一种太阳能相变蓄热耦合热水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能相变蓄热耦合热水系统，属于相变蓄热领域。该系统包括：太阳能集热器、管道、贮水箱、水泵、相变蓄热换热器以及室内用水单元，其中相变蓄热换热器包括相变蓄热换热器壳体、保温材料、内部的相变蓄热元件。将相变材料放在若干圆管中储备作为相变蓄热元件，所述太阳能集热器与贮水箱通过回路连接。所述相变蓄热元件之间由若干肋片连接，且在相变材料与管体之间也加装肋片，以强化贮水箱中流过的水与相变材料之间的换热过程。各个相变蓄热元件之间平行且等间距。上述相变蓄热元件外壳采用耐腐蚀金属或耐高温塑料制成，相变材料密封在该耐腐蚀金属外壳或耐高温塑料外壳内，相变材料的相变温度为60摄氏度。本实用新型专利技术结构合理、改装方便、对太阳能的利用效率显著提升的同时，减少了能源的浪费，能够稳定持续提供热量，满足人们全天的用水需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能相变蓄热耦合热水系统


[0001]本技术属于太阳能利用及相变蓄热领域。尤其涉及一种太阳能相变蓄热耦合热水系统。

技术介绍

[0002]现有的传统集热管式太阳能热水器的供热水温会受天气以及昼夜交替的影响。白天日照充分时，热水器里的水温很高，而阴雨天或者晚上无法加热，给住户带来用水烦恼的同时造成了热量的浪费。十三五以来，国家陆续出台节能减排政策，在21世纪，节能环保对于研究人员和政策制定者来说是一个越来越重要的研究方向，必须探索节能环保的方式或方法，以满足热能转换和储存的需求。蓄热技术作为一种可以加强热能回收及转化的重要方法，不仅能够有效的提高能源利用率，而且可以解决在能源供应与需求之间存在时间差以及不同地域限制的问题。此系统的亮点在于蓄热换热器能够在一定温度下进行热量的储存，蓄热换热器内各肋片的加装起到强化传热的作用，当水箱里的水低于一定温度时，蓄热换热器将放出热量供给低温水加热，以此平衡水温，满足用户需求。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种太阳能相变蓄热耦合热水系统，可以利用相变蓄热实现与太阳能的作用互补，提高对太阳能的利用效率，满足用户不同天气和时间对热水的需求。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：太阳能集热器、贮水箱、水泵，相变蓄热换热器以及室内用水单元，其中相变蓄热换热器包括相变蓄热元件，肋片，相变蓄热换热器进口、相变蓄热换热器出口，以及相变蓄热换热器壳体。相变材料放于若干圆管中储备作为相变蓄热元件，相变蓄热元件之间由若干肋片连接，且在相变材料与管体之间也加装肋片，以强化贮水箱中流过的水与相变材料之间的换热过程。
[0005]相变蓄热元件外壳采用腐蚀金属或耐高温塑料制成，相变材料密封在该棒状耐腐蚀金属外壳或耐高温塑料外壳内，相变材料的相变温度为60摄氏度。太阳能集热器与贮水箱之间采用回路连接，并通过相变蓄热换热器之后供给室内用水单元使用，贮水箱与相变蓄热换热器壳体外都设有保温材料。
[0006]本技术的优点有结构上设计合理，结构紧凑，改装方便。由于在相变蓄热元件之间由若干肋片连接，且在相变材料与管体之间也加装肋片，强化了贮水箱中流过的水与相变材料之间的换热过程。使其在相变材料的相变温度下，在室内用水单元使用热水的同时完成了热能的储存，而当贮水箱中的水低于相变温度时，相变蓄热换热器将放出热量供给低温水加热，以此平衡水温，全天候满足人们的用水需求，对于太阳能利用效能显著增强。
附图说明
[0007]图1为本技术的太阳能相变蓄热耦合热水系统示意图；
[0008]图2 为相变蓄热换热器的侧剖视图；
[0009]图3为相变蓄热换热器的正视图。
[0010]图中1
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相变材料,2
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相变蓄热元件，3
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相变蓄热换热器保温层，4
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肋片，5
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支撑架，6
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相变蓄热换热器出口，7
