一種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元及其安裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能熱水器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元及其安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變儲(chǔ)熱太陽(yáng)能熱水器采用相變儲(chǔ)熱材料儲(chǔ)存太陽(yáng)能。由于相變材料儲(chǔ)熱密度大，該類太陽(yáng)能熱水器無(wú)需儲(chǔ)熱水箱，體積小，安裝方便，且出水新鮮衛(wèi)生，是一種具有巨大市場(chǎng)前景的新型節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能熱水器類似，該類產(chǎn)品也存在由環(huán)境和使用所造成的儲(chǔ)熱介質(zhì)溫度、壓力過(guò)高的問(wèn)題，特別是在房屋尚未交付或長(zhǎng)期無(wú)人居住時(shí)，沒(méi)有自來(lái)水來(lái)源，熱水器處于空曬條件，過(guò)高的壓力和溫度容易導(dǎo)致安全隱患。
[0003]目前，相變儲(chǔ)熱太陽(yáng)能熱水器是通過(guò)T/P閥、散熱器或遮陽(yáng)簾來(lái)控制內(nèi)部溫度或壓力的。然而，這些措施只能控制儲(chǔ)熱介質(zhì)(相變材料)和換熱介質(zhì)(水)的溫度，或只能控制換熱介質(zhì)的壓力，并不能直接控制儲(chǔ)熱介質(zhì)(相變材料)的壓力。這樣，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，密閉的儲(chǔ)熱單元內(nèi)的壓力不可避免會(huì)逐漸升高，從而可能引起容器破損和儲(chǔ)熱材料泄漏，致使設(shè)備儲(chǔ)熱性能下降，并導(dǎo)致安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具有安全可靠、儲(chǔ)熱介質(zhì)損失小、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元及其安裝方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，包括儲(chǔ)熱元件和泄壓閥，所述的儲(chǔ)熱元件內(nèi)裝有相變儲(chǔ)熱材料，且儲(chǔ)熱元件一端設(shè)有泄壓孔，所述泄壓閥固定在儲(chǔ)熱元件一端并通過(guò)泄壓孔與儲(chǔ)熱元件內(nèi)部聯(lián)通。
[0006]所述的儲(chǔ)熱元件一端設(shè)有密封法蘭，所述的泄壓孔設(shè)置在密封法蘭的上部，且泄壓孔在儲(chǔ)熱元件密封法蘭內(nèi)側(cè)的開口位于使用時(shí)儲(chǔ)熱材料的液面高度以上。
[0007]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的泄壓孔傾斜開設(shè)在密封法蘭上部，且泄壓孔的內(nèi)側(cè)開口(即靠近儲(chǔ)熱材料一側(cè)的開口)位于密封法蘭最小外徑部分的頂端。
[0008]或者，所述的泄壓孔垂直于密封法蘭表面。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的儲(chǔ)熱元件內(nèi)靠近泄壓孔處設(shè)有遮擋件。在安全閥開啟時(shí)，內(nèi)部介質(zhì)經(jīng)過(guò)泄壓孔排出。此時(shí)排出的介質(zhì)實(shí)際上是氣液混合物，特別是在材料液面距泄壓孔內(nèi)側(cè)開口較近時(shí)，含有較多儲(chǔ)熱材料。加裝遮擋件可以起到一定的氣液分離的作用，減少儲(chǔ)熱材料損失。同時(shí)，這也可以避免排出的儲(chǔ)熱材料影響安全閥的正常使用。
[0010]所述的遮擋件為一帶缺口的金屬片，其直徑略小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑，安裝在密封法蘭一側(cè)，且安裝時(shí)，缺口朝下并浸沒(méi)在儲(chǔ)熱材料中。
[0011]或者，所述的遮擋件為一 U形毛細(xì)銅管，焊接在泄壓孔的內(nèi)側(cè)開口處，U形毛細(xì)銅管頂部貼近儲(chǔ)熱元件頂部?jī)?nèi)壁，其開口朝向并貼近密封法蘭內(nèi)表面。
[0012]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)裝有帶通氣孔的換熱管支撐片。在支撐片上加工通氣孔，可以使儲(chǔ)熱元件內(nèi)的氣體流動(dòng)通暢，并使儲(chǔ)熱材料中的氣體及時(shí)上升到液面以上。這有利于氣體作為主要壓力介質(zhì)排出安全閥。
[0013]所述的泄壓閥為壓力安全閥，其開啟壓力不高于儲(chǔ)熱元件的安全工作壓力，且不低于相變儲(chǔ)熱材料使用時(shí)的飽和蒸汽壓力。
