[实用新型]一种太阳能蓄热水箱鼠笼式换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热领域，具体涉及一种太阳能蓄热水箱鼠笼式换热装置。

背景技术

目前，随着全球能源供应的日益紧张，太阳能已经成为研究开发最多、应用最为广泛的可再生能源，由此衍生的太阳能热水器技术也在飞速发展。在我国，太阳能热水器的热利用转换技术已有30多年的发展过程，但是太阳能热水器在使用方面仍然存在缺陷。例如，在太阳辐射能密度较低时，太阳能集热不能满足生活用水加热需求，因此，一般需要经过长时间的集热蓄能才能使水箱中的水温达到使用水平，或加装电加热和其他辅助加热装置提高水温。这样不仅不利于人们的正常使用，而且耗费了大量宝贵的一次能源。

目前，大部分太阳能水箱，对水的加热方法为，将加热装置置于水箱内部，采用这种方法，长时间使用后，其加热装置表面会结一层水垢，使加热效率降低，导致热量的大部分流失，而且传热阻力大，并需要水泵驱动内部介质流通，从而使生产成本大大增加。

近年来，为了保证水箱内水体卫生和优化水箱结构设计，国外专家学者提出了一种包裹在内胆四周的夹套管式水箱。当水箱工作时，循环水进入内胆与夹套管之间的间隙与生活用水进行间接换热，不直接通入生活用水中，从而保证水箱内水体的洁净卫生。但是该种水箱在结构设计方面也存在缺陷。当循环水进入夹套管时，由于循环水重力以及夹套管阻力问题，容易造成循环水只在内胆一侧进行换热或直接随循环水快速流动到出水口，使内胆两侧换热不均，间接换热不充分，浪费大量换热面积，大量热量流失。这样不仅浪费了蓄集的太阳能，而且加热效果并不明显，影响人们的正常使用。

所以，开发一种传热效率高、防水垢、防电化学腐蚀的太阳能水箱，成为较为迫切的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决太阳能水箱，加热时热利用效率底的问题，提供一种太阳能蓄热水箱鼠笼式换热装置，该装置具有传热效率高，传热阻力小，防水垢，防电化学腐蚀和实现介质自有循环的特点。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方法为：

一种太阳能蓄热水箱鼠笼式换热装置，其包括一水箱内胆，在该水箱内胆内注入待加热的储热介质；在所述水箱内胆的外表面上设置一换热装置，该换热装置由设置在水箱内胆顶部的一膨胀罐、一环绕在水箱内胆外壁的集流管、多条首尾分别连接膨胀罐和集流管的换热介质管以及将换热介质管紧密包覆的导热套管组成；且在膨胀罐及其连通的管道内充有循环导热介质；在所述水箱内胆及换热装置的外侧设有一保温层，所述的换热装置被包覆在该保温层内，减少热损失；在所述保温层外表面设有一水箱外壳，将所述的保温层包裹在外壳内；将与所述换热装置连通的太阳能集热器置于阳光下，集热器开始工作，所述的循环导热介质被加热后流入所述换热装置的换热介质管内，再经该换热介质管流入到膨胀罐，膨胀罐对流进的热介质进行分流，使热介质分流到其他换热介质管中，各换热介质管通过与水箱内胆的紧密接触进行热传递，内胆自外部向内传导热能，对水箱内的储热介质进行加热。

所述的换热装置，还包括一介质循环进入管和一介质循环流出管；其中所述介质循环进入管下端与所述太阳能集热器连通，其上端与所述膨胀罐相连通；所述的多条换热介质管，呈中心辐射状均匀分布，包绕在所述水箱内胆的外表面上，其中每一换热介质管的上端与所述膨胀罐的下端相连通，其下端与所述集流管相连通；所述的集流管呈环形环绕于所述水箱内胆的下端，其设有多个入口端分别与所述的换热介质管相连通，其出口端与所述的介质循环流出管连通，该介质循环流出管将冷却后的介质输送回所述的太阳能集热器内。

所述的导热套管，包覆在换热介质管的外表面，用来辅助换热介质管更好的导热；该导热套管的两侧焊接在所述的水箱内胆的外表面上。

所述的导热套管为一横截面呈U形的半开放式金属构件，其开口两侧分别设有一侧翼，该侧翼紧密焊接在所述的水箱内胆的外壁上。

所述的导热套管为一横截面呈Ω形的半开放式金属构件，其开口两侧分别设有一侧翼，该侧翼紧密焊接在所述的水箱内胆的外壁上。

所述的膨胀罐内预留有未充满介质的空间，供介质受热体积膨胀后流入该膨胀罐预留空间内进行缓冲和减压；在所述膨胀罐的上端还设有一介质注入口及密封盖。