一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块制造技术

一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，包括用于太阳能热水循环的第一腔体和用于填充相变材料的第二腔体，所述的第一腔体与所述的第二腔体彼此不连通，且所述第一腔体围在所述第二腔体的连通管两侧并与之固接，正好与第二腔体围成一个长方体结构；所述的第二腔体设有相变液入口和相变液出口，所述的相变液入口和所述的相变液出口配有相应的密封件，且所述的第二腔体内部装有蛇形水管。本实用新型专利技术的有益效果是：可实现太阳能热水系统的分体式安装；单位体积蓄热介质的蓄热能力强；墙体嵌入式设计可减少对室内房屋面积占用和墙体材料的消耗；热损失供应室内。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，属于天然能源利用

技术介绍
目前用于提供民用热水或采暖的太阳能集热器主要为真空管式集热器和平板集热器两类。真空管式集热器集热效率相对较高，集热温度相对较高，热损失相对较少，目前国内外应用极为广泛。太阳能集热一般不能随集随用，通常需要蓄热装置。目前太阳能蓄热装置一般采用太阳能蓄热水箱。由于水箱贮热主要是依靠水的显热蓄热，其单位蓄热量小，因而导致太阳能热水系统中的蓄热水箱体积较大。同时，由于太阳能热水与外界气温温差较大，相同保温条件下，其温差越大，热量散失越大。利用相变材料进行蓄热，蓄热密度相对较高，蓄放热过程中蓄热材料温度保持不变，利用高潜热相变材料进行太阳能集热蓄热，可大大减小太阳能蓄热箱的体积，提高供热的稳定性。专利申请200920069574.9公开了“一种太阳能相变蓄热热水器”，其技术思路是将相变材料通过套管的方式置入真空管内，以实现太阳能热水器的无水箱化，其蓄热材料与换热介质通过一层金属管壁相隔，换热通过金属管壁进行；专利申请201310178000.6公开了一种蓄热管与换热管完全分离“蓄能型太阳能集热器”，蓄热管独立生产，装配简单，更换时不影响水系统。然而，上述相变蓄热热水器或蓄能型太阳能集热器的相变蓄能模块与太阳能集热管集成在一起，虽然经过良好的保温处理，但其热量损失仍不可避免，在冬季外界温度较低情况下，热量损失尤其严重，这部分损失的热量未能得到充分利用。
技术实现思路
为了解决目前的太阳能相变蓄热热水器热量损失严重、热稳定性欠缺的问题，本技术提出了一种可实现太阳能集热系统与蓄热系统的分体式安装，其应用有助于减少热损失，实现太阳能的高效利用、并且不占空间的墙体嵌入式相变蓄能模块。本技术所述的太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其特征在于：包括用于太阳能热水循环的第一腔体和用于填充相变材料的第二腔体，所述第一腔体围在所述第二腔体外围并与之固接，且所述的第一腔体与所述的第二腔体彼此不连通，且所述第一腔体围在所述第二腔体的连通管两侧并与之固接，正好与第二腔体围成一个长方体结构；所述的第二腔体设有相变液入口和相变液出口，所述的相变液入口和所述的相变液出口配有相应的密封件；所述的第二腔体内部装有蛇形水管，所述蛇形水管的作为进液口的第一端与外界冷水连通，作为出液口的第二端与外部用水设备连通；所述腔体设有总热水出口和总冷水进口，所述总冷水进口通过三通阀分别与外界冷水管、冷热水循环管路的热水出口连通，所述的总热水出口与冷热水循环管路的冷水进口管路连通。所述的第二腔体包括上腔、下腔以及至少一根连通管，所述的连通管沿腔体长边方向的中轴线均匀排列；所述的上腔与所述的下腔水平布置；所述的连通管垂直布置，并每根连通管两端分别与上腔、下腔连通。所述的蛇形水管分为多个直管段以及多个弯管段，所述的直管段通过弯管段首尾顺次相连，蛇形水管顺次贯穿连通管，并从最外侧的连通管上端穿出固定在腔体上，保证每根连通管内至少有一个蛇形管的直管段。所述相变材料为相变温度为48～80℃的有机相变材料。所述的上腔与所述的下腔对称，并且所述的上腔以及所述的下腔纵剖面均为六边形结构，由宽70～100mm、高30～40mm矩形与上底30～50mm、下底70～100mm、高20～30mm梯形组合而成，所述的上腔以及所述的下腔的长度为490～1120mm；所述连通管的个数为8～12根，并且所述的连通管内径为50～80mm、壁厚为1.8～2.5mm、高度为540～1060mm；所述的蛇形进水管内径为8～12mm、壁厚为0.5～1mm、长度为18～40m。根据本技术所述的一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其制备方法包括以下步骤：1)将相变材料加热到相变温度以上至使其液化，获得相变液；2)将相变蓄能模块的腔体的相变液出口密封，然后将相变液经腔体剩余的相变液入口灌注于腔体中，灌注至相变液液面距离灌注口20～50mm为止；3)静置冷却，待腔体内的相变液冷却固化后，再将密封件装在相变液入口处进行密封；根据本技术所述的一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其施工方法包括以下步骤：(1)将墙体嵌入式太阳能相变蓄能模块安装进入外墙的预留位置，安装后在模块周围均设置保温紧密贴合的保温材料，防止热量散失。