下联集管分别连通，在光能的作用下异型超导管集热器中的高能超导物质发生震动、震荡，产生的热载子通过上联集管、超导传热管、和异型超导热交换盘管将热能释放到异型超导管换热水箱的水中，然后卸载的热载子顺着异型超导热交换盘管和超导卸载管进入下联集管继续受热发生震动、震荡，产生的热载子继续上述传热和释放热过程，周而复始，将太阳光辐射的热量以高效率传递到水箱的水中。余热回收器通过混水阀与活性水生成器联通，洗浴时冷水一路从水箱冷水进口进入水箱，热水通过活性水生成器流出进入混水阀，另一路冷水经余热回收器流过，吸收洗浴废水的余热后也进入混水阀，混合后供人们洗浴使用。
为便于用户在住处不同的位置安装高效超导平板太阳能热水器，所述的高效超导平板太阳能热水器异型超导集热器的上联集管和下联集管两端均装配有球形密封阀，异型超导管换热水箱可以安装在异型超导平板集热器的左边或者安装在右边或者上边。将高能超导物质装入到异型超导集热器中，关闭四个球形密封阀，异型超导管集热器内部成真空超导状态，装在其中的高能超导物质不会泄露，使用时不必再进行真空处理。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器的若干集热排管形状可以是圆管、或者椭圆管、或者方管，其材质均为金属材料。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器，其特征是异型超导管集热器的相互平行排列的若干集热排管上端与上联集管、下端与下联集管联通在一起，或者相互排列的若干集热排管下端为U型管，上端与上联集管联通在一起。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器的吸热板是与集热排管连接在一起的、涂有深色涂层的整块板或者条带板。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器吸热板下为平铺状储热纤维保温层，它可以将太阳能和红外线转变为热能储存于纤维中，而且绝热性能优良。
所述的装在异型超导管集热器和异型超导热交换盘管中的高能超导物质的形态为液态、或者固态、或者气态、或者是液固气混合态物质。
所述的高效超导平板太阳能热水器的超导传热管是可弯曲的金属光管或者金属螺旋槽管，其两端装配有球形密封阀，内部为真空态，用锥形密封接头将超导传热管连接在异型超导热交换盘管的上入口与异型超导管集热器的上联集管出口之间，使超导热交换盘管上入口与上联集管出口平行或者高于上联集管出口，打开超导传热管两端的球形密封阀、异型超导热交换盘管的上入口与异型超导管集热器的上联集管出口的球形密封阀，即成为一超导集热、传热、换热***。使用中超导传热管不得打直弯。
所述的高效超导平板太阳能热水器的超导卸载管是可弯曲的金属光管或者金属螺旋槽管，其两端装配有球形密封阀，内部为真空态，用锥形密封接头将超导卸载管连接在异型超导热交换盘管的下出口与异型超导管集热器的下联集管出口之间，超导热交换盘管的下出口与下联集管出口平行或者高于下联集管出口，打开超导卸载管两端的球形密封阀、异型超导热交换盘管的下出口与异型超导管集热器的下联集管出口的球形密封阀，可成为一超导集热、传热、换热***。注意使用中超导卸载管不得打直弯。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导热交换盘管是金属螺旋槽盘管或者内纹盘管或者光管盘管，其顶端依次装有排管、球形密封阀、储超导物质罐、排放不凝性气体的球形密封阀。排管伸出异型超导管换热水箱外壳体外，打开球形密封阀可以将超导热交换盘管顶端的不凝性气体从储超导物质罐上边的阀门排出，确保超导平板太阳能热水器的长工作寿命。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管换热水箱出水口装有水阻式防触电盘管，盘管材质为绝缘管，其水阻值≥1MΩ。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导热交换盘管顶端的储超导物质罐中装有高能超导物质，罐中为真空态，打开排管上的球形密封阀可将高能超导物质补入异型超导热交换盘管中。
所述的高效超导平板太阳能热水器的活性水生成器中装有电气石陶粒，在热水的冲击作用下电气石陶粒相互碰撞、冲击、震荡和搅拌，能产生负离子、远红外线、溶出人体洗浴需要的健康活性水。
所述高效超导平板太阳能热水器的超导传热管和超导卸载管与集热管的上联集管和下联集管及异型超导热交换盘管均用锥形密封接头或卡套式接头连接。
所述的高效超导平板太阳能热水器的加热器可以是电热管发热件或者碳化硅发热件、PTC发热件、电热膜发热件、石英管发热件、感应发热体发热件、电极发热板发热件，加热器上设置有自动加热装置，当水箱中的水温低于设定温度时，加热器可以自动给水箱中的水加温，达到设定温度后可以自动关闭电源。
所述的高效超导平板太阳能热水器的余热回收器为螺旋槽套管式高效余热回收器。
