[發明專利]蓄能換熱式承壓運行太陽能熱水器

無效

• 申請號: 201010605060.8
• 申請日: 2010-12-26
• 公開（公告）號: CN102563915A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙風雛
• 申請（專利權）人: 趙風雛
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/32;F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及可再生能源領域的太陽能光熱利用，尤其是更加衛生、便捷、穩定、耐寒、省心、省事、安全、可靠、高效、經濟、廣普的太陽能集熱裝置。

背景技術

目前，共知的太陽能熱水器，產生的熱水因久蓄和反復加熱而導致用水變質，不能飲用，只能用于洗滌，應用范圍受限；集熱管怕激、輸水管怕凍、使用時先出涼水、管間漏光沒有得到充分利用、水箱時?？蛰d或輕載影響能量收儲、洗浴時雨灑出水溫度因自來水壓力不穩而忽涼忽熱以及集熱能力因水垢在集熱管內持續沉積而下降等諸弊端。

發明內容

為了克服現有太陽能熱水器的不足，本發明提供一種蓄能換熱式承壓運行的太陽能熱水器，其采用使用水與儲熱液分離的換熱形式，集熱管收集的熱能儲存在儲熱液中，使用水由自來水管經上水管進入到浸于儲熱液中的換熱管內即時吸收儲熱液中的熱能，升溫后，經下水管流出供使用，防凍方式采用下置閥門排空，并設有聚光器高效收集管間漏光，從根本上完善了現有太陽能熱水器的性能，拓展了太陽能的應用領域和適用范圍。

