[其他]一種新型換熱器的相變熱水器

無效

• 申請號: 87205530
• 申請日: 1987-12-01
• 公開（公告）號: CN87205530U
• 公開（公告）日: 1988-11-16
• 發明（設計）人: 許新中;霍志臣;雷寶良;張林
• 申請（專利權）人: 北京市太陽能研究所
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04
• 代理公司: 北京市科技專利事務所
• 代理人: 韓建功

本實用新型屬于太陽能熱水器領域，并與換熱技術有關。

迄今人們所采用的平板太陽能熱水器冬季使用都以雙循環系統為主。它將太陽能熱水器分為集熱換熱迴路和熱水供應迴路。在熱水器投入運行之前，集熱換熱迴路封裝換熱工質。對換熱工質的要求是易得、安全、熱性能優越和廉價。近年來人們開始選用低沸點工質取代汽車防凍液、甘油溶液等液態換熱工質。如氟里昂、戊烷、丙酮等。其熱水器運行過程是：太陽照射在集熱器上，集熱器吸熱板內的換熱工質吸收太陽能后升溫相變汽化。依靠自然循環力上升到置于水箱中的換熱器內，將熱量傳遞給熱水供應系統。顯然影響這種熱水器熱性能的主要因素除集熱器、工質性能外，換熱器結構是另一關鍵因素。目前商品化太陽能雙循環熱水系統的換熱器主要有：螺旋盤管式、列管式、夾套式等類型。螺旋盤管式換熱器具有：結構簡單、易密封、耐壓高等優點；但換熱面積小，傳熱性能差。列管式換熱器雖然有換熱面積較大、耐壓高的優點，又存在工藝較復雜的不足；近年來也有采用螺紋肋片管增加換熱面積的嘗試。但都因成本較高無法推廣。夾套式換熱器材料易得，容易制造，但耐壓低，不適用于沸點工質。

本實用新型針對上述問題提出了一種具有獨特設計的新型換熱器運用于相變熱水器上，它采用制作集熱器的優質銅鋁復合條帶作為換熱器的散熱片，棱形內管為銅材，外肋片為鋁材。內管銅材的導熱系數，換熱面積，工質的傳熱系數正好和鋁材的導熱系數，換熱面積，水的傳熱系數相匹配。散熱片采用傾斜橫向排列方式配有膨脹管組成一體，膨脹管在采用相變工質時，可儲存一部分不凝氣體，一來不影響換熱面積，二來有利于廢氣的排放。在工作中，不但具有上述換熱器的各種優點，而且還有使用工質廣泛，工質充裝量少，熱容小，結構簡單，經濟可行的新穎性，尤其是對于相變工質雙循環系統，傳熱設計更為合理，從而有利于太陽能熱水器全年使用的推廣應用。

本實用新型的太陽能熱水裝置是由集熱器（1），水箱（2），換熱器（3），支架（4）等主要部件和附件組成。集熱器單體采光面積為1米²、1.5米²、2米²三種規格。集熱器中的吸熱板芯采用銅鋁復合條焊接工藝，耐壓大于8公斤／厘米²。散熱片為2排、3排、4排三種規格與集熱器匹配。水箱為長方形，尺寸大小與采光面積配套，并采取防銹處理，水箱中裝有進水排空管（5）箱外有50毫米的保溫材料（6），水箱上設有出氣口（7），排污口（13）、進水口（14）出水口（9），箱內底部裝有換熱器。換熱器是由集管（15），散熱片（11），接頭（16），膨脹管（10），放氣螺母（8）等部件組成。兩根集管與集熱器兩個循環管連接。換熱器內裝有工質（12）外部浸泡在水中。換熱器在水中安放有一定傾斜角度。水箱和集熱器安裝在一個支架上，用活接頭連接成一體，支架與地面傾角大約50度左右面向正南。

當陽光照射在集熱器上時，吸熱板內的工質受熱相變汽化，熱氣體沿著上循環管進入熱交換器集管，氣體在通過幾條散熱片棱形管道時，遇冷還原成液態工質，把釋放出的汽化潛熱由散熱片傳遞給水，工質液靠重力沿下循環管流回集熱器，完成一個工作循環。經過反復循環集熱器將水箱的水加熱供洗浴使用。當采用防凍液、甘油做工質時，工質靠自然循環把熱能傳給水。

本實用新型的熱水器裝置，原理清楚、換熱效果好，制造工藝簡單，并具有良好的經濟性和可靠性，為太陽能熱水器的全年使用開辟了美好的前景。

附圖說明：

附圖1????為太陽能熱水器系統示意圖（本圖同時為說明書摘要附圖）

1.????集熱器????????2.????水箱????????3.????換熱器????????4.????支架

附圖2為水箱換熱器結構圖????附圖3為換熱器結構示意圖

5.????進水排空管????????6.????保溫材料????????7.????出氣口

8.????放氣螺母????????9.????出水口????????10.????膨脹管

11.????散熱片????????12.????工質????????13.????排污口

14.????進水口????????15.????集管????????16.????接頭

實施例：

本實用新型的實施例結構如圖1圖2圖3所示：裝置采用2米²采光面積的集熱器。水箱中裝有4根銅鋁復合散熱片組成的換熱器。散熱片選用寬135毫米，長800毫米，厚0.5毫米的整體成型優質材料，集管選用φ20×1的紫銅管。組裝成形后，作8公斤／厘米²的壓力試驗，試驗合格后，從排氣口灌入工質，相變工質充裝量為集熱器長度的80％左右，液態工質充裝量到膨漲管的三分之一處即可。當太陽照射一定時間，打開螺母把裝置內的不凝氣體排出，再把循環管道保好溫便可使用。洗浴時打開冷水閥，冷水把水箱中的熱水從噴頭頂出，洗浴完畢后，關上冷水閥，進水管路的冷水全部排空防止凍結。熱水器的傾角隨地理緯度不同而變化，一般為當地緯度加10～15°為好。本實施例適用于家用單體熱水器，也可以制作組合式集體使用的熱水裝置。