太阳能蓄热水器制造技术

太阳能蓄热水器是在热水中能蓄热的装置。它有一列能吸收太阳能的热水玻璃排管(图11中11)，与一个能蓄热的蓄热水箱(图11中1)。把经过太阳能热水玻璃排管加热的水，和装在蓄热管(图11中2)和蓄热盒(图11中5)中能吸热熔化凝结放热的十二水磷酸氢二钠化学物质(图11中3)，在热水箱中进行热交换。这种化合物质具有人们所需用水35℃‑100℃之间的熔化过程和发生相变吸热量大的两个特点。在水温降低时能充分放出热量，从而再次加热水，保持继续使用。在日照时间内可充分、持续、最大限度吸收太阳能，提高了太阳能蓄热水器的功能和效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能蓄热水器一、
：太阳能蓄热水器是把水在0℃-100℃液态下对太阳能热吸收、储蓄、减损的工艺装置，企图最大化最广泛地开发和利用太阳能，为人类的生产和生活服务。二、
技术介绍
：太阳热能自古至今，人人皆感之，个个皆受之。在太阳能转化为热能的方法和利用上，人们自始就自然的接受它，直接的利用它，例如：晾晒、烘干等。然而，人们主动开发，广泛利用太阳光转化热能，是在上世纪末，风靡全国的太阳能热水器。之前，也有过利用太阳能煮饭、烧水的报道。在晾晒、烘干、热水、煮饭等过程中，都是以吸收太阳光能的物质转化为热能，或再传递给第二种物质加以利用，还未有把热能进一步转化和储蓄的方法和方式。三、
技术实现思路
：太阳能热水器是把太阳光能转化为载热体为水的热能形式，热水的载热能力极其有限，每克每度仅1卡(比热1卡/克·度)，太阳能蓄热水器，是在此基础上，扩大和提升载热和蓄热能力的方法和装置。1、现有太阳能热水器状况。已实现的太阳能热水器，能很好的将水加热到90℃，甚至超过100℃。因为有昼夜之分和天气多变，它接收太阳能有季节和时差性，地域性，间断性，因而有多少之别，强度之差。这使得太阳能热水器所吸收的热能和温度不稳定、不持续，以致于不能充分利用和满足需要。例如：下雨两三天后，利用太阳能热水器热水洗澡，因各方面原因，水温已跌至36℃以下。面对这种状况，人们渴望得到进一步的改善和解决。2、增大吸热能量或增加蓄热能力的途径。要使太阳能热水器充分的、最大化的吸收太阳能，同时并能进行储蓄、保存和再利用，除外环境，只有两个条件可以满足。一是增加保温水箱的水容量，增容即增加了热能量；二是恒容增热，在热水箱容量不变的状态下，增加载热体的储热能力，既比热或潜热。采用第一种方法是有局限性的，在太阳能给热不定的状态下，因时间短或强度差，增加大水箱的水量，水温可能达不到人们所需的温度，达不到利用的目的。采用第二种，恒容增热的办法。增加热容，既增大吸热载体的比热或潜热。利用化合物熔融或熔化和凝固潜热的性质；既物质由固态变为液态而没有温度变化时所需的热量为熔融热；而物质由液态变为固态而没有温度变化时，所需的热量为凝固热。是实现对热能较好的有效储蓄方式。实现以水为载热体的储蓄和利用，必须选择符合，具有熔融吸热，凝固放热过程；具有熔点在35℃以上，最佳范围是35℃-100℃之间，而沸点大于100℃以上。3、优化选择蓄热载体在化合物中，有大量的水合物。例如，十水四硼酸钠(Na2B4O7·10H2O、60℃失8个H2O，75℃熔融，320℃失10个H2O)十二水合磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)密度1.52，熔点35.1℃失5H2O，沸点100℃失12H2O和其它一些化合物：例如亚磷酸(H2HPO3、熔点73.6℃、200℃分解)，乙酰胺(CH3CONH2、熔点82.3℃、沸点221.2℃)，(资料来源《中学生教师化学手册》1980年版，统一书号13051·1187)。这些化合物具有35℃以上，100℃以下的熔点，和100℃以上的沸点。在熔点上，具有达到或大于熔点时熔融的性质和低于熔点或等于熔点时凝结的性质；还具有熔融时吸收热量凝结释放热量的可逆过程。利用液固熔融和凝固的潜热，实现对热水箱的蓄热过程。当水箱水温升至熔点时，在该点吸收大量热量，使之熔融，在此熔化过程中储蓄了大量热量；待水温降至该熔点时，便释放大量热量，再度加热水温，蓄热得以利用。选择35℃以上，100℃以下熔点的蓄热载体，是根据热水箱的运行过程和人们生活需要所定；在35℃以下的水温不是人们普遍使用的水温，然而，达到或高于100℃的水，会进行蒸发，对水箱而言，又会出现新问题和困难，选择熔点大于35℃小于100℃是比较适合的。