[发明专利]一种多级相变储热式太阳能供暖、供热水系统

权利要求书

1.一种多级相变储热式太阳能供暖、供热水系统，主体包括给水箱(1)、稳压罐(2)、分水器(3)、太阳能真空集热管(4)、集水器(11)、热水水箱(13)、暖气片(18)、淋浴喷头(19)、水龙头(20)，其结构特征在于：

给水箱(1)进口通过给水管道(25)连接自来水，给水箱(1)出口和稳压罐(2)进口连接，稳压罐(2)出口连接分水器(3)进口，分水器(3)出口和螺旋换热管(5)进口连接；螺旋换热管(5)设置在太阳能真空集热管(4)的内腔，螺旋换热管(5)外表面和金属内管(8)接触，金属内管(8)外表面涂有选择性吸收涂层，金属内管(8)外部设置真空层(7)，真空层(7)外部为透光率和强度都较高的高硼硅玻璃管(9)，高硼硅玻璃管(9)的背阴面涂有反射涂层(10)；一级相变材料(6)填充在螺旋换热管(5)和太阳能真空集热管(4)内腔空隙部分；螺旋换热管(5)出口和集水器(11)进口连接，集水器(11)为双层管壁结构，两层管壁之间填充二级相变材料(12)，集水器(11)内腔设置集水电加热棒(22)和集水热电偶(23)；集水器(11)出口设置热水管道(17)和供暖管道(21)，其中，热水管道(17)和热水水箱(13)进口连接，热水水箱(13)设置双层管壁结构，双层管壁之间填充三级相变材料(15)，热水水箱(13)内设置热电偶(14)和电加热棒(16)，热水水箱(13)出口分别连接淋浴喷头(19)和水龙头(20)；供暖管道(21)出口和暖气片(18)进口连接，暖气片(18)通过回水管道(24)和给水箱(1)连接，从而构成了整个系统。

2.一种多级相变储热式太阳能供暖、供热水系统，其工作原理在于：给水箱(1)通过给水管道(25)充入一定量的水，根据使用需求对稳压罐(2)设置一定压力，在小于设定压力时，稳压罐(2)从给水箱(1)中抽水送至分水器(3)，分水器(3)将水分路送到太阳能真空集热管(4)内腔的各个螺旋换热管(5)；白天光照情况下，冷水流经螺旋换热管(5)，吸收来自于太阳光照的热量，同时，一级相变材料(6)吸收多余热量，进行储热；冷水流过螺旋换热管(5)被加热，进入集水器(11)内；集水器(11)内的热水状态分为两种情况：在末端使用情况下，集水器(11)内的热水一部分通过热水管道(17)进入热水水箱(13)供热水，另一部分通过供暖管道(21)进入暖气片(18)进行供暖，多余的热量传递给二级相变材料(12)进行储热；在末端不使用的情况下，集水器(11)内的热水首先通过热水管道(17)将热水水箱(13)充满待用户使用，热水水箱(13)充满后，集水器(11)内热水的多余热量将传递给二级相变材料(12)进行储热；热水水箱(13)内的热水在不使用情况下，把多余热量传递给三级相变材料(15)进行储存；整个系统进入无光照状态时，一级相变材料(6)、二级相变材料(12)、三级相变材料(15)开始发生相变进行放热，对太阳能真空集热管(4)、集水器(11)、热水水箱(13)的水进行加热；当水温无法满足使用要求，且室内需要同时供暖、供热水时，集水器(11)内腔的集水电加热棒(22)开始工作，保证暖气、热水的正常供应；当水温无法满足使用要求，但无需供暖时，热水水箱(13)内的电加热棒(16)开始工作，保证热水的供应。

3.根据权利要求1或2所述的一种多级相变储热式太阳能供暖、供热水系统，其特征在于，所述的太阳能真空集热管(4)内腔设置螺旋换热管(5)，同时在螺旋换热管(5)和太阳能真空集热管(4)内腔空隙部分填充一级相变材料(6)，以此利用螺旋管道结构紧凑、传热面积大、温差应力小和相变材料单体蓄能高、蓄能过程等温发生的优点，以使太阳能真空集热管(4)兼具高效集热和储热的功能。

4.根据权利要求1或2所述的一种多级相变储热式太阳能供暖、供热水系统，其特征在于，所述的高硼硅玻璃管(9)背阴面涂有反射涂层(10)，通过反射涂层(10) 将斜射到外管的太阳光反射到金属内管(8)外表面，被金属内管(8)外表面的选择性吸收涂层所吸收，以减少光照损失率。