本发明的使用效果：高效超导平板太阳能热水器利用异型超导管快速集热、快速传热和快速热交换，其结构简单、制造简单、安装简单，可靠度高，它省去了普通平板太阳能热水器的工作站、循环泵、膨胀罐、压力表、热电偶、控制电路板、水箱的控制电路板、运行电源等各种控制部件和程序，省去了初装和日常调试，不需要任何外加动力和控制即可智能化的完成太阳能热能的快速集热、传递和转换，换热效率比普通平板太阳能有大的提高，而且故障少、寿命长、安装方便，可产生健康活性水，出热水量是相同热水器的3倍以上，适于不同条件和环境下使用，特别适于与建筑一体化设计。
附图说明
下面结合附图1对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型实施例1的结构原理示意图。
图1中1、异型超导管集热器 2、异型超导管换热水箱 3、集热排管4、吸热板 5、上联集管 6、下联集管 7、透光材料盖板 8、保温层 9、外壳体 10、内胆 11、异型超导热交换盘管 12、上入口 13、下出口14、不凝性气体排放阀 15、冷水进口 16、热水出口 17、活性水生成器18、温度显示器 19、P/T排气阀 20、排污阀 21、电加热器 22、超导传热管 23、超导卸载管 24、高能超导物质 25、锥形密封接头 26、锥形密封接头 27、球形密封阀 28、球形密封阀 29、球形密封阀 30、球形密封阀 31、自动加热装置 32、冷水进口 33、管道 34、球形密封阀、35、储超导物质罐 36、阀门 37、混水阀 38、花洒 39、余热回收器 40、排水管 41、球形密封阀 42、球形密封阀 43、锥形密封接头 44、球形密封阀 45、球形密封阀 46、球形密封阀 47、锥形密封接头 48、高能超导物质 49、排管 50.水阻式防触电盘管
具体实施方式
一种高效超导平板太阳能热水器，由异型超导管集热器1、异型超导管换热水箱2、超导传热排管22、超导卸载管23及余热回收器39四部分组成，其特征是异型超导管集热器1由相互平行排列的若干集热排管3、焊接在集热排管3上的涂有选择性吸收涂层的吸热板4、与若干集热排管3两端联通在一起的上联集管5和下联集管6、灌装在异型超导集热排管1中的高能超导物质24、装配在上联集管5和下联集管6端口的球形密封阀27、28、29、30、透光材料盖板7、保温层8和外壳9构成；异型超导管换热水箱2由外壳体9、内胆10、装在内胆10中下部的异型超导热交换盘管11、连接在异型超导热交换盘管11两端的上入口12和下出口13、装配在上入口12和下出口13上的球形密封阀45、46、装在异型超导热交换盘管11顶部的球形密封阀34、储超导物质罐34、高能超导物质48、排放废料的球形密封阀36、安装在内胆侧面的冷水进口15、热水出口16、活性水生成器17、温度显示器19以及安装在内胆顶端的P/T排气阀18、下端的排污阀20、电加热器21构成。异型超导热交换盘管11两端的上入口12和下出口13通过超导传热管22和超导卸载管23与异型超导管集热器1的上联集管5和下联集管6分别连通，在光能的作用下异型超导管集热器1中的高能超导物质24发生震动、震荡，产生的热载子通过上联集管5、超导传热管22、和异型超导热交换盘管11将热能释放到异型超导管换热水箱2的水中，然后卸载的热载子顺着异型超导热交换盘管11和超导卸载管23进入下联集管6继续受热发生震动、震荡，产生的热载子继续上述传热和释放热过程，周而复始，将太阳光辐射的热量以高效率传递到水箱的水中。余热回收器39通过混水阀37与活性水生成器17联通，洗浴时冷水一路从水箱冷水进口15进入水箱，热水通过活性水生成器17流出进入混水阀37，另一路冷水经余热回收器39流过，吸收洗浴废水的余热后也进入混水阀37，混合后供人们洗浴使用。
所述的高效超导平板太阳能热水器的上联集管5和下联集管6两端均装配有埋头球形密封阀25、26、27、28，异型超导管换热水箱2可以安装在异型超导平板集热器1的左边或者安装在右边或者上边。将高能超导物质24装入到异型超导集热器中1，关闭四个球形密封阀25、26、27、28，异型超导管集热器1，使内部成真空超导状态，装在其中的高能超导物质24不会泄露出，使用时不必再做真空处理。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器1的若干集热排管3形状可以是圆管、或者椭圆管、或者方管，其材质为金属材料。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器1的相互平行排列的若干集热排管3上端与上联集管、下端与下联集管6联通在一起，或者相互排列的若干集热管下端为U型管，上端与上联集管6联通在一起。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器1的吸热板4是与集热排管3连接在一起的、涂有深色涂层的整块板或者条带板。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器1的吸热板4下为平铺状储热纤维保温层8，它可以将太阳能和红外线转变为热能储存于纤维中，而且绝热性能优良。
