[實用新型]基于平板式太陽能集熱器的換熱裝置

有效

• 申請號: 201320224006.8
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN203190660U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 孫玉晶;劉丹丹;李晨
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: F24J2/30
• 分類號: F24J2/30;F24J2/46
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

技術領域

本實用新型屬于一種太陽能熱水器領域，特別是一種基于太陽能的高效換熱裝置。

背景技術

目前市場上主流太陽能集熱器中的換熱介質均為自來水，太陽能集熱器在對自來水進行加熱的過程中存在著一些弊端：1）普通太陽能集熱器中的自來水經過反復加熱容易產生硝酸鹽、亞硝酸鹽等有害物質，人們使用后會帶來不良后果；2）太陽能集熱器中的自來水不會一次完全用光，因此存留在熱水器中的自來水長時間不使用，容易滋生致病菌，造成水污染；3）普通自來水中含有鈣鎂離子，高溫加熱后易形成水垢，附著在集熱管內壁，導致換熱效率降低，縮短使用壽命；4）冬季使用時，由于環境溫度低時，太陽能進行熱交換時往往不易達到使用水溫，受天氣影響比較大；5）傳統的太陽能集熱器為提高換熱效率，均采用玻璃管，安全性較差，易發生爆管現象，導致整個系統無法運行；6）高層建筑安裝真空管集熱器受限。

發明內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種基于平板式太陽能集熱器的換熱裝置，用于解決現有的太陽能集熱器存在的水污染以及換熱效低下的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

基于平板式太陽能集熱器的換熱裝置，包括集熱器和水箱，所述集熱器包括相配裝的鋁框架和玻璃蓋板，鋁框架和玻璃蓋板形成的封閉空腔中設置有集熱板，所述集熱板中嵌裝有若干蒸發管，各蒸發管的上端分別與集熱器的蒸汽輸出端口連通，各蒸發管的下端通過設置在集熱器下部的水槽相連通；

所述水箱的安裝位置高于集熱器，水箱內設置有用于與水箱內的自來水進行熱交換的換熱器，所述換熱器傾斜設置，換熱器的頂端通過蒸汽管與集熱器的蒸汽輸出端口連通，換熱器的底端通過回流管與集熱器的水槽連通；

所述回流管和集熱器的水槽以及蒸發管中充滿有加熱時無水垢的換熱介質。

所述集熱板的具體結構為：所述集熱板的表面涂層由里及外分別為Al金屬底層、A1-AlN金屬介質復合吸收層和AlN陶瓷層，所述Al金屬底層的厚度為150±5nm，A1-AlN金屬介質復合吸收層的厚度為100±5nm，AlN陶瓷層的厚度為60±5nm。

本實用新型的改進在于：所述水箱內設置有用于輔助加熱的電加熱絲。

由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得的技術進步在于：

本實用新型在現有的平板式太陽能集熱器的基礎上進行了改進，采用了二次換熱原理，使生活用水與換熱器內部換熱介質徹底隔離，在保證生活用水質量的同時，保證集熱器和換熱器永不結垢，可長久保持高效節能的儲熱換熱效果。在寒冷的冬季或者陰雨天，當用戶有用水需要時，可開啟電輔助加熱。本實用新型所述的集熱器安裝在室內陽臺或者壁掛在房屋的朝陽面即可，無需攀爬到高層屋頂，安全性能提高，便于安裝。集熱板內換熱介質的質量極小，熱容量很小，因而啟動迅速。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

其中：1.換熱器，2.水箱，3.集熱板，4.玻璃蓋板，5.蒸汽管，6.回流管，7.電加熱絲，8.水槽，9.蒸發管，10.蒸汽輸出端口，11.集熱器。

具體實施方式

下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。

基于平板式太陽能集熱器的換熱裝置，其結構如圖1所示，包括集熱器11和水箱2，集熱器和水箱之間通過蒸汽管5和回流管6連通。

集熱器11包括相配裝的鋁框架和玻璃蓋板4，鋁框架中填充有保溫材料。鋁框架和玻璃蓋板4形成的封閉空腔中設置有集熱板3，集熱板3中嵌裝有若干蒸發管9，各蒸發管的上端分別與集熱器的蒸汽輸出端口10連通，各蒸發管的下端通過設置在集熱器下部的水槽8相連通。

玻璃蓋板采用無鍍膜玻璃制作，在玻璃蓋板周圍采用鉚釘固定在鋁框架上，并涂以玻璃膠和使用防水結構，集熱板置于真空玻璃蓋板下面。同時在回流管和蒸汽管處與鋁框架的連接處采用保溫材料，以減少散熱。