一种相变储热式太阳能热水器结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种相变储热式太阳能热水器结构，包括进水管、出水管和若干个真空管，若干个真空管内均设有中空管，中空管的进水端和出水端分别与进水管和出水管连通，所述若干个真空管内分别还设有相变储热介质，且每一个真空管的底部均固定连接有端盖；还包括排气管，若干个真空管的上部分别通过连接管与排气管相连通，且连接管内设有滤网，所述排气管上装有排气阀；还包括过热保护装置，过热保护装置包括储热管、连接管和安全阀，储热管的两端均通过连接管与出水管连通，且连接管上均装有安全阀，储热管上设有冷凝器；所述中空管的内周壁处具有一条以上的螺旋形的凹槽。本实用新型不仅体积小，能够二次换热，且换热效率和安全性高。
【专利说明】一种相变储热式太阳能热水器结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种相变储热式太阳能热水器结构，属于太阳能装置【技术领域】。【背景技术】
[0002]现有的太阳能热水器包括相配装的储热水箱和真空管，且储热水箱和真空管装在支架上。当太阳能热水器工作时，真空管吸收太阳光能的热量，并以热对流形式将加热后的水流入储热水箱内后再使用，而该种结构的太阳能热水器占用空间大、不便安装，且只能单一的由真空管对水箱内的冷水进行加热，换热效率低，也不适用于寒冷地区，因为在寒冷地区太阳能热水器的易出现冰冻，严重时会影响太阳能热水器不能正常工作，而且水流在中空管内流动，在中空管的内壁会产生气泡，当气泡较多时，最后形成一层气膜，该气膜密度小、传热差，影响了中空管内水的温度，降低了传热效率，如何阻止金属管内的气膜生成，对中空管的传热效果至关重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:提供一种不仅体积小，能够二次换热，且换热效率和安全性高的相变储热式太阳能热水器结构，以克服现有技术的不足。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是:一种相变储热式太阳能热水器结构，包括进水管、出水管和若干个真空管，若干个真空管内均设有中空管，中空管的进水端和出水端均伸出真空管外，并分别与进水管和出水管连通，且进水管低于出水管，
[0005]a、所述若干个真空管内分别还设有相变储热介质，且每一个真空管的底部均固定连接有端盖；
[0006]b、还包括排气管，若干个真空管的上部分别通过连接管与排气管相连通，且连接管内设有滤网，所述排气管上装有排气阀；
[0007]C、还包括过热保护装置，过热保护装置包括储热管、连接管和安全阀，储热管的两端均通过连接管与出水管连通，且连接管上均装有安全阀，储热管上设有冷凝器；
[0008]d、所述中空管的内周壁处具有一条以上的螺旋形的凹槽；
[0009]e、所述相变储热介质为相变蓄热石蜡；
[0010]f、所述进水管、出水管和中空管均为铜管，真空管为不锈钢管。
[0011]所述中空管的直径为8±0.8mm,进水管和出水管的直径均为16±0.8mm。
[0012]所述中空管为U型管。
[0013]所述储热管的冷凝器包覆在储热管外周。
[0014]本实用新型所具有的积极效果是:由于若干个真空管内分别还设有相变储热介质，当有太阳光时，真空管吸收太阳光能的热量，直接对中空管内的冷水进行加热，而相变储热介质能够吸收太阳能并存储热量；当没有太阳光时，相变储热介质能够释放热量，对中空管内的冷水实施二次加热，实现了对中空管内的冷水二次热交换；又由于本实用新型为平板式结构，并不包括占用大空间的储热水箱，因此，不仅占用空间小，提高了换热效率，由于每一个真空管的底部均固定连接有端盖，因此，便于注入相变储热介质；相变储热介质为相变蓄热石蜡，可提高中空管内腔水的温度；进水管、出水管和中空管采用铜管是因为铜管的导热性能强，真空管采用不锈钢管是因为不锈钢管防腐性能优越，能提高真空管的使用寿命。
[0015]由于还包括排气管，若干个真空管的上部分别通过连接管与排气管相连通，且连接管的下部设有滤网，所述排气管的排气口装有排气阀，由于相变储热介质在吸收太阳能并存储热量时，体积会变大，会造成真空管内的压力也变大，若真空管内的压力过大时，可打开排气阀进行减压，以确保本实用新型的安全性。
[0016]由于还包括过热保护装置，过热保护装置包括储热管、连接管和安全阀，储热管的两端均通过连接管与出水管连通，且连接管上均装有安全阀，由于相变储热介质在释放热量时，热量如果过大，会造成出水管内的热水过热，连接管上的安全阀就会开启，热水就会流入储热管内，储热管上的冷凝器就会对热水的温度进行降温，这样就无需使用者控制水温，就能通过过热保护装置自身调节，提高了安全性能。
[0017]由于所述中空管的内周壁处具有螺旋形的凹槽，水流在中空管凹槽的阻碍下，会改变流向前行，将水流在太阳加热过程中产生的气泡带走，起到阻止气膜生成的作用，让中心水流填充到壁贴处加强吸热，使得单位时间内吸热达到最大值，提高了换热效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0019]图2是图1的A部放大示意图；
[0020]图3是图1中中空管的局部放大剖视图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图以及给出的实施例，对本实用新型作进一步的说明，但并不局限于此。
