一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，該集熱器包含：一端開口的殼體、保溫材料，該集熱器還包含：設置在殼體內的蓄熱箱體，嵌設在殼體的底部內的冷水匯集管組件，嵌設在殼體的頂部內的熱水匯集管組件，分別設置在冷水匯集管組件、熱水匯集管組件之間多個吸熱板排管，分別設置在冷水匯集管組件、熱水匯集管組件之間多個下排管，與多個吸熱板排管的外壁貼合連接的吸熱板，分別與多個下排管連接的多個傳熱翅片，設置在吸熱板與蓄熱箱體之間的相變蓄熱材料；嵌設在保溫材料內，并與吸熱板等間距設置在殼體開口端雙層真空玻璃蓋板。本實用新型提供的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的體積小、集熱效果好、太陽能儲存量大、保溫效果好。
【專利說明】一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能熱水器，具體涉及一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器。
【背景技術】
[0002]從1998年起，我國太陽能企業進入了發展期，太陽能產量平均每年以超過20%的速度增加，太陽能熱水器的保有量也以超過15%以上的速度增加，我國迅速成為太陽能大國。在我國東南地區，太陽能普及率已經超過了 30%，更為可觀的是，太陽能的普及已由城市走向農村，農村的太陽能市場正在迅速擴大。在部分鄉鎮地區，太陽能普及率已經超過了85%。由此可知,太陽能的開發與應用具有較大的市場。
[0003]太陽能屬于可再生清潔能源，分散廣，但其能量密度低、有間隙性、有效利用率低。因此，如何高效地利用太陽能成為當今太陽能利用的研究重點。利用晴天充足的太陽能在陰天進行利用，或者利用夏季的太陽能進行冬季供熱(季節性蓄熱)，就需要一定結構的高效集熱器與蓄能系統相結合。
[0004]目前，市場上太陽能熱水器分為兩大類:真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器。早期的真空管式太陽能和平板式太陽能熱水器都存在許多方面的缺點，如安裝、密封、防炸、保溫、自控、體積大等。平板式太陽能熱水器的占地空間小、安全性能高，但缺點在于:保溫效果差、結垢、出水量小、低溫環境下不制熱及結冰。以上問題限制了平板式太陽能熱水器的發展。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，由雙層真空玻璃蓋板、吸熱板、下排管、相變蓄熱材料等組成，使得該平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的體積小、集熱效果好、太陽能儲存量大、保溫效果好。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現:
[0007]—種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，該集熱器包含:一端開口的殼體、截面呈“凹”形的保溫材料，上述的保溫材料設置在上述的殼體的內部；其特點是，該集熱器還包含:
[0008]蓄熱箱體，呈長方體，截面呈“U”形，設置在上述的保溫材料的內壁上；
[0009]冷水匯集管組件，嵌設在上述的保溫材料的一端內；
[0010]熱水匯集管組件，嵌設在上述的保溫材料的另一端內；
[0011]多個吸熱板排管，設置在上述的蓄熱箱體內，并分別平行等間距設置在上述的冷水匯集管組件、熱水匯集管組件之間；
[0012]多個下排管，設置在上述的蓄熱箱體內，并分別平行等間距設置在上述的冷水匯集管組件、熱水匯集管組件之間；
[0013]吸熱板，與上述的多個吸熱板排管的外壁貼合連接，并與上述的蓄熱箱體的兩側邊連接；
[0014]多個傳熱翅片，設置在上述的蓄熱箱體內，并分別與上述的多個下排管連接；
[0015]相變蓄熱材料，設置在上述的吸熱板與上述的蓄熱箱體之間，包覆上述的多個吸熱板排管、多個下排管及多個傳熱翅片；
[0016]雙層真空玻璃蓋板，嵌設在上述的保溫材料內，并與上述的吸熱板等間距設置在上述的殼體開口端。
[0017]上述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特點是，上述的多個傳熱翅片，分別固定設置在上述的多個下排管之間、固定設置在多個下排管與上述的吸熱板之間及固定設置在多個下排管與上述的蓄熱箱體內壁之間。