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相变蓄热换热器壳体，8
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相变蓄热换热器进口，9
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太阳能集热器，10
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贮水箱，11
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水箱保温层，12
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水泵，13
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相变蓄热换热器，14
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室内用水单元。
具体实施方式
[0011]为了更好地理解本技术，下面结合附图对本技术作进一步地描述。
[0012]图1示出了本技术的整体结构和布局，其中包括：太阳能集热器（9）、贮水箱（10）、水泵（12），相变蓄热换热器（13）以及室内用水单元（14），其中相变蓄热换热器如图2、3所示，包括相变蓄热元件（2），肋片（4），相变蓄热换热器进口（8），相变蓄热换热器出口（6）以及相变蓄热换热器壳体（7）。相变材料（1）放于若干圆管中储备作为相变蓄热元件（2），相变蓄热元件之间由若干肋片（4）连接，且在相变材料与相变蓄热元件外壳之间也加装肋片，以强化贮水箱中流过的水与相变材料之间的换热过程，相变蓄热元件（2）外壳采用腐蚀金属或耐高温塑料制成，相变材料封装在该耐腐蚀金属外壳或耐高温塑料外壳内，相变材料的相变温度为60摄氏度。太阳能集热器与贮水箱之间采用回路管连接，热水通过相变蓄热换热器（13）之后供给室内用水单元（14）使用。为了防止热量的损失，贮水箱（10）与相变蓄热换热器壳体（7）外均设有保温材料。
[0013]日照充分时段，太阳能集热器（9）逐渐加热贮水箱（10）中的水，当贮水箱中水温高于60摄氏度，室内用水单元（14）需求用水时，水泵（12）抽取贮水箱中的热水流过相变蓄热换热器（13）进入室内用水单元，相变蓄热换热器内的相变蓄热元件之间以肋片相连接，当热水流过相变蓄热换热器内部时，在肋片（4）强化传热的作用下热量会快速传递给相变材料，此时相变蓄热元件里的相变材料由固态转变为液态，同时储存热量；当日照不充足或无日照时，太阳能集热器（9）无法加热贮水箱中的水，当贮水箱中水温低于60摄氏度，若此时用户用水，水泵抽取贮水箱中的水流过相变蓄热换热器时，水温低于相变材料的相变温度，储存在相变材料内的热量将通过相变蓄热元件的内外肋片强化传热作用下传递给水，相变蓄热元件里的相变材料由液态逐步转变为固态，同时放出热量，给贮水箱中流过的水进行加热，从而维持了室内用水单元所需水温。相变蓄热换热器保温层（3）和水箱保温层（11）的加装利用，能够有效防止贮水箱与相变蓄热换热器的热量损失，有效节约能源，对太阳能达到了充分利用。
[0014]尽管本技术的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本技术的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本技术并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能相变蓄热耦合热水系统，其特征在于，包括：相变材料（1）,相变蓄热元件（2），相变蓄热换热器保温层（3），肋片（4），支撑架（5），相变蓄热换热器出口（6），相变蓄热换热器壳体（7），相变蓄热换热器进口（8），太阳能集热器（9），贮水箱（10），水箱保温层（11），水泵（12），相变蓄热换热器（13），室内用水单元（14）；其中相变蓄热换热器（13）包括相变蓄热换热器壳体（7）与相变蓄热元件（2）。2.根据权利要求1所述的一种太阳能相变蓄热耦合热水系统，其特征在于：相变蓄热换热器（13）内，相变材料（1）放于若干圆管中储备作为相变蓄热元件（2），所述相变蓄热元件之间由若干肋片（...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋静智，邵国伟，杨奇，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：新型
国别省市：