所述的装在异型超导管集热器1和异型超导热交换盘管11中的高能超导物质24形态为液态、或者固态、或者气态、或者是液固气混合态物质。
所述的高效超导平板太阳能热水器的超导传热管22是金属光管或者金属螺旋槽管，其两端装配有球形密封阀44、45，内部为真空态，用锥形密封接头47、25将超导传热管22连接在异型超导热交换盘管11的上入口12与异型超导热管集热器1的上联集管5出口之间，使异型超导热交换盘管11上入口12与上联集管5出口平行或者高于上联集管5出口，打开超导传热管22两端的球形密封阀45、46，异型超导热交换盘管11的上入口12与异型超导管集热器1的上联集管5出口的球形密封阀29，即成为一超导集热、传热、换热***。使用中超导传热管22不得打直弯。
所述的高效超导平板太阳能热水器的超导卸载管23是金属光管或者金属螺旋槽管，其直径小于超导传热管22，两端装配有球形密封阀41、42，内部为真空态，用锥形密封接头26、43将超导卸载管23连接在异型超导热交换盘管11的下出口13与异型超导管集热器1的下联集管6出口之间，异型超导热交换盘管11的下出口13与下联集管6出口平行或者高于下联集管6出口，打开超导卸载管两端的球形密封阀41、42、异型超导热交换盘管11的下出口13与异型超导管集热器1的下联集管6出口的球形密封阀43、26，可成为一超导集热、传热、换热***。使用中超导卸载管23不得打直弯。
所述的太阳能热水器的异型超导热交换盘管11是金属螺旋槽盘管或者内纹盘管或者光管盘管，其顶端依次装有排管49、球形密封阀34、储超导物质罐35、排放废物的球形密封阀36。排管49伸出异型超导管换热水箱外壳体9外，打开球形密封阀36可以将异型超导热交换盘管11顶端的废物质从储超导物质罐35上边的球形密封阀门36排出，确保超导平板太阳能热水器的长工作寿命。
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管换热水箱2出水口装有水阻式防触电盘管50，水阻式防触电盘管50材质为绝缘管，其水阻值≥1MΩ.
所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导热交换盘管11顶端的储超导物质罐35中装有高能超导物质48，罐中为真空态，打开排管49上的球形密封阀34可将高能超导物质48补入异型超导热交换盘管11中。
所述的高效超导平板太阳能热水器的活性水生成器17中装有电气石陶粒，在热水的冲击作用下电气石陶粒相互碰撞、冲击、震荡和搅拌，能产生负离子、远红外线、溶出人体洗浴需要的健康活性水。
所述的高效超导平板太阳能热水器的超导传热管22和超导卸载管23与异型超导管集热器1的上联集管5和下联集管6及异型超导热交换盘管的上入口12、下出口13均用锥形密封接头25、26、43、47连接或者卡套式接头连接。
所述的高效超导平板太阳能热水器的加热器21可以是电热管发热件或者碳化硅发热件、PTC发热件、电热膜发热件、石英管发热件、感应发热体发热件、电极发热板发热件，加热器上设置有自动加热装置31，当水箱中的水温低于设定温度时，加热器21可以自动给水箱中的水加温，达到设定温度后可以自动关闭电源。
所述的高效超导平板太阳能热水器的余热回收器39为螺旋槽套管式高效余热回收器。

Claims (17)

1.一种高效超导平板太阳能热水器，由异型超导管集热器(1)、异型超导管换热水箱(2)、超导传热管(22)、超导卸载管(23)及余热回收器(39)四部分组成，其特征是异型超导管集热器(1)由相互平行排列的若干集热排管(3)、焊接在集热排管(3)上的涂有选择性吸收涂层的吸热板(4)、与若干集热排管(3)两端联通在一起的上联集管(5)和下联集管(6)、灌装在异型超导管集热器(1)中的高能超导物质(24)、装配在上联集管(5)和下联集管(6)端口的球形密封阀(27)、(28)、(29)、(30)、透光材料盖板(7)、储热纤维保温层(8)和外壳(9)构成；异型超导管换热水箱(2)由外壳体(9)、内胆(10)、装在内胆(10)中下部的异型超导热交换盘管(11)、连接在异型超导热交换盘管(11)两端的上入口(12)和下出口(13)、装配在上入口(12)和下出口(13)上的球形密封阀(45)、(46)、装在异型超导热交换盘管(11)顶部的球形密封阀(34)、储超导物质罐(34)、高能超导物质(48)、排放废料的球形密封阀(36)、安装在内胆侧面的冷水进口(15)、热水出口(16)、活性水生成器(17)、温度显示器(18)以及安装在内胆顶端的P/T排气阀(19)、下端的排污阀(20)、电加热器(21)构成；异型超导热交换盘管(11)两端的上入口(12)和下出口(13)通过超导传热管(22)和超导卸载管(23)与异型超导管集热器(1)的上联集管(5)和下联集管(6)分别连通；余热回收器(39)与混水阀(37)、活性水生成器(17)联通。
