[發明專利]一種集熱管單元及集熱控溫相變增容太陽能熱水系統

在審

• 申請號: 202010720164.7
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111795506A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 張亞麗;蘇士強;郝海濱;王娟婷
• 申請（專利權）人: 山東力諾瑞特新能源有限公司
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S10/70;F24S10/95;F24S20/40;F24S70/12;F24S80/00;F24S80/65
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 于超

本發明要解決的問題是提供一種集熱管單元及集熱控溫相變增容太陽能熱水系統，能夠有效的限制熱管集熱器內的介質溫度，避免熱水系統溫度過高帶來安全性問題。所述集熱管單元，包括帶有真空夾層的集熱管體，所述集熱管體內設有封閉的集熱容腔，所述集熱容腔內填充有氣液相變材料。所述集熱控溫相變增容太陽能熱水系統包括熱管集熱器和儲熱水箱；所述熱管集熱器包括聯集箱和熱管單元組，熱管單元組由本發明所述的集熱管單元并排組成。

技術領域

本發明屬于太陽能系統領域，具體涉及一種集熱管單元及集熱控溫相變增容太陽能熱水系統。

背景技術

太陽能是一種綠色清潔可再生能源，是人類能應用的最豐富的能源，在全球均得到了廣泛的應用，在提供熱水供應、提高人民的生活水平、減少常規能源消耗等方面發揮了巨大的作用。但太陽能具有能流密度低、能量在時間和空間上分布不均等特點。

現有技術中的太陽能熱水系統，主要包括熱管集熱器和儲熱水箱，所述熱管集熱器通過循環管路與所述儲熱水箱介質循環連通。熱管集熱器包括聯箱和熱管單元組，熱管單元組包括若干根并排的集熱管單元，每個集熱管單元均包括直通式的不銹鋼管和高硼硅玻璃管；所述高硼硅玻璃管套設在所述不銹鋼管外部，所述不銹鋼管的外表面鍍有太陽能選擇性吸收涂層，所述不銹鋼管的軸心線位于所述高硼硅玻璃管的軸心線的正下方；所述不銹鋼管和所述高硼硅玻璃管之間為真空；聯箱包括外殼和不銹鋼流道，所有不銹鋼管的上端均垂直連通聯箱的不銹鋼流道。這樣，通過太陽能加熱不銹鋼管內的介質，加熱后的介質通過循環管路進入儲熱水箱，在正常使用過程中，尤其是夏天光照充足的時候，儲熱水箱內的水溫會在60℃-70℃之間，由于用戶每天都會使用儲熱水箱的水，會有冷水循環進入儲熱水箱，水箱內水溫會降低，夾套層及聯箱中的介質會吸收熱管單元的溫度并給儲熱水箱供熱，，不會使熱管單元溫度超過80-100℃，如果用戶長期外出，以至長時間沒人使用儲熱水箱內的熱水，儲熱水箱與介質的溫度溫差很小，加上太陽能吸收的作用，熱管集熱單元溫度會超過110℃以上，從而使不銹鋼管道內的介質溫度達到90℃以上，儲熱水箱溫度會達到90℃以上，從而導致熱水系統內的壓力增大，安全性能降低；介質長期處于高溫狀態，容易發生碳化反應，降低換熱效率；同時會觸發太陽能熱水系統的限溫器動作，導致整個系統停止供電，用戶再次使用時只能報修，降低用戶體驗，也增加了售后的工作量。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種集熱管單元及集熱控溫相變增容太陽能熱水系統，能夠有效的限制熱管集熱器內的介質溫度，避免熱水系統溫度過高帶來安全性問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種集熱管單元，包括帶有真空夾層的集熱管體，所述集熱管體內設有封閉的集熱容腔，所述集熱容腔內填充有氣液相變材料，所述氣液相變材料的相變溫度為80℃-85℃。

進一步的，所述集熱管體外部套設有真空玻璃管，所述真空玻璃管上涂設有太陽能選擇性吸收涂層，所述集熱管體通過螺旋分布的導熱翅片固定在所述真空玻璃管內。

進一步的，所述真空玻璃管的一端封堵、另一端為管口且封裝有金屬封頭，所述集熱管體的一端貫穿所述金屬封頭延伸至外部形成延伸段，所述延伸段的直徑大于所述集熱管體的直徑。

進一步的，所述集熱管體為銅材質或鋁材質的金屬管，所述導熱翅片為銅材質制作而成；所述氣液相變材料為乙醇、乙二醇和水調配而成。

一種集熱控溫相變增容太陽能熱水系統，包括熱管集熱器和儲熱水箱，所述熱管集熱器通過循環管路與所述儲熱水箱介質循環連通；所述熱管集熱器包括聯集箱和熱管單元組，所述聯集箱內設有聯集內腔，所述熱管單元組由權利要求1-4任一項所述的集熱管單元并排組成，所述集熱管體的一端延伸至所述聯集內腔中。