[發明專利]一種無動力太陽能相變蓄能床墊

有效

• 申請號: 201410211260.3
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103976593A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊柳;陳謝磊;杜塏;李舒宏;張小松
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A47C21/04
• 分類號: A47C21/04;A47C27/00;F24J2/34;F24J2/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，該床墊包括集熱器（1）、熱水箱（3）、第一水管（4）、緩沖箱（9）、儲能管（7）和床墊（8），集熱器（1）位于室外，床墊（8）位于室內，床墊（8）包括上層床墊（802）和位于上層床墊（802）下方的下層床墊（801），緩沖箱（9）和儲能管（7）位于下層床墊（801）中；

集熱器（1）的上端通過管道與熱水箱（3）連接，熱水箱（3）上端與第一水管（4）底端相連，第一水管（4）上端為相互并聯的水管支路，水管支路分別與儲能管（7）的一端連接，儲能管（7）的另一端與緩沖箱（9）連接；

熱水箱（3）內設有橡膠氣球（2），橡膠氣球（2）通過繩子連接在熱水箱（3）的底部；第一水管（4）上設有單向浮球閥門（6）；儲能管（7）包括第二水管（701）、包裹在第二水管（701）外側的相變材料層（702），以及包裹在相變材料層（702）外側的保溫層，保溫層包括下保溫層（703）和上保溫層（704），下保溫層（703）位于下層床墊（801）中，上保溫層（704）位于上層床墊（802）的下部。

2.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的儲能管（7）為3—10根，且儲能管（7）均勻分布在下層床墊（801）中。

3.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的儲能管（7）傾斜布設，且儲能管（7）靠近緩沖箱（16）的一端高于靠近水管支路的一端。

4.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的儲能管（7）的頂部涂有全紅外波段光譜發射率大于0.9的涂層。

5.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的單向浮球閥門（6）為2個，2個單向浮球閥門（6）串聯在第一水管（4）中，且2個單向浮球閥門（6）位于第一水管（4）的豎直管道部分。

6.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的單向浮球閥門（6）包括設有定位孔的閥座（601）、周向定位凸臺（602）、軸向定位凸臺（604）、橡膠密封墊片（605）、由葉片連接組成的閥片（606）、浮球（607）和連接桿（608），

閥座（601）固定連接在第一水管（4）的內腔壁面上，閥座（601）的定位孔數量等于閥片（606）的葉片數量，且閥座（601）的定位孔與閥片（606）的葉片相適配；橡膠密封墊片（605）固定連接在軸向定位凸臺（604）上；

軸向定位凸臺（604）和周向定位凸臺（602）分別固定連接在閥座（601）的內腔壁面上，且周向定位凸臺（602）位于軸向定位凸臺（604）上方，周向定位凸臺（602）沿著閥座（601）的內腔壁面向上延伸；周向定位凸臺（602）上設有直徑為1-2mm的縱向通孔（603）；

浮球（607）位于閥片（606）下方，且浮球（607）通過連接桿（608）固定連接在閥片（606）上；閥片（606）上設有定位凹槽（609），閥片（606）的定位凹槽（609）與周向定位凸臺（602）相適配。

7.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的第一水管（4）為塑料制成，所述的第二水管（701）由金屬制成。

8.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的熱水箱（3）、第一水管（4）和緩沖箱（9）的外部均設有保溫材料層。

9.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的第一水管（4）和第二水管（701）的總體積Vg和橡膠氣球的體積滿足式（1）：

Vg=Vd-Vn????????????式（1）

其中：Vd為橡膠氣球在白天集熱工況水箱溫度下的體積；Vn為橡膠氣球在夜間冷卻工況水箱溫度下的體積。

10.按照權利要求1所述的無動力太陽能相變蓄能床墊，其特征在于，所述的緩沖箱（9）的體積大于所有水管內腔體積的10倍，并且緩沖箱（9）及水管路的初始壓力滿足式（2）：

P0=Pt-Ph????式（2）

其中：P0為緩沖箱（9）及水管路的初始壓力，Pt為以白天集熱工況下，熱水箱（13）溫度作為沸點所對應的水的壓力，Ph為熱水箱（13）與儲能管（7）的高度差形成的壓差。