[0022]如图1、2、3所示，一种相变储热式太阳能热水器结构，包括进水管1、出水管2和若干个真空管3，若干个真空管3内均设有中空管4，中空管4为U型管，中空管4的进水端4-1和出水端4-2均伸出真空管3外，并分别与进水管I和出水管2连通，且进水管I低于出水管2，所述若干个真空管3内分别还设有相变储热介质5，且每一个真空管3的底部均固定连接有端盖6 ;还包括排气管7，若干个真空管3的上部分别通过连接管9与排气管7相连通，且连接管9内设有滤网10，所述排气管7上装有排气阀8 ；还包括过热保护装置11，过热保护装置11包括储热管11-1、连接管11-2和安全阀11-3，储热管11_1的两端均通过连接管11-2与出水管2连通，且连接管11-2上均装有安全阀11-3，储热管11_1上设有冷凝器11-4 ;所述中空管4的内周壁处具有一条以上的螺旋形的凹槽4-3。
[0023]如图1所示，所述相变储热介质5为相变蓄热石蜡，可提高中空管4内腔水的温度。但是不局限于相变蓄热石蜡，也可以为相变蓄热球等其他蓄热材料。
[0024]如图1所示，所述进水管1、出水管2和中空管4均为铜管，真空管3为不锈钢管，进水管1、出水管2和中空管4采用铜管是因为铜管的导热性能强，真空管3采用不锈钢管是因为不锈钢管防腐性能优越，能提高真空管3的使用寿命。[0025]如图1所示,所述中空管4的直径为8mm,进水管I和出水管2的直径均为16mm,这样能尽量减小本实用新型的使用面积，而且能满足大部分用户需要。
[0026]如图1所示，由于所述中空管4为U型管，因此，在中空管4中的被加热冷水流动一个来回，加长了换热时间，使得换热更加充分可以获得较好的换热效果。当然，并不局限于此，中空管4也可以为螺纹管等。
[0027]本实用新型使用的简要描述是:使用前，真空管3的底部注入相变储热介质5，并经端盖6与真空管3的底部焊接。使用时，所述进水管I内的冷水流入中空管4中进行换热，当有太阳光时，真空管3吸收太阳光能的热量，直接对中空管4内的冷水进行加热，而相变储热介质5能够吸收太阳能并存储热量；其相变点为56°C，即温度达到56°C后，相变储热介质5开始其固体至液体的相变转换过程，即积蓄热量，开始融化，并使其自身温度保持在56°C，当外界用水经中空管4时，水即被加热，而且它能连续吸收和储存太阳热量，当没有太阳光时，相变储热介质5能够释放热量，对中空管4内的冷水实施二次加热，实现了对中空管内的冷水二次热交换，提高了换热效率；加热后的水通过中空管4再流入出水管2，由于本实用新型为平板式结构，并不包括占用大空间的储热水箱，因此，占用空间小，由于相变储热介质5在释放热量时，热量如果过大，会造成出水管2内的热水过热，连接管11-2上的安全阀11-3就会开启，热水就会流入储热管11-1内，储热管11-1上的冷凝器11-4就会对热水的温度进行降温，这样就无需使用者控制水温，就能通过过热保护装置11自己调节，防止热水温度过热而带来的安全隐患，提高了安全性能，连接管11-2通过三通管与出水管2连通，冷凝器11-4包覆在储热管11-1的外周，提高降温效率，而安全阀11-3则采用T/P温度压力安全阀。
[0028]由于所述中空管4的内周壁处具有螺旋形的凹槽4-3，水流在中空管4的凹槽4-3的阻碍下，会改变流向前行，将水流在太阳加热过程中产生的气泡带走，起到阻止气膜生成的作用，让中心水流填充到壁贴处加强吸热，使得单位时间内吸热达到最大值，提高了换热效率。
[0029]由于相变储热介质5在吸收太阳能并存储热量时，体积会变大，会造成真空管3内的压力也变大，若真空管3内的压力过大时，可打开排气阀8进行减压，以确保本实用新型的安全性，使得安全性高，而连接管9的下部设有滤网10，可有效防止相变储热介质5流入排气管7内。
【权利要求】
1.一种相变储热式太阳能热水器结构，包括进水管(I)、出水管(2)和若干个真空管(3),若干个真空管(3)内均设有中空管(4)，中空管(4)的进水端(4-1)和出水端(4-2)均伸出真空管(3)外，并分别与进水管(I)和出水管(2)连通，且进水管(I)低于出水管(2)，其特征在于: a、所述若干个真空管(3)内分别还设有相变储热介质(5 )，且每一个真空管(3 )的底部均固定连接有端盖(6)； b、还包括排气管(7)，若干个真空管(3 )的上部分别通过连接管(9 )与排气管(7 )相连通，且连接管(9)内设有滤网(10)，所述排气管(7)上装有排气阀(8)； C、还包括过热保护装置(11)，过热保护装置(11)包括储热管(11-1)、连接管(11-2)和安全阀(11-3)，储热管(11-1)的两端均通过连接管(11-2)与出水管(2)连通，且连接管(11-2)上均装有安全阀(11-3)，储热管(11-1)上设有冷凝器(11-4)； d、所述中空管(4)的内周壁处具有一条以上的螺旋形的凹槽(4-3)； e、所述相变储热介质(5)为相变蓄热石蜡； f、所述进水管(I)、出水管(2)和中空管(4)均为铜管，真空管(3)为不锈钢管。
2.根据权利要求1所述的相变储热式太阳能热水器结构，其特征在于:所述中空管(4)的直径为8 ± 0.8mm，进水管(I)和出水管(2)的直径均为16 ± 0.8mm。
3.根据权利要求1所述的相变储热式太阳能热水器结构，其特征在于:所述中空管(4)为U型管。
4.根据权利要求1所述的相变储热式太阳能热水器结构，其特征在于:所述储热管(11-1)的冷凝器(11-4)包覆在储热管(11-1)外周。
【文档编号】F24J2/05GK203719163SQ201320800397
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】张同伟, 吴江洪 申请人:江苏贝德莱特太阳能科技有限公司