追踪蓄热无水箱式太阳能热水器的制造方法
【专利摘要】追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，包括联箱和真空集热管，还包括能汇聚太阳光线并将光线投射到真空集热管的聚光槽、与真空集热管进行热交换并能储存热量的蓄热棒以及对太阳位置进行跟踪的太阳追踪器；聚光槽固定地设置在联箱上，真空集热管容置于聚光槽内，真空集热管的端部插入于联箱；该太阳能热水器还包括基座，联箱可转动地连接于基座，蓄热棒设置在基座内；基座上设有能驱动联箱转动的马达，太阳追踪器与马达通信相连；蓄热棒具有供真空集热管内的液体介质通过的介质通道以及与液体介质进行热交换的蓄热材料，蓄热棒内设有供水流通过的冷热水进出水管，冷热水进出水管的进水端与冷水进水管相连，冷热水进出水管的出水端与热水出水管相连。
【专利说明】
追踪蓄热无水箱式太阳能热水器
技术领域
[0001]本实用新型属于热水器技术领域，涉及一种太阳能热水器，特别是一种追踪蓄热无水箱式太阳能热水器。
【背景技术】
[0002]目前市场上用的太阳能热水器大多由太阳能集热器、保温水箱和连接管道构成。太阳能集热器是利用太阳的辐射收集热量，保温水箱是储存热水的容器，通过管道将保温水箱内的冷水送入集热器，集热器内产生的热水再由管道送入保温水箱，保温水箱与连接管道形成一个闭合的环路。保温水箱存储热水容量是根据水箱的体积大小和集热器的多少来决定的，所需存储的热水越多，水箱体积将会越大安装越是不方便。
[0003]太阳能热水器的保温水箱和集热器通过管道连接成一个闭合的环路，所以存在有新水与陈水混合的状态，新水与陈水长期在高温下混合会使亚硝酸盐的含量增多，而亚硝酸盐是致癌物;太阳能的保温水箱长期暴露在室外，排气管与外界长期相通易被灰尘污染，水箱的内胆以及输水管长期在热水的浸渍下也易出现有害物质污染水质，所以水质不安全易对人体造成伤害，且出水时冷水会与热水混合，导致水温不稳定。
[0004]中国专利文件CN201420166474.9公开了一种阳台一体化嵌入式聚光相变蓄热无水箱太阳能热水装置，其中真空集热管内部填装相变材料和换热水管，真空集热管吸收大量的热，同时把热量传递到相变材料，相变材料发生相变，热能储存于相变材料中。相变材料设置在真空集热管内部，相变材料在相变蓄热后体积会膨胀，容易造成真空集热管的破裂，即真空集热管的使用寿命比较低，使得该热水器的维护成本比较高。其次，该热水器所使用的聚光器无法达到有效的聚光效果，因此真空集热管的集热效率比较低。
[0005]此外，真空集热管的加热时间只能在有太阳照射的时刻，而在一天中，太阳的位置是变动的，由于该热水器的真空集热管的位置是固定不变的，因此所能够受到的太阳照射程度是变化的，即该太阳能热水器集热时长和集热角度都受到太阳位置变动的限制，造成集热不稳定，集热效果差等问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种集热效果好、使用寿命高的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器。
[0007]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:
[0008]追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，包括联箱和吸收太阳能并产生热量的真空集热管，还包括能汇聚太阳光线并将光线投射到真空集热管的聚光槽、与真空集热管进行热交换并能储存热量的蓄热棒以及对太阳位置进行跟踪的太阳追踪器;聚光槽固定地设置在联箱上，真空集热管容置于聚光槽内，真空集热管的端部插入于联箱;该太阳能热水器还包括基座，联箱可转动地连接于基座，蓄热棒设置在基座内；基座上设有能驱动联箱转动的马达，太阳追踪器与马达通信相连;蓄热棒具有供真空集热管内的液体介质通过的介质通道以及与液体介质进行热交换的蓄热材料，蓄热棒内设有供水流通过的冷热水进出水管，冷热水进出水管的进水端与冷水进水管相连，冷热水进出水管的出水端与热水出水管相连。
[0009]其工作原理为:该太阳能热水器利用太阳追踪器跟踪太阳位置，通过马达驱动聚光槽转动，以将聚光槽调节至能接收太阳照射的最佳角度，聚光槽汇聚光线并将光线投射到真空集热管上，真空集热管集热，通过液体介质跟蓄热棒进行热交换，将热量储存在蓄热棒内。冷水进水管与自来水供水管相连，热水出水管与用户端相连，当用户使用热水时，打开开关，利用自来水管本身压力，推动水的流动，冷水与蓄热棒进行热交换，通过混水阀将水温控制在45-50°C，保证提供恒温热水。