[0014]—種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元的安裝方法，其特征在于，將儲(chǔ)熱單元水平或傾斜設(shè)置于太陽(yáng)能集熱管中，使泄壓閥朝上及泄壓孔的內(nèi)側(cè)開口在儲(chǔ)熱材料的液面高度以上。
[0015]所述的儲(chǔ)熱單元的傾斜角度為O?90度。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017](I)該太陽(yáng)能儲(chǔ)熱單元帶有安全裝置，可防止儲(chǔ)熱單元內(nèi)部壓力超過(guò)容器的安全工作壓力，從而保證其長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
[0018](2)該安全裝置只釋放氣體和少量水蒸汽，基本不導(dǎo)致儲(chǔ)熱材料的損失。
[0019](3)該儲(chǔ)熱單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，安裝要求易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中遮擋件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中標(biāo)識(shí)為:1儲(chǔ)熱元件，2密封法蘭，3通孔螺柱，4泄壓閥，5太陽(yáng)能集熱管，6換熱管，7相變儲(chǔ)熱材料，8遮擋件，9泄壓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
[0027]儲(chǔ)熱元件I為一長(zhǎng)圓筒形不銹鋼容器，內(nèi)裝一定量的儲(chǔ)熱材料7，并設(shè)有U型換熱管6。圓筒形容器一端以法蘭2密封。法蘭2為端蓋形狀，其最大外徑等于儲(chǔ)熱元件外徑，最小外徑略小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑。法蘭2外表面上部開有傾斜的泄壓孔，泄壓孔在法蘭內(nèi)部的開口位于其最小外徑部分的頂端。法蘭泄壓孔處焊有一通孔螺柱3，其上以螺紋連接方式安裝一泄壓閥4。整根儲(chǔ)熱單元插入太陽(yáng)能真空集熱管5中，并將集熱管尾部抬高20cm后置于陽(yáng)光下空曬。此儲(chǔ)熱單元空曬120天無(wú)儲(chǔ)熱材料直接泄漏現(xiàn)象，但失重35g，證明內(nèi)部壓力主要以排出氣體形式得到釋放。儲(chǔ)熱材料相對(duì)失重小于2%，儲(chǔ)熱能力下降很少。
[0028]實(shí)施例2
[0029]儲(chǔ)熱元件I為一長(zhǎng)圓筒形不銹鋼容器，內(nèi)裝一定量的儲(chǔ)熱材料7，并設(shè)有U型換熱管6。圓筒形容器一端以法蘭2密封。法蘭2為端蓋形狀，其最大外徑等于儲(chǔ)熱元件外徑，最小外徑略小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑。法蘭外表面上部開有傾斜的泄壓孔，泄壓孔在法蘭內(nèi)部的開口位于其最小外徑部分的頂端。靠近法蘭2處裝有一帶缺口的金屬片8，金屬片8的直徑略小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑，與儲(chǔ)熱元件內(nèi)壁有一定寬度的縫隙，其缺口朝下并浸沒(méi)在儲(chǔ)熱材料7中。金屬片8固定在U型換熱管6上。法蘭泄壓孔處焊有一通孔螺柱3，其上以螺紋連接方式安裝一泄壓閥4。將整根儲(chǔ)熱單元插入太陽(yáng)能真空集熱管5中，并將集熱管尾部抬高1cm后置于陽(yáng)光下空曬。此儲(chǔ)熱單元空曬120天無(wú)儲(chǔ)熱材料直接泄漏現(xiàn)象，但失重24g，證明內(nèi)部壓力主要以排出氣體形式得到釋放。儲(chǔ)熱材料相對(duì)失重小于1%，儲(chǔ)熱能力下降很少。
[0030]實(shí)施例3
[0031]儲(chǔ)熱元件I為一長(zhǎng)圓筒形不銹鋼容器，內(nèi)裝一定量的儲(chǔ)熱材料7，并設(shè)有U型換熱管6。圓筒形容器一端以法蘭2密封。法蘭2為端蓋形狀，其最大外徑等于儲(chǔ)熱元件外徑，最小外徑略小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑。法蘭外表面上部開一垂直于表面的泄壓孔，泄壓孔在法蘭內(nèi)部的開口處焊有一 U形的彎曲毛細(xì)銅管8，銅管8開口在貼近容器頂部?jī)?nèi)壁，開口朝向并貼近法蘭2內(nèi)表面。法蘭泄壓孔處焊有一通孔螺柱3，其上以螺紋連接方式安裝一泄壓閥
4。將整根儲(chǔ)熱單元插入太陽(yáng)能真空集熱管5中，并將集熱管尾部抬高7.5cm后置于陽(yáng)光下空曬。此儲(chǔ)熱單元空曬120天無(wú)儲(chǔ)熱材料直接泄漏現(xiàn)象，但失重21g，證明內(nèi)部壓力主要以排出氣體形式得到釋放。儲(chǔ)熱材料相對(duì)失重小于1%，儲(chǔ)熱能力下降很少。