本發明解決其技術問題所采用的具體方式是：本發明主要由支架、真空玻璃集熱管、聚光器、儲熱箱、換熱管、輸水管、閥門及電子顯示控制儀器構成。本發明按集熱管的裝配形式分為豎置立式和橫置臥式兩種，臥式又可分為單側置管和兩側置管兩種形式；立式太陽能熱水器，儲熱箱水平放置于支架上端，臥式則斜置于支架一側或中間?，集熱管盲端置于托架上的托盒內，口端插入儲熱箱的集熱孔內，集熱管的傳熱方式一般采用將其口端插入儲熱箱中內膽上的集熱孔內，口端高于盲端，由管內液體內循環的導熱方式給儲熱液加熱，當在安全要求高的場所使用時，可采用熱管導熱，熱管導熱的方式是：熱管蒸發段置于集熱管內吸收熱量、冷凝段穿過硅膠熱管塞中間的熱管孔給儲熱箱內膽中的儲熱液加熱，熱管塞鑲于儲熱箱內膽上的集熱孔中，與儲熱箱內膽和熱管緊密配合，使集熱管與儲熱液隔離，從而，集熱管因故破裂時也不會造成儲熱液外溢，杜絕了安全隱患，另外，熱管導熱還具有啟動快、導熱能力強、單向導熱的特點有利于集熱、保溫和防凍；太陽能熱水器集熱管間存在4到5厘米左右的光線間隙，高效的聚光器可充分利用集熱管間的漏光，節約安裝空間，增加熱能收集量，聚光器由聚光板、聚光框和連接裝置構成，聚光板是有若干槽型拋物面構成的波浪板，槽型拋物面間距與集熱管間距相同，焦軸與相應集熱管同軸，聚光板采用反光能力較強的金屬薄板壓制，用拉鉚釘將其鉚接于聚光框上，聚光框與支架用L形角鐵做連接裝置，在L型角鐵的兩垂面，具有相互垂直的橫向和縱向滑孔，其與聚光框的上下方向滑孔構成三維可調的連接固定裝置，利用該裝置，即可將聚光器按照設計要求準確定位于支架上，達到高效反光的目的，在本發明中，由于儲熱箱較大又長期處于滿載狀態，相對較重，太陽能支架縱向是三角形穩定結構而橫向卻是四邊形不穩定結構，橫向安裝于支架上的聚光器類似一個寬大的橫撐同時具有重要的加固作用，聚光器高度以60cm左右為宜，應充分考慮到風阻和積雪因素，留足通風空間；圓柱形儲熱箱由內膽和外殼組成，內膽和外殼間有保溫層，儲熱箱除設有集熱孔外還設有電輔助加熱孔和排污孔，內膽端蓋上有換熱管孔、補液孔、呼吸孔和進氣孔；金屬材質的同徑圓形換熱管，穿過內膽端蓋，浸于內膽中的儲熱液中，固定于內膽兩端端蓋上的換熱管孔內，用硅膠圈密封，其軸線與內膽軸線基本平行，水平位置及進、出水口位置要利于排氣，以防換熱管在運行過程中形成太大的儲氣空間而影響換熱，換熱管換熱能力的調節，可通過調節管徑或采用多管往復串、并聯方式實施，既要考慮換熱能力也要注意使用水儲存時長；呼吸孔置于內膽一端端蓋的上方，用一直管插入呼吸孔，外接三通直接口，三通側接口接呼吸管，呼吸管在儲熱箱下側與大氣相通，用作吸排氣，三通的另一端直接口再接直管穿過儲熱箱外端蓋，顯示控制儀的傳感探頭通過其植入儲熱液中，傳感線路由此經過后實施密封與大氣隔絕，防止對流散熱，傳感線連接顯示控制儀，顯示控制儀用來顯示儲熱液液溫、液位以及控制電加熱器、電排空閥、伴熱帶和增壓泵的啟閉；補充儲熱液的補液孔，置于內膽一端端蓋的下方，自動進水閥安置于此，自動進水閥與輸水管道連接后，由浮子控制自動補充儲熱液；換熱管與上、下水管分別用三通連接，并且，連接點的水平高度必須稍高于換熱管，三通的剩余接口連接單向閥的出口，單向閥的進口接進氣管，進氣管插入內膽端蓋上部的進氣孔內，用于上、下水管排空時進氣，上、下水管與換熱管的連接點水平位置之所以要稍高于換熱管，是預防換熱管內的水溢出，以上所述呼吸管、自動進水閥、單向閥、三通、進氣管、連接管以及上、下水管的上端全部置于儲熱箱的保溫層內靠近內膽端蓋的一側，利用儲熱液的熱量確保其不凍堵損壞；上水管的下端分別與洗浴混水閥、排空閥、上水閥以及自來水管連接，為預防自來水壓力不足影響使用，可再串接增壓泵用于增壓，嚴寒環境下，由于自來水和上水管道溫度較低，為防在運行過程中發生凍結堵塞管道，可在上水管上敷衍伴熱帶；下水管下端分別與洗浴混水閥、排空閥及熱水閥連接，室外部分，上、下水管可并行共用同一保溫層保溫。本發明在使用時，開啟上水閥，自來水經上水管上至換熱管進水口螺紋接頭處，此時，此處單向閥關閉，自來水進入換熱管內，吸收儲熱液中的熱量來提高自身溫度，經加熱后的自來水到換熱管出水口與下水管連接處，此處，與大氣相通的單向閥也關閉，初裝時，自來水在此首先經自動進水閥補充儲熱液，平時，除少量且不經常補充儲熱液外，絕大部分加熱后的自來水經下水管到熱水閥流出供使用，使用完畢后，關閉上水閥，此時上水管、換熱管中的自來水停止流動，換熱管出水口也隨即停流，此時，此處與大氣相通的單向閥，在下水管中水的虹吸作用下開啟進氣，下水管中的水在重力作用下繼續流出到排空為止，閑時，下水管出口處的熱水閥是常開的，下水管內是空置的，因此，能使熱水即開即出；寒冷季節為預防管閥凍堵，上水管也要適時排空，排空時，關閉上水閥，打開上水管下端的排空閥，此時，上水管與換熱管進水口螺紋接頭處的與大氣相通的單向閥在上水管中水的虹吸作用下開啟進氣，上水管中的水在重力作用下流出到排空為止，如此，上、下水管徹底排空，而置于儲熱箱內保溫層中的管閥件，利用儲熱液補充熱量，所以，既是持久寒冷，也能確保其不凍堵損壞；淋浴時，關閉熱水閥，打開上水閥，操控混水閥調節手柄，調整好雨灑出水溫度和強度，此時，淋浴混水閥的冷、熱進水口分別與上、下水管連接，上、下水管和換熱管串聯在一起、形同直接與自來水相連，壓強與自來水的壓強同時變化，保持同壓，混合比恒定，所以，雨灑的出水溫度穩定，并且，雨灑在較高的自來水壓強作用下，出水強勁。