[实用新型]一种带水路单向循环结构的相变储热太阳能热水器

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及太阳能热水器技术领域，具体地说是一种带水路单向循环结构的相变储热太阳能热水器。

[背景技术]

随着中国经济快速发展，人民生活水平不断提高，对能源的需求亦随之递增。目前能源消耗主要为煤、石油和天然气等化石燃料。由于我国石油储量有限，目前将近50％的原油依靠进口，煤依然是我国主要的燃料动力来源，燃煤引起的环境问题已成为我国可持续发展战略中必须认真对待的问题。太阳能是一种巨大的对环境无污染的能源，地球每秒获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤发出的能量。

我国是世界上太阳能最丰富的国家之一，我国太阳能辐照总量大于502万千焦平方米，年日照时数2200小时的地区约占我国国土面积2/3以上，特别是西部地区，年日照时间达3000小时以上。我国利用太阳能取得了举世瞩目的成绩，其中太阳能热水器行业发展尤为迅速，正成为一个新兴产业。

近几年来，太阳能热水器以每年递增20％至30％的速度增长。我国太阳能产业起步较晚，尚处于发展初期，与国外同行差距较大，目前太阳能的应用主要集中在低品质太阳能利用方面，国内使用的太阳能热水器主要有：闷晒式太阳热水器、平板太阳热水器、玻璃真空管太阳能热水器和热管玻璃真空管太阳能热水器等。近年来也有采用塑料-水管的低端太阳能集热器的。这些低端的、以真空玻璃板/管直接走水的太阳能热水器，其缺点是保温性能差，接口多易漏水，抵抗低温能力差，易碎易爆裂，体积大，重量重，热效率较低。

相变储能及技术能将能量以相变潜热的形式储藏于相变材料（Phase Change Materials，PCMs）中，实现能量在不同时空之间的转换。利用相变材料的相变潜热实现能量的储存和利用，有助于提高能源利用效率和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。与显热储能技术相比，相变储能技术具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有广阔的前景。

现有相变储热太阳能热水器防过热的措施一般是采用T/P阀定温排水或者遮阳帘的方式来防止过热；采用T/P阀定温防水需保证相变储热太阳能热水器与自来水畅通，在房屋尚未交付或长期无人居住时存在自来水不通造成过热的危险，且过热保护启动时需排放大量热水，造成浪费；采用自动遮阳帘的方式，系统复杂，投资大，故障率高，也消耗电能；且以上两种措施均具有无法保证相变储热太阳能热水器内部各处温度均匀的缺点。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种带水路单向循环结构的相变储热太阳能热水器，不仅在无水源和电源的情况下，能够实现自动循环，使得相变储热太阳能热水器内部温度不会过高，而且保证了热水器内部各处温度均匀，且有助于强化散热。

为实现上述目的设计一种带水路单向循环结构的相变储热太阳能热水器，包括一相变储热太阳能热水器、一内部携带有蒸发介质的过热保护装置以及一水路单向循环结构，所述过热保护装置安装在相变储热太阳能热水器上部，所述水路单向循环结构设置在相变储热太阳能热水器内部，所述过热保护装置包括将蒸发介质蒸发成为汽体的蒸发管和将汽体冷凝成为蒸发介质的冷凝管，所述蒸发管的出口端与冷凝管的进口端连通，所述冷凝管的出口端与蒸发管的进口端连通，所述蒸发管全部或部分埋设于相变储热太阳能热水器内，所述水路单向循环结构包括进入相变储热太阳能热水器的进水管、流出相变储热太阳能热水器的回水管、换热管和单向导通元件，所述进水管与回水管通过换热管相连，所述进水管与回水管上分别安装有单向导通元件，所述蒸发管与换热管传热接触，所述换热管与相变储热太阳能热水器内的相变储热材料进行热交换。

所述单向导通元件包括单向导通元件一和单向导通元件二，所述单向导通元件一安装在进水管上，所述单向导通元件二安装在回水管上，所述进水管的进水口连接单向导通元件一的出水口，所述回水管的出水口连接单向导通元件二的进水口。

所述单向导通元件一的进水口与单向导通元件二的出水口连通。

所述冷凝管的出口端通过管路连接蒸发管的进口端，或者所述冷凝管的进口端通过管路连接蒸发管的出口端，所述管路或者冷凝管上连通有空气罐。

所述单向导通元件一的进水口与单向导通元件二的出水口之间连通有补水管和空气罐二。

所述单向导通元件为单向阀或电动阀。

所述蒸发介质为沸点小于或等于150℃的材料。