(2)将蓄能模块腔体总冷水进口的三通阀通向腔体与冷水管路的阀门连通，打开冷水管路阀门，将蓄能模块腔体充满冷水；(3)将蓄能模块腔体总冷水进口的三通阀门通向太阳能集热器与冷水管路的阀门连通，打开冷水管路阀门，将太阳能集热器充满冷水；(4)将蓄能模块腔体总冷水进口的三通阀门通向太阳能集热器和蓄能模块腔体，使太阳能集热器的冷热水循环管路与腔体连通；(5)将外界冷水管与蛇形管冷水进口连通，将蛇形管的出液口与后续的用水设备管道连通。本技术的工作原理是：太阳能集热器产生的太阳能热水经循环泵输送进入太阳能热水相变蓄能模块的腔体，腔体中太阳能热水的热能通过腔体与腔体之间的金属连通管壁传递给相变材料，使相变材料温度升高。温度达到相变温度后，相变材料发生相变，储存热能。太阳能热水温度进一步升高时，相变材料温度也进一步升高，进一步储存显热。释放热能时，冷水由进水口引入蛇形管道，与腔体中的液态相变材料通过金属蛇形管管壁换热，冷水吸热后变成热水，热水供后续的用水系统使用。腔体中相变材料因换热导致温度下降，使相变材料温度低于腔体中的太阳能热水温度，腔体中的太阳能热水通过腔体与腔体之间的金属连通管管壁传递给相变材料，导致腔体中的太阳能热水和腔体中的相变材料温度均有所下降。当相变材料温度下降至相变温度时，相变材料将储存的热能释放出来，释放的热能经金属蛇形管管壁换热，冷水吸热后变成热水，热水供后续的用水系统使用。当相变材料相变过程全部完成后，尚处于较高温度的相变材料中的显热继续通过蛇形管管壁传递给冷水，冷水吸热后变成热水，热水供后续的用水系统使用。本技术的有益效果是：1、可实现太阳能集热系统与蓄热系统的分体式安装；2、采用相变蓄能模块中灌注的相变材料蓄积太阳能热水中的热量，其单位体积蓄热介质的蓄热能力强；3、采用墙体嵌入式构造，可减少对室内房屋面积的占用，并减少墙体材料的消耗。4、嵌入墙体的相变蓄能模块散失的热量直接进入室内，有助于冬季室内温度的升高，减少热量损失与浪费。附图说明图1是本技术的结构图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图1的B-B剖视图。图4是图1的C-C剖视图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术参照附图：实施例1本技术所述的一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，包括包括用于太阳能热水循环的第一腔体1和用于填充相变材料的第二腔体2，所述第一腔体1围在所述第二腔体2外围并与之固接，且所述的第一腔体1与所述的第二腔体2彼此不连通，且所述第一腔体1围在所述第二腔体的连通管两侧并与之固接，正好与第二腔体2围成一个长方体结构；所述的第二腔体管壁上设有相变液入口21和相变液出口22，所述的相变液入口21和所述的相变液出口22配有相应的密封件；所述的第二腔体内部装有蛇形水管3，所述蛇形水管的作为进液口的第一端与外界冷水连通，作为出液口的第二端与外部用水设备连通；所述腔体设有总热水出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其特征在于:包括用于太阳能热水循环的第一腔体和用于填充相变材料的第二腔体，所述的第一腔体与所述的第二腔体彼此不连通，且所述第一腔体围在所述第二腔体的连通管两侧并与之固接，正好与第二腔体围成一个长方体结构；所述的第二腔体设有相变液入口和相变液出口，所述的相变液入口和所述的相变液出口配有相应的密封件，且所述的第二腔体内部装有蛇形水管，所述蛇形水管的作为进液口的第一端与外界冷水连通，作为出液口的第二端与外部用水设备连通；所述第一腔体设有总热水出口和总冷水进口，所述总冷水进口通过三通阀分别与外界冷水管、冷热水循环管路的热水出口连通，所述的总热水出口与冷热水循环管路的冷水进口管路连通。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其特征在于:包括用于太阳能热水循环的第一腔体和用于填充相变材料的第二腔体，所述的第一腔体与所述的第二腔体彼此不连通，且所述第一腔体围在所述第二腔体的连通管两侧并与之固接，正好与第二腔体围成一个长方体结构；所述的第二腔体设有相变液入口和相变液出口，所述的相变液入口和所述的相变液出口配有相应的密封件，且所述的第二腔体内部装有蛇形水管，所述蛇形水管的作为进液口的第一端与外界冷水连通，作为出液口的第二端与外部用水设备连通；所述第一腔体设有总热水出口和总冷水进口，所述总冷水进口通过三通阀分别与外界冷水管、冷热水循环管路的热水出口连通，所述的总热水出口与冷热水循环管路的冷水进口管路连通。2.如权利要求1所述的一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其特征在于所述的第二腔体包括上腔、下腔以及至少一根连通管，所述的上腔与下腔水平布置；所述的连通管沿腔体长边方向的中轴线垂直布置，均匀排列，且每根连通管两端分别与上腔、下腔连通。3.如权利要求1所述的一种太阳能热水用墙体嵌入式相变蓄能模块，其特征在于：所述蛇形水管分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德玉，潘罗晟，余亚超，张梦娇，杨杨，倪彤元，张忠伟，朱英英，
申请(专利权)人：浙江工业大学，宝业集团浙江建设产业研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33