100℃以下的熔点化合物多为水合物，十二水磷酸氢二钠，水合分子多，分子量大，熔化热多，最大特点是熔融过程中，是从35.1℃开始至100℃之间的非定熔点熔化过程，在受热时，十二水磷酸氢二钠温度达到初始熔点35.1℃时，进行热熔化吸热既蓄热，并逐渐失去水合离子，以至继续吸热熔化达到100℃，失去全部十二个水合离子。与此相反当温度降低100℃以下时，该化合物凝结水离子放热，以至能够达到35.1℃，结合十二个水合离子。这一吸热熔化，凝结放热的可逆过程。具有和人们所需热水的温度相同和吻合，使水和蓄热体换热过程同步、同温、同时，直接简单。使制造这种装置和控制变得容易，操作方便。因此十二水磷酸氢二钠是这一过程最佳的蓄热载体。这种选定的蓄热载体待装入蓄热管中。太阳能蓄热水器，采用随温度变化，固液熔融凝结，互逆可变的吸热和放热过程实现太阳能100℃以下，水在液态范围内的蓄热利用。使太阳能的利用得到了进一步的扩展和提升，大幅度提高了太阳能的利用率，可大型或规模化进行工业生产和利用，同时，使人们的生活用水得以改善和更好受益。4、利用热交换蓄热，在箱内设计无数个蓄热管。将能够吸热熔融和凝结放热的载热体物质，装进一个导热较好的密闭容器蓄热管内，竖向沉浸放置于水箱中，保证水和蓄热管换热过程都有热交换面存在，实现同步、同时、同温蓄热或释放热量。热水器中的水温在达到蓄热载体的熔点时，便进行吸热熔融，以至持续熔融继续升温，而当水箱的水温低于或接近熔点时，便进行凝结放热，使水箱的水再次吸热，获取所需的热水。蓄热载体十二水磷酸氢二钠是一种水溶性化合物，并具有一定的潮解和风化性质，所以选择能够防水、防腐导热较好的不锈钢管做为装载容器。将蓄热载体十二水合磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)(图3中3)装入不锈钢管(图3中2)中，装入量留有余地，达到98％即可，以防在受热时体积膨胀，使不锈钢管受压，造成不必要的麻烦。这无数个蓄热管待装入蓄热水箱内。5、用内壁层蓄热，设计无数个蓄热盒在蓄热水箱六面内壁上，增设一层蓄热盒，增强和提高蓄热水箱的蓄热能力。增加蓄热量也是提高热利用的关键。实现用内壁层蓄热，由许多抽屉形长方形蓄热盒组成(图5中5、图7中5)，其内空，封闭装有蓄热载体十二水磷酸氢二钠(图5中3)，每蓄热盒的顶平面开有一个内向盒口(图5中6、图7中6)，做为取装载热体的通道，并能在装配时不留缝隙，保温盒材质由不腐不锈的簿钢板制成。6、设计太阳能蓄热水箱。(1)设计蓄热水箱。现有太阳能热水箱，通常为圆柱体，容积大，省材料。太阳能蓄热水箱，区别是在原有太阳能热水箱的基础上将箱内部增设可自由取出和放进的蓄热管(图3中2)，和装置蓄热管的网架(图4中4)，及固定支撑蓄热管网架支嘴(图5中10)，在蓄热水箱内除顶部外，在四壁竖向和底面平放装配蓄热盒(图5中5、图7中5)和可自由进取蓄热盒的抽屉箱(图7中9、图8中9)同时将热水箱改为长方体(图1中1、图2中1)，这种形状是为在内部能更好地装置蓄热管和固定蓄热管网架，装置蓄热盒和固定蓄热盒抽屉箱。(2)设计蓄热管网架(图4中4、图5中4)蓄热管网架的功能是固定分布蓄热管，是由不锈钢制成的网格结构，防水耐用，网格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.太阳能蓄热水器，包含一列热水玻璃排管和一个蓄热水箱；其特征是：蓄热水箱为长方体形，镶嵌安装在太阳能蓄热水器支架的上方和热水玻璃排管相通；蓄热水箱内装有无数个不锈钢蓄热管和蓄热盒，蓄热管固定竖向分布在两排网架内，网架放置在蓄热箱内两排支嘴上，蓄热管和网架均可自由取出或放进；蓄热盒装配在蓄热水箱除底面其余五个面的抽屉箱内，底面上蓄热盒平放，蓄热盒可自由进取；蓄热管和蓄热盒内装有熔化时吸热凝结时放热的化学物质十二水磷酸氢二钠做为蓄热载体被封闭在管内和盒内；利用熔化吸热即蓄热和凝结放热的可逆过程在水箱内和热水进行热交换，达到蓄热目的。/n

【技术特征摘要】
1.太阳能蓄热水器，包含一列热水玻璃排管和一个蓄热水箱；其特征是：蓄热水箱为长方体形，镶嵌安装在太阳能蓄热水器支架的上方和热水玻璃排管相通；蓄热水箱内装有无数个不锈钢蓄热管和蓄热盒，蓄热管固定竖向分布在两排网架内，网架放置在蓄热箱内两排支嘴上，蓄热管和网架均可自由取出或放进；蓄热盒装配在蓄热水箱除底面其余五个面的抽屉箱内，底面上蓄热盒平放，蓄热盒可自由进取；蓄热管和蓄热盒内装有熔化时吸热凝结时放热的化学物质十二水磷酸氢二钠做为蓄热载体被封闭在管内和盒内；利用熔化吸热即...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振礼，
申请(专利权)人：王振礼，
类型：新型
国别省市：山西;14