[0018]上述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特點是，上述的冷水匯集管組件包含:冷水匯集管1、冷水匯集管I1、多個冷水連通管；上述的冷水匯集管I與上述的冷水匯集管II平行等間距設置，上述的多個冷水連通管設置在該冷水匯集管1、冷水匯集管II之間；上述的冷水匯集管I的兩端分別設有冷水進水口，上述的冷水匯集管II的兩端封閉。
[0019]上述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特點是，上述的熱水匯集管組件包含:熱水匯集管1、熱水匯集管I1、多個熱水連通管；上述的熱水匯集管I與上述的熱水匯集管II平行等間距設置，上述的多個熱水連通管設置在該熱水匯集管1、熱水匯集管II之間；上述的熱水匯集管I的兩端分別設有熱水出水口，上述的熱水匯集管II的兩端封閉。
[0020]上述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特點是，上述的每個吸熱板排管的一端與上述的冷水匯集管II連接，該吸熱板排管的另一端與上述的熱水匯集管I連接。
[0021]上述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特點是，上述的每個下排管的一端與上述的冷水匯集管I連接，該下排管的另一端與上述的熱水匯集管II連接。
[0022]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0023]本實用新型提供的一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器由于采用了窄縫平面真空玻璃蓋板替換普通平板式太陽能玻璃蓋板，大大減少了因導熱和對流產生的熱損失，在低溫環境下同樣可以產生熱水，不結冰，并且具有良好的保溫效果。由于采用了雙排的熱水匯集管、雙排的冷水匯集管，增加了白天太陽能利用率、實現白天夜晚交替使用熱水的功能，同時也提高了熱水出水量和出水穩定性。由于將相變蓄熱材料與吸熱板相結合，使得本集熱器的蓄熱量大、蓄熱穩定，并且蓄熱效率高，延長了熱水的使用時間，同時能夠確保出水溫度溫度。窄縫平面真空玻璃蓋板與相變蓄熱材料、吸熱板結合，有效解決了普通平板式太陽能冬天不能實現制熱、并且易結冰、夜間保溫效果差的問題。本實用新型提供的一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的整體結構緊湊、體積小，占地空間小，空間利用率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的縱切面結構示意圖。
[0025]圖2為本實用新型一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的俯視剖視圖。
[0026]圖3為本實用新型一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的冷水匯集管剖視圖。
[0027]圖4為本實用新型一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的熱水匯集管剖視圖。
[0028]圖5為本實用新型一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的側視剖視圖。【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本實用新型做進一步闡述。
[0030]如圖1所示，一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，該集熱器包含:一端開口的殼體10、截面呈“凹”形的保溫材料20，保溫材料20設置在殼體10的內部。
