[发明专利]一种复合石墨烯相变材料的防过热聚光太阳能热水器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能热水器，特别是涉及一种复合石墨烯相变材料的防过热聚光太阳能热水器装置。

背景技术

在全球能源紧张、气候恶化，严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在发展中获取优势地位。随着人们节能环保意识的不断加强，太阳能热水器以其安全、节能、环保、卫生、经济，等显著优势，迅速赢得了广大消费者的青睐。

目前常见的太阳能热水器包括集热器、保温水箱、连接管道和支架，保温水箱设置在支架的顶端，集热器设置在支架的前侧，集热器中的真空管倾斜插装在支架前侧下部的托盒和保温水箱之间，连接管道设置在集热器及保温水箱内，用以将热水从集热器输送到保温水箱、将冷水从保温水箱输送到集热器，这种太阳能热水器的缺点是，含保温水箱，使得热水器体积大，安装不方便，而且受天气或季节变化影响大，供热不稳定。

另一种现有技术是中国专利申请2001310550981.2披露的“一种复合石墨烯相变材料的聚光太阳能热水器装置”，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变材料，铝槽壁，热水器基板，换热管，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管。柱面透镜聚光器覆盖在真空集热管的最上方，入射到柱面透镜聚光器的光线汇聚成一条光焦带。柱面透镜聚光器的下部与热水器基板上的铝槽壁相连，两铝槽壁组成两个互成角度对立的平面镜，经过聚光器折射的光线，一部分汇聚投射到在下部的真空集热管上，另一部分没有投射到真空集热管的光线经铝槽壁平面镜反射后投射到真空集热管上，真空集热管内部装有相变材料和U型换热管，热水器基板上设有卡槽，真空集热管固定卡在该卡槽中。这种相变蓄热太阳能热水器不需要保温水箱，安装方便，但是实际使用中存在长时间不使用导致集热管过热的现象，高温使集热管中的相变材料气化，导致集热管内压力增大，造成集热管密封性下降甚至使集热管炸裂。

还有一种现有技术是中国专利申请200910048477.6披露的“带过热保护装置的太阳能相变蓄热热水器”，包括多根太阳能集热管、进水管、出水管、保温层、多根相变蓄热器和温控阀；各相变蓄热器设置在各太阳能集热管内；所述进水管套在出水管内；所述出水管与相变蓄热器连接；所述温控阀与出水管相连；所述保温层包于出水管、太阳能集热管和出水管的连接口以及太阳能集热管上端的外部。本发明带过热保护装置的太阳能相变蓄热热水器在出水管上连接温控阀，出水管内热水温度过高时，可由温控阀排出热水，带走过量热能，降低出水管内热水温度。但这种方案存在浪费水资源，排出热水存在回收和安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防过热太阳能相变蓄热热水器，能在长时间不使用时，冷却相变材料，防止相变材料过热，提高太阳能相变蓄热热水器的安全性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种复合石墨烯相变材料的防过热聚光太阳能热水器装置，包括柱面透镜聚光器，真空集热管，相变材料，铝槽壁，吸气带，热水器基板，换热管，换热管翅片，隔热塞，铝合金外边框，加强筋，小平台，冷水母管，热水母管，保温材料，温度传感器，铝箔反光片，电动机，控制器，滚筒，皮带，电源，其中铝箔反光片两端连接有皮带，其中皮带分布在铝箔反光片两边，皮带中间没有遮挡物，铝箔反光片与皮带缠绕在滚筒上。

所述的柱面透镜聚光器覆盖在真空集热管的最上方，材料为高透光率超白玻璃，柱面透镜聚光器上部多个拱形的半圆柱状玻璃连接在一起，柱面透镜聚光器通过定位孔可固定安装在热水器基板的加强筋上面的小平台上，聚光器的下部与热水器基板上的铝槽壁相连，真空集热管内部装有相变材料和U型换热管，热水器基板上设有卡槽，真空集热管固定卡在该卡槽中。

所述的真空集热管封闭端的内管端固定有金属片和吸气带或吸气片，真空集热管内部放置相变材料，真空集热管的出口端有隔热塞，把相变材料和换热管封装在真空集热管中。

所述的换热管为带翅片的铜管或铝管，换热管是弯曲的U管安置于真空集热管中，换热管及其翅片浸没与相变材料中，每支真空集热管的开口端均有隔热塞，换热管在真空集热管外一端与冷水母管联通，冷水母管与自来水管相连，另一端与热水母管联通，热水母管与热水终端管线相连。

所述的相变材料为复合石墨烯水合盐相变材料，其中石墨烯为导热介质，水合盐为水合硫酸盐，水合磷酸盐，水合硝酸盐的一种或三者中的两种或三者的混合物，石墨烯和水合盐的混合比为0.5-5:95-99.5。