[0010]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，基座上延伸出一安装杆，太阳追踪器被固定在安装杆的端部;冷水进水管和热水出水管设置在联箱内。
[0011]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，蓄热棒包括外管，蓄热材料填装在外管内。
[0012]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，蓄热棒还包括铝翅片，冷热水进出水管通过铝翅片固定。
[0013]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，蓄热棒竖直地设置在基座内，冷热水进出水管为U形管。
[0014]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，聚光槽的内表面为弧面。
[0015]在上述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器中，蓄热材料是一种相变材料。
[0016]与现有技术相比，本技术方案具有的优势是:
[0017]1、集热稳定且集热效率高，真空集热管的集热时间长，不再受限于太阳的位置变化，集热角度不受限，始终能够处于最佳的太阳照射位置；
[0018]2、蓄热材料不再填充于真空集热管内，不仅简化了真空集热管的构造结构，且可避免蓄热材料膨胀而造成真空集热管爆裂的情况发生，提高了真空集热管的使用寿命；
[0019]3、真空集热管容置在聚光槽内，聚光槽能够汇聚光线并投射到真空集热管上，使得真空集热管能够实现全方位照射，提高了其集热效果；
[0020]4、无水箱设置，热水即开即用，不会产生陈水，出水质量好，且热水器结构便于安装。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器的结构示意图。
[0022]图中，1、联箱；2、真空集热管；3、聚光槽;4、蓄热棒;5、太阳追踪器;6、基座；7、马达;8、安装杆。
【具体实施方式】
[0023]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0024]如图1所示，本实用新型提供了一种追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，包括联箱I和吸收太阳能并产生热量的真空集热管2，还包括能汇聚太阳光线并将光线投射到真空集热管2的聚光槽3、与真空集热管2进行热交换并能储存热量的蓄热棒4以及对太阳位置进行跟踪的太阳追踪器5;聚光槽3固定地设置在联箱I上，真空集热管2容置于聚光槽3内，真空集热管2的端部插入于联箱I;该太阳能热水器还包括基座6，联箱I可转动地连接于基座6，蓄热棒4设置在基座6内；基座6上设有能驱动联箱I转动的马达7，太阳追踪器5与马达7通信相连;蓄热棒4具有供真空集热管2内的液体介质通过的介质通道以及与液体介质进行热交换的蓄热材料，蓄热棒4内设有供水流通过的冷热水进出水管，冷热水进出水管的进水端与冷水进水管相连，冷热水进出水管的出水端与热水出水管相连。
[0025]该太阳能热水器的工作原理是:
[0026]追踪过程:太阳追踪器5利用光电原理，将光子信息转换为电信息输出，中央处理器对信号处理后确定太阳位置，并发出马达7驱动指令，马达7驱动与聚光槽3相连的联箱I转动，使聚光槽3能够转向至能接收太阳照射的角度，聚光槽3汇聚光线并将光线投射到真空集热管2上，且真空集热管2也能够直接受到太阳照射；
[0027]集热过程:太阳光照射在真空集热管2上，被真空集热管2的内管涂层吸收并产生热量，真空集热管2内的液体介质被加热，真空集热管2内加热后的液体介质流入蓄热棒4内，与蓄热棒4发生热交换，蓄热棒4内的蓄热材料吸收并储存热量；
[0028]使用过程:太阳能热水器的冷水进水管与自来水供水管相连，太阳能热水器的热水出水管与用户端相连，打开用户端开关时，利用自来水管本身压力，推动水的流动，由冷水进水管进入的冷水通过蓄热棒4，和蓄热材料发生热交换，蓄热材料将热量传递给冷水，冷水被加热成热水，热水从热水出水管流出并通向用户端，用户端设有混水阀，通过混水阀将水温控制在45-50°C，从而能够提供恒温热水。
[0029]具体地，基座6上延伸出一安装杆8，太阳追踪器5被固定在安装杆8的端部，太阳追踪器5所处位置不会受到聚光槽3的遮挡，能够实现全方位的追踪。
[0030]冷水进水管和热水出水管设置在联箱I内，该太阳能热水器结构紧凑，不需占用太大的安装面积，便于安装。
[0031]聚光槽3的内表面为弧面，真空集热管2实现全方位的受热，提高了其集热效果。