[0031]如圖1、圖5所示，該集熱器還包含:蓄熱箱體80，呈長方體，截面呈“U”形，設置在保溫材料20的內壁上；冷水匯集管組件30,嵌設在保溫材料20的一端內；熱水匯集管組件40，嵌設在保溫材料20的另一端內；多個吸熱板排管50，設置在蓄熱箱體80內，并分別平行等間距設置在冷水匯集管組件30、熱水匯集管組件40之間；多個下排管60，設置在蓄熱箱體80內，并分別平行等間距設置在冷水匯集管組件30、熱水匯集管組件40之間；吸熱板70，與多個吸熱板排管50的外壁貼合連接，并與蓄熱箱體80的兩側邊連接；多個傳熱翅片90，設置在蓄熱箱體80內，并分別與多個下排管60連接；相變蓄熱材料100，設置在吸熱板70與蓄熱箱體80之間，包覆的多個吸熱板排管50、多個下排管60及多個傳熱翅片90 ；雙層真空玻璃蓋板110的四周邊嵌設在保溫材料20內，并與吸熱板70等間距設置在殼體10開口端。
[0032]如圖2、圖5所示，保溫材料20設置在該殼體10與蓄熱箱體80之間，并且包覆冷水匯集管組件30、熱水匯集管組件40，確保在夜晚或陰天能夠保持相變蓄熱材料100、水在熱水匯集管組件40、多個吸熱板排管50及多個下排管60內的溫度。
[0033]如圖1-圖4所示，多個下排管60與多個吸熱板排管50之間等間距平行設置。本實施例中選用七根下排管60、八根吸熱板排管50，采用了雙排集熱管，增加了白天太陽能利用率、實現白天夜晚交替使用熱水的功能，同時也提高了熱水出水量和出水穩定性。
[0034]如圖1所示，多個傳熱翅片90，分別固定設置在多個下排管60之間、固定設置在多個下排管60與吸熱板70之間及固定設置在多個下排管60與蓄熱箱體80內壁之間。多個傳熱翅片90用于提高多個下排管60與相變蓄熱材料100之間的換熱效率。
[0035]本實施例中，采用八水氫氧化鋇作為相變蓄熱材料100。八水氫氧化鋇相變點約為76°C，符合太陽能蓄熱單元中溫段的要求。
[0036]如圖3所示，冷水匯集管組件30包含:冷水匯集管I 31、冷水匯集管II 32、多個冷水連通管33。冷水匯集管I 31與冷水匯集管II 32平行等間距設置，多個冷水連通管33設置在該冷水匯集管I 31、冷水匯集管II 32之間。使得冷水匯集管I 31與冷水匯集管II 32通過多個冷水連通管33相互連通。冷水匯集管I 31的兩端分別設有冷水進水口 311，冷水匯集管II 32的兩端封閉。
[0037]如圖4所示，熱水匯集管組件40包含:熱水匯集管I 41、熱水匯集管II 42、多個熱水連通管43。熱水匯集管I 41與熱水匯集管II 42平行等間距設置，多個熱水連通管43設置在該熱水匯集管I 41、熱水匯集管II 42之間。使得熱水匯集管I 41與熱水匯集管II 42通過多個熱水連通管43相互連通。熱水匯集管I 41的兩端分別設有熱水出水口 411，熱水匯集管II 42的兩端封閉。
[0038]本實施例之一中冷水匯集管I 31的一對冷水進水口 311、熱水匯集管I 41的一對熱水出水口 411分別與外部水箱的出水口相連接，并保持該集熱器與外部水箱保持相同水位，根據同水位原理，并利用自來水水壓和外部水箱內的浮球閥，實現熱水的循環已出。[0039]本實施例之二中冷水匯集管I 31的一對冷水進水口 311熱水匯集管I 41的一對熱水出水口 411分別與外部水箱之間通過外部水泵安裝連接，冷熱水的循環壓力通過水泵來提供。
[0040]如圖3、圖4所示，每個吸熱板排管50的一端與冷水匯集管II 32連接，該吸熱板排管50的另一端與熱水匯集管I 41連接。每個下排管60的一端與冷水匯集管I 31連接，該下排管60的另一端與熱水匯集管II 42連接。
[0041]本實施例采用窄縫平面真空玻璃蓋板作為雙層真空玻璃蓋板110。增加了導熱和對流熱阻、減少了熱損失，有效提高了平板式太陽能保溫效果，確保在低溫環境下集熱器內的水不結冰，并能夠產生熱水。
[0042]如圖1-圖5所示，本實用新型提供的一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器的具體工作原理如下:
[0043]在陽光充足的白天時，當太陽光照射到該集熱器上，經過雙層真空玻璃蓋板110投射到吸熱板70上。吸熱板70吸收太陽能，使得吸熱板溫度升高，同時將熱量傳遞至蓄熱箱體80與吸熱板70之間的相變蓄熱材料100中，并使得吸熱板排管50內的冷水被加熱后
溫度上升。
[0044]在外界太陽光照射充足時，蓄熱箱體80內的相變蓄熱材料100被持續加熱后達到融化溫度，并進行相變蓄熱。在相變材料被加熱溶化蓄熱的同時，將多余的熱量傳遞至下排管60，使得下排管60內的冷水被加熱升溫。