2.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导管集热器(1)的上联集管(5)和下联集管(6)两端均装有球形密封阀(25)、(26)、(27)、(28)，高能超导物质(24)装在异型超导集热器中(1)，内部呈真空超导状态。
3.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导管集热器(1)的若干集热排管(3)形状可以是圆管、或者椭圆管、或者方管、或者多边形管，其材质为金属材质。
4.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导管集热器(1)的相互平行排列的若干集热排管(3)上端与上联集管(5)、下端与下联集管(6)联通在一起，或者相互排列的若干集热排管(3)下端为U型管，上端与上联集管(6)联通在一起。
5.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导管集热器(1)的吸热板(4)是与集热排管(3)连接在一起的、涂有深色涂层的整块板或者条带板。
6.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管集热器(1)的吸热板(4)下边为平铺状储热纤维保温层(8)。
7.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的装在异型超导管集热器(1)和异型超导热交换盘管(11)中的高能超导物质(24)形态为液态、或者固态、或者气态、或者是液固气混合态物质。
8.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的超导传热管(22)是可弯曲的金属光管或者金属螺旋槽管，其两端装配有球形密封阀(44)、(45)，内部为真空态。
9.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的高效超导平板太阳能热水器的超导卸载管(23)是可弯曲的金属光管或者金属螺旋槽管，其直径小于超导传热管(22)，两端装配有球形密封阀(41)、(42)，内部为真空态。
10.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导热交换盘管(11)是金属螺旋槽盘管或者内纹管盘管或者光管盘管，其顶端依次装有伸出异型超导管换热水箱外壳体(9)外的排管(49)、球形密封阀(34)、储超导物质罐(35)及排放废物的球形密封阀(36)。
11.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的高效超导平板太阳能热水器的异型超导管换热水箱(2)出水口装有水阻式防触电盘管(50)，水阻式防触电盘管(50)材质为绝缘管，其水阻值≥1MΩ.
12.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导热交换盘管(11)顶端的储超导物质罐(35)与异型超导热交换盘管(11)联通，内部装有高能超导物质(48)，罐中为真空超导态。
13.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的异型超导管换热水箱(2)的两个出口(12)和(13)高于或者等高于异型超导管集热器(1)的上联集管(5)和下联集管(6)。
14.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的超导传热管(22)和超导卸载管(23)与异型超导管集热器(1)的上联集管(5)和下联集管(6)及异型超导管换热水箱(2)的异型超导热交换盘管(11)的上入口(12)、下出口(13)均用锥形密封接头(25)、(26)、(43)、(47)连接或者用卡套式接头连接，异型超导管换热水箱(2)可以安装在异型超导平板集热器(1)的左边或者安装在异型超导平板集热器(1)的右边，或者上边，或者下边。
15.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的高效超导平板太阳能热水器的活性水生成器(17)中装有可产生出健康活性水的电气石陶粒。
16.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的加热器(21)是电热管发热件、或者碳化硅发热件、或者PTC发热件、或者电热膜发热件、或者石英管发热件、或者感应发热体发热件、或者电极加热件、或者电极发热板发热件，加热器上设置有自动加热装置(31)。
17.根据权利要求1所述的高效超导平板太阳能热水器，其特征是：所述的余热回收器(39)为螺旋槽套管式高效余热回收器。
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