[0032]基于蓄热棒4的蓄热原理，蓄热棒4可实施为多种具体结构，可选择地:蓄热棒4包括外管，蓄热材料填装在外管内。蓄热棒4还包括铝翅片，冷热水进出水管通过铝翅片固定，铝翅片能提高蓄热材料对冷热水进出水管的热传导效率。
[0033]蓄热材料将储存的热量传导至冷热水进出水管，在使用时，由冷热水进出水管的进水端进入冷水，造成冷热水进出水管的温度降低，蓄热材料内储存的热量将会继续传导给冷热水进出水管，将冷热水进出水管的温度变得和蓄热材料温度相近，从而使冷热水进出水管内冷水变热，冷水在冷热水进出水管内流动加热，当水流到冷热水进出水管的出水端时完成冷水加热过程。
[0034]蓄热棒4竖直地设置在基座6内，冷热水进出水管为U形管。
[0035]蓄热材料是一种相变材料，通过物理状态变化实现吸热和放热。值得一提的是，蓄热材料设置在蓄热棒4内，和真空集热管2分离设置，避免以往蓄热材料膨胀对真空集热管2造成的损害，提高了真空集热管2的使用寿命，且真空集热管2与蓄热棒4通过液体介质进行热交换，真空集热管2内不再设置其他构件，从而容纳更多的液体介质，能够保证与蓄热棒4热交换的效率，且能够避免真空集热管2受热太大而发生破裂的情况发生。
[0036]该太阳能热水器具有追日功能，解决了太阳位置的变化所造成的集热时间以及集热角度受限的问题，使得真空集热管2时刻能够处于最佳的太阳照射位置，且在聚光槽3的光线投射下，真空集热管2能够实现全方位的集热面积，集热稳定且集热效果高于现有的太阳能热水器。
[0037]集热效果的提高保证了蓄热棒4具有稳定的蓄热效果，实现冷水的快速加热，使用户端用水时即开即热，减少冷水的浪费，且无水箱的设计解决了陈水问题，出水质量好。
[0038]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0039]尽管本文较多地使用了联箱I;真空集热管2;聚光槽3;蓄热棒4;太阳追踪器5;基座6;马达7;安装杆8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【主权项】
1.追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，包括联箱和吸收太阳能并产生热量的真空集热管，其特征在于，还包括能汇聚太阳光线并将光线投射到真空集热管的聚光槽、与真空集热管进行热交换并能储存热量的蓄热棒以及对太阳位置进行跟踪的太阳追踪器;聚光槽固定地设置在联箱上，真空集热管容置于聚光槽内，真空集热管的端部插入于联箱;该太阳能热水器还包括基座，联箱可转动地连接于基座，蓄热棒设置在基座内；基座上设有能驱动联箱转动的马达，太阳追踪器与马达通信相连;蓄热棒具有供真空集热管内的液体介质通过的介质通道以及与液体介质进行热交换的蓄热材料;蓄热棒内设有供水流通过的冷热水进出水管，冷热水进出水管的进水端与冷水进水管相连，冷热水进出水管的出水端与热水出水管相连。2.根据权利要求1所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，基座上延伸出一安装杆，太阳追踪器被固定在安装杆的端部;冷水进水管和热水出水管设置在联箱内。3.根据权利要求1所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，蓄热棒包括外管，蓄热材料填装在外管内。4.根据权利要求1或3所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，蓄热棒还包括铝翅片，冷热水进出水管通过铝翅片固定。5.根据权利要求4所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，蓄热棒竖直地设置在基座内，冷热水进出水管为U形管。6.根据权利要求1所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，聚光槽的内表面为弧面。7.根据权利要求1所述的追踪蓄热无水箱式太阳能热水器，其特征在于，蓄热材料是一种相变材料。
【文档编号】F24J2/38GK205678907SQ201620562141
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月12日 公开号201620562141.7, CN 201620562141, CN 205678907 U, CN 205678907U, CN-U-205678907, CN201620562141, CN201620562141.7, CN205678907 U, CN205678907U
【发明人】徐柏坚
【申请人】嘉兴恒日太阳能科技有限公司