[0045]下排管60、吸熱板排管50內的冷水均被加熱后，由于熱水密度小于冷水密度，使得熱水持續不斷從底部的冷水匯集管組件30中逐漸流入頂部的熱水匯集管組件40中，供用戶使用。
[0046]在夜間或陰天時，當用戶需要使用熱水時，可以將白天蓄熱箱體80內相變蓄熱材料100所儲存的熱量釋放出來，加熱下排管60，通過冷水匯集管I 31、下排管60使得冷水加熱后通過熱水匯集管II 42供用戶使用，滿足夜間或陰天使用的需求。
[0047]盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，該集熱器包含:一端開口的殼體(10)、截面呈“凹”形的保溫材料(20)，所述的保溫材料(20)設置在所述的殼體(10)的內部；其特征在于，該集熱器還包含: 蓄熱箱體(80)，呈長方體，截面呈“U”形，設置在所述的保溫材料(20)內壁上； 冷水匯集管組件(30)，嵌設在所述的保溫材料(20)的一端內； 熱水匯集管組件(40)，嵌設在所述的保溫材料(20)的另一端內； 多個吸熱板排管(50)，設置在所述的蓄熱箱體(80)內，并分別平行等間距設置在所述的冷水匯集管組件(30)、熱水匯集管組件(40)之間； 多個下排管(60)，設置在所述的蓄熱箱體(80)內，并分別平行等間距設置在所述的冷水匯集管組件(30)、熱水匯集管組件(40)之間； 吸熱板(70)，與所述的多個吸熱板排管(50)的外壁貼合連接，并與所述的蓄熱箱體(80)的兩側邊連接； 多個傳熱翅片(90)，設置在所述的蓄熱箱體(80)內，并分別與所述的多個下排管(60)連接； 相變蓄熱材料(100)，設置在所述的吸熱板(70)與所述的蓄熱箱體(80)之間，包覆所述的多個吸熱板排管(50)、多個下排管(60)及多個傳熱翅片(90)； 雙層真空玻璃蓋板(110)，嵌設在所述的保溫材料(20)內，并與所述的吸熱板(70)等間距設置在所述的殼體(10)開口端。
2.如權利要求1所述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特征在于，所述的多個傳熱翅片(90)，分別固定設置在所述的多個下排管(60)之間、固定設置在多個下排管(60)與所述的吸熱板(70)之間及固定設置在多個下排管(60)與所述的蓄熱箱體(80)內壁之間。
3.如權利要求1所述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特征在于，所述的冷水匯集管組件(30)包含: 冷水匯集管I (31)，所述的冷水匯集管I (31)的兩端分別設有冷水進水口(311)；冷水匯集管II (32)，所述的冷水匯集管II (32)的兩端封閉，該冷水匯集管II (32)與所述的冷水匯集管I (31)平行等間距設置； 多個冷水連通管(33)，設置在該冷水匯集管I (31)、冷水匯集管II (32)之間。
4.如權利要求3所述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特征在于，所述的熱水匯集管組件(40)包含: 熱水匯集管I (41)，所述的熱水匯集管I (41)的兩端分別設有熱水出水口(411);熱水匯集管II (42)，所述的熱水匯集管II (42)的兩端封閉，該熱水匯集管II (42)與所述的熱水匯集管I (41)平行等間距設置； 多個熱水連通管(43)，設置在該熱水匯集管I (41)、熱水匯集管II (42)之間。
5.如權利要求4所述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特征在于，所述的每個吸熱板排管(50)的一端與所述的冷水匯集管II (32)連接，該吸熱板排管(50)的另一端與所述的熱水匯集管I (41)連接。
6.如權利要求4所述的平板式真空蓋板相變蓄熱集熱器，其特征在于，所述的每個下排管(60)的一端與所述的冷水匯集管I (31)連接，該下排管(60)的另一端與所述的熱水匯集管II (42)連接。
【文檔編號】F24J2/05GK203797975SQ201420216039
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】華維三, 章學來, 羅孝學, 趙群志, 梁笑陽, 甘偉, 黃亮, 丁磊, 黃艷, 王惠惠, 劉田田, 陳若峰, 徐蔚雯 申請人:上海海事大學