[发明专利]缓冲热量的储能装置及具有该装置的太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓冲热量的储能装置及具有该装置的太阳能热水器，属于太阳能光热技术领域。

背景技术

我国太阳能热水器开发利用始于二十世纪五、六十年代的闷晒式，到了七、八十年代发展为平板式及直管式。目前已开发的第三代是真空管式太阳能热水器，它运用优良的阳光选择性吸收膜层及高真空保温技术，具有单向导热性能佳、稳定性好等优点。经过不断更新改造，其防冻、防冰雹及保温性能都得到进一步改善。另外为了解决阴雨天不能使用太阳能的难题，上述产品还配套管状电加热辅助装置及相应的水位、加热自动控制系统等，实现了全天侯热水的目标。

与以上传统太阳能热水器相比，相变储热太阳能热水器具有整体尺寸大幅减少、没有水箱-完全平板设计、系统效率提高50%以上、水质新鲜、承压运行、无排空问题等优势。由于取消了水箱，相变储热太阳能热水器可以很容易地与建筑一体化，克服了传统太阳能热水器进入城市市场的根本障碍。

但无论是传统太阳能热水器还是相变储热太阳能热水器，都存在需要进行能量缓冲的要求。例如相变储热太阳能热水器，热量储存在相变储热材料中，当通冷水换热时，出水温度会出现明显的波动。一般情况下初始出水温度可达70℃~90℃，当相变材料储存的热量释放70%以后，由于换热不充分，出水温度会出现明显的下降，一般在40℃以下，而这部分30%的热量，由于出水温度低，在实际使用中，应用范围较窄。容积式太阳能热水器又称贮水式太阳能热水器，是将贮存在内胆里一定容量的冷水加热，等内胆里的水达到预定温度后再打开热水阀门使用热水的产品。容积式太阳能热水器的供水和加热可以不在同一时间内进行，其供热水量主要由容积的大小来决定，而不只是依赖于加热的功率，贮存的热水可以瞬间放出，所以容积式热水器可以一次性供应大量的热水。容积式太阳能热水器在排水过程中，最初为高温热水持续输出，随着时间延长水温将迅速下降，在水温降至40℃以下，热水器箱体内剩余的40℃的热水将无法使用而造成能量的浪费。

因此，如何把低温段的热量利用起来，转移的可以使用段，成为太阳能热水器优化中至关重要的一点。

发明内容

本发明目的是提供一种缓冲热量的储能装置及具有该装置的太阳能热水器。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种缓冲热量的储能装置，包括换热管和相变储热材料储存装置，所述换热管和相变储热材料储存装置内的相变储热材料传热接触。

优选的技术方案为：所述相变储热材料选自CH₃COONa.3H₂O、Na₂S₂O₃.5H₂O、CaCL₂.6H₂O、CaBr₂.6H₂O、Ca(NO₃).4H₂O、K₃PO₄.7H₂O、Na₂SO₄.10H₂O及其共晶盐、Na₂CO₃.10H₂O、Na₂HPO₄.12H₂O及其共晶盐、Ba₂(OH)₂.8H₂O、AlNH₄（SO₄）₂.12H₂O、月桂酸、石蜡、硬脂酸丁酯、辛酸、葵酸。

优选的技术方案为：所述换热管为盘管。

优选的技术方案为：所述换热管的外表面设有传热增强材料，所述传热增强材料选自石墨、金属粉末、金属氧化物。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种具有缓冲热量的储能装置的太阳能热水器，包括太阳能热水器和缓冲热量的储能装置；所述缓冲热量的储能装置包括换热管和相变储热材料储存装置，所述换热管和相变储热材料储存装置内的相变储热材料传热接触；所述太阳能热水器的出水管与所述换热管的一端连通，所述换热管的另一端连接有出水阀门。