[發明專利]一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器

在審

• 申請號: 202010440470.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111623538A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 任衛英;郝婧麗;段飛飛;楊濤;王志聯;毛瑩瑩;杜艷花;武瑞兵
• 申請（專利權）人: 山西省交通規劃勘察設計院有限公司
• 主分類號: F24S20/40
• 分類號: F24S20/40;F24S10/30;F24S80/00;F24S50/40;H02S40/44;H02S40/42
• 代理公司: 太原新航路知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14112
• 代理人: 王云峰

本發明具體是一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器，解決了現有熱管式太陽能熱水器在使用中存在熱水供應不穩定的問題。一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器，光伏發電機構包括蓄電池和背板，背板的上表面設置有N個光伏電池板，各個光伏電池板依次串聯，位于前端與位于后端的兩個光伏電池板均與蓄電池電連接；熱管循環機構包括吸熱板和保溫層；保溫層的內部設置有N+1根吸熱管，各個光伏電池板的左端部共同設置有一根集液管、右端部共同設置有一根集氣管，吸熱管、集液管、集氣管與加熱管內均充有制冷劑。本發明實現了持續供熱水的目的，綠色環保，保溫效果優異，對太陽能的利用率高，具有安全性能好、自動化程度高的優點。

技術領域

本發明涉及太陽能熱水器，具體是一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器。

背景技術

太陽能熱水器是將太陽能轉化為熱能的加熱裝置，目前，真空管式太陽能熱水器應用較廣，占據了主要的市場份額。真空管式太陽能熱水器可分為全玻璃真空管式、熱管真空管式、U型管真空管式、儲熱一體化悶曬式等。

然而實踐表明，現有熱管式太陽能熱水器在使用中存在熱水供應不穩定的問題，主要表現在熱管式太陽能熱水器的制熱過程對日照時間及氣溫的依賴性較強，在日照時間較短的冬季和氣溫較低的陰天與夜晚，基本不制熱，導致熱水供應不足的問題。

發明內容

本發明為了解決現有熱管式太陽能熱水器在使用中存在熱水供應不穩定的問題，提供了一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種能持續供熱水的熱管式太陽能熱水器，包括三角支架與高于三角支架設置的水箱，還包括與三角支架固定連接且傾斜放置的支撐板，支撐板的上方設置有熱管循環機構和與水箱電連接的光伏發電機構；

所述光伏發電機構包括設置于支撐板上表面的蓄電池和間隔設置于蓄電池的上方且與其平行的背板，背板的上表面設置有N個與其粘接且前后分布的光伏電池板，且N為大于1的正整數；各個光伏電池板依次串聯，且相鄰兩個光伏電池板之間留設有安裝間隙，位于前端的光伏電池板與位于后端的光伏電池板均與蓄電池電連接；

所述熱管循環機構包括設置于背板下表面的吸熱板和設置于吸熱板與蓄電池之間的保溫層；保溫層的內部設置有N+1根外側壁緊貼吸熱板且前后平行分布的吸熱管，且N+1根吸熱管與N個光伏電池板上下交錯設置；

各個光伏電池板的左端部共同設置有一根沿前后方向放置的集液管、右端部共同設置有一根沿與集液管平行方向放置的集氣管，各根吸熱管與集液管、各根吸熱管與集氣管均連通；水箱內設置有一根加熱管，集液管與集氣管的一端均封閉、另一端分別與加熱管的兩端連通；吸熱管、集液管、集氣管與加熱管內均充有制冷劑。

本熱水器使用制冷劑，相對于傳統以水為載體的熱水器，在輸送相同熱量的情況下，管徑大幅減小，也不會凍裂管道，而且制冷劑在吸熱放熱的過程中發生相轉變，第一可以作為驅動力，使制冷劑在整個環路中自然循環，第二相對于無相變過程，可以帶走更多的熱量。

工作時，太陽光照射在各個光伏電池板與吸熱板上；各個光伏電池板將吸收的太陽能轉化為電能并儲存至蓄電池內；同時太陽光照射產生的熱能通過光伏電池板與背板傳遞至吸熱板，吸熱板將熱能傳遞至保溫層內，保溫層儲存熱能；各根吸熱管從保溫層內吸收熱能，并將熱能傳遞至制冷劑，制冷劑吸收熱能溫度升高，達到蒸發溫度后發生氣化，以氣態形式流通至集氣管內，繼而流通至加熱管內，與水箱內的水體進行熱交換，在此過程中制冷劑的溫度逐漸降低，當溫度降低至冷凝溫度后發生相轉變液化為冷凝液，從加熱管流入集液管與吸液管內，重復上述吸熱-氣化-放熱-液化的過程，由此實現對水箱內水體加熱的目的；在此過程中，溫度傳感器對水箱內的水溫進行測量；當溫度傳感器檢測到水箱內水溫低于設定水溫時，蓄電池與水箱電連接，利用電能對水箱內的水體進行加熱，由此實現熱管式太陽能熱水器持續供熱水的目的，克服了現有熱管式太陽能熱水器在使用中存在熱水供應不穩定的問題。