[0032]所述的儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)裝有帶通氣孔的換熱管支撐片。在支撐片上加工通氣孔，可以使儲(chǔ)熱元件內(nèi)的氣體流動(dòng)通暢，并使儲(chǔ)熱材料中的氣體及時(shí)上升到液面以上。這有利于氣體作為主要壓力介質(zhì)排出安全閥。
[0033]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，包括儲(chǔ)熱元件(I)和泄壓閥(4)，所述的儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)裝有相變儲(chǔ)熱材料(7)，且儲(chǔ)熱元件(I) 一端設(shè)有泄壓孔(9)，所述泄壓閥(4)固定在儲(chǔ)熱元件(I) 一端并通過(guò)泄壓孔(9)與儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)部聯(lián)通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的儲(chǔ)熱元件(I) 一端設(shè)有密封法蘭(2)，所述的泄壓孔(9)設(shè)置在密封法蘭(2)的上部，且泄壓孔(9)在儲(chǔ)熱元件密封法蘭(2)內(nèi)側(cè)的開口位于使用時(shí)儲(chǔ)熱材料(7)的液面高度以上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的泄壓孔(9)傾斜開設(shè)在密封法蘭(2)上部，且泄壓孔(9)的內(nèi)側(cè)開口位于密封法蘭(2)最小外徑部分的頂端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的泄壓孔(9)垂直于密封法蘭(2)表面。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)靠近泄壓孔(9)處設(shè)有遮擋件(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的遮擋件(8)為一帶缺口的金屬片，其直徑小于儲(chǔ)熱元件內(nèi)徑，安裝在密封法蘭(2) —側(cè)，且安裝時(shí)，缺口朝下并浸沒(méi)在儲(chǔ)熱材料(7)中。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的遮擋件(8)為一 U形毛細(xì)銅管，焊接在泄壓孔(9)的內(nèi)側(cè)開口處，U形毛細(xì)銅管頂部貼近儲(chǔ)熱元件(I)頂部?jī)?nèi)壁，其開口朝向并貼近密封法蘭(2)內(nèi)表面。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的儲(chǔ)熱元件(I)內(nèi)裝有帶通氣孔的換熱管支撐片。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元，其特征在于，所述的泄壓閥(4)為壓力安全閥，其開啟壓力不高于儲(chǔ)熱元件(I)的安全工作壓力，且不低于相變儲(chǔ)熱材料(7)使用時(shí)的飽和蒸汽壓力。10.一種如權(quán)利要求1所述的帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元的安裝方法，其特征在于，將儲(chǔ)熱單元傾斜O(jiān)?90度設(shè)置于太陽(yáng)能集熱管(5)中，使泄壓閥(4)朝上及泄壓孔(9)的內(nèi)側(cè)開口在儲(chǔ)熱材料(7)的液面高度以上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶安全裝置的太陽(yáng)能熱水器儲(chǔ)熱單元及其安裝方法，包括儲(chǔ)熱元件(1)和泄壓閥(4)，所述的儲(chǔ)熱元件(1)內(nèi)裝有相變儲(chǔ)熱材料(7)，且儲(chǔ)熱元件(1)一端設(shè)有泄壓孔(9)，所述泄壓閥(4)固定在儲(chǔ)熱元件(1)一端并通過(guò)泄壓孔(9)與儲(chǔ)熱元件(1)內(nèi)部聯(lián)通。將儲(chǔ)熱單元水平或傾斜設(shè)置于太陽(yáng)能集熱管(5)中，使泄壓閥(4)朝上及泄壓孔(9)的內(nèi)側(cè)開口在儲(chǔ)熱材料(7)的液面高度以上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)加裝泄壓閥及采用簡(jiǎn)便的安裝方法，以釋放氣體和少量水蒸汽的方式限制儲(chǔ)熱單元的內(nèi)部壓力，保證其安全運(yùn)行，且泄壓閥開啟時(shí)儲(chǔ)熱介質(zhì)的損失很小，基本不會(huì)導(dǎo)致元件儲(chǔ)熱能力下降。
【IPC分類】F24J2/46, F24J2/34
【公開號(hào)】CN105020917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510464323
【發(fā)明人】鄭輝, 張繼皇, 陳良, 黃劍進(jìn), 王鋐
【申請(qǐng)人】江蘇啟能新能源材料有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日