[發明專利]一種太陽能熱水器

在審

• 申請號: 201410185630.0
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103968575A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 劉軍;任文曉
• 申請（專利權）人: 何志遠
• 主分類號: F24J2/32
• 分類號: F24J2/32;F24J2/46
• 代理公司: 東莞市眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

技術領域

本發明涉及太陽能熱水器，特別涉及一種采用液體介質相變傳熱的太陽能熱水器。

背景技術

太陽能熱水器是一種利用太陽能作為能源加熱水或傳熱介質的太陽能利用裝置。

傳統的平板太陽能熱水器是由儲熱水箱、集熱器、連接管道和支架構成。儲熱水箱進、出水口通過連接管道分別與集熱器的出水口和進水口連接，構成循環通道。集熱器被陽光照射后溫度上升，水在流經集熱器后被加熱。儲熱水箱中的水通過連接管道流經集熱器并不斷循環，儲熱水箱中的水便逐漸被加熱。這種熱水器是依靠水循環將集熱器中的熱量帶到儲熱水箱中的，其熱量輸送的效率取決于循環的狀態。采用水泵驅動水在管道中循環，需要動力，要消耗能量。因為需要水在管道中循環輸送熱量，在氣溫低于0℃的地區使用，需要采取防凍措施，否則集熱器和循環管道會被凍裂。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的上述缺陷，本發明的相變傳熱的太陽能熱水器，可有效地解決以上問題，而且熱量輸送的效率更高。

為解決現有技術的上述缺陷，本發明提供的技術方案是：一種太陽能熱水器，包括太陽能集熱器和儲熱水箱，所述儲熱水箱的外壁具有一層保溫層，所述儲熱水箱內設有一冷凝器，所述冷凝器通過管道與所述太陽能集熱器連通，所述太陽能集熱器上設有一集熱面板，所述集熱面板上間隔焊接有多根回流支管，每根所述回流支管的上端通過上集管連通，每根所述回流支管的下端通過下集管連通，所述冷凝器的進氣口通過連接管與所述上集管連通，所述冷凝器的回流口通過回流管與所述下集管連通，所述連接管上設有排氣充液閥。由管道連接起來的冷凝器和集熱器管道系統成密封狀態。通過所述排氣充液閥將管道系統抽成真空，再注入一定量的工作液，然后將所述排氣充液閥關閉，保持系統與大氣隔絕。

本發明提供的技術方案還包括，充入系統的工作液不能超過集熱器容積，應留出部分空間。所述的工作液的充入量，為集熱器管道內容量的60%~80%為好。

所述工作液為在-50℃～200℃具有良好的化學穩定性，和對系統所用材料具有良好的相容性的液體。例如水，丙酮，甲醇，乙醇，乙二醇，或者它們的水溶液。所述工作液采用低沸點的液體介質時，可以獲得較好的低溫啟動特性。所述工作液采用不同的低冰點的液體介質時，可以獲得相應的抗凍特性。

本發明提供的技術方案還包括，所述儲熱水箱的安裝位置，使其中的冷凝器進氣口位置及其連接管道高于所述集熱器的上集管的位置；使其中的冷凝器回流口位置及其回流管道高于所述集熱器的下集管的位置；這樣能使集熱器產生的蒸氣順利進入冷凝器，冷凝器凝結的工作液能夠順利回流到下集管，能夠獲得更高的傳熱效率。

作為本發明太陽能熱水器的一種改進，每兩根所述回流支管之間的距離相等，所述回流支管為的直管。

作為本發明太陽能熱水器的一種改進，所述回流支管為一根彎成“S”形的管道。

作為本發明太陽能熱水器的一種改進，所述回流支管設于所述集熱面板的內表面上。

作為本發明太陽能熱水器的一種改進，所述回流支管埋設于所述集熱面板內。

作為本發明太陽能熱水器的一種改進，所述保溫層的厚度為3cm～5cm。

本太陽能熱水器的工作原理是：由太陽能集熱器吸收太陽紅外線獲得熱量，然后以一定方式將熱量輸送到儲熱水箱儲存。本相變傳熱的太陽能熱水器，在熱量輸送方式上，是基于工作液由液態吸熱變成氣態，由氣態放熱變成液態的原理，來設計的集熱器、儲熱水箱和連接管道。其目的是讓工作液在集熱器中發生吸熱氣化，蒸氣進入設置于儲熱水箱內的冷凝器中放熱凝結，然后經連接管道回流到集熱器再吸熱氣化，并維持這一過程不斷進行下去。

本發明太陽能熱水器的工作過程是：所述集熱面板吸收太陽紅外線獲得熱量，將支管內的工作液加熱，工作液吸熱氣化，蒸氣進入上集管匯集，再通過連接管進入設置于儲熱水箱內的冷凝器中，蒸氣在冷凝器的壁面與儲熱水箱中的水發生熱量交換，放出熱量后在壁面凝結成液體，液體沿壁面流下通過回流口進入回流管，然后再進入下集管，通過下集管進入每一根支管，再次被集熱器加熱氣化，構成循環。

與現有技術相比，本發明的優點是： 本發明將太陽能熱水器系統巧妙的構成了一個熱管導熱系統，其導熱的效率大大提高，不需額外循環動力，采用低沸點、低冰點的工作液時，更具有啟動快和能有效抗凍的特點。

附圖說明

圖1是本發明實施例一結構示意圖。

圖2是本發明實施例二結構示意圖。