專利名稱：碳納米管換熱工質太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱水器技術領域，即一種碳納米管換熱工質太陽能熱水器。
背景技術：
在全球能源形勢緊張、氣候變暖嚴重威脅經(jīng)濟發(fā)展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰(zhàn)略，以求得可持續(xù)發(fā)展和在日后的發(fā)展中獲取優(yōu)勢地位。太陽能以其清潔、源源不斷、安全等顯著優(yōu)勢，成為關注重點。太陽能熱水器就是利用太陽的能量將水從低溫加熱到高溫的裝置，是一種熱能產(chǎn)品，把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管。集熱管受陽光照射吸收太陽能，通過集熱管和冷水發(fā)生熱交換，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產(chǎn)生微循環(huán)而達到所需熱水。太陽能熱水器就是吸收太陽的輻射熱能，加熱冷水提供給人們在生活、生產(chǎn)中使用的節(jié)能設備。但目前太陽能產(chǎn)品的集熱管是利用真空傳導太陽能的熱量，傳導能力和換熱系數(shù)低，導致熱利用率降低，影響正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種換熱和傳導能力更高的換熱工質，能顯著提高換熱效率和傳熱能力的碳納米管換熱工質太陽能熱水器。上述目的是由以下技術方案實現(xiàn)的研制一種碳納米管換熱工質太陽能熱水器， 包括主水管、法蘭盤、電磁閥、進水管、單向閥、太陽能吸熱管、太陽能吸熱瓦楞板、碳納米管流體儲存箱、換熱水箱、液位傳感器、排氣閥、換熱器、碳納米管流體循環(huán)泵、保溫水箱、循環(huán)泵、溫度傳感器和熱水管。其特點是所說的主水管通過法蘭盤和電磁閥相聯(lián)接；換熱水箱左下端通過進水管和電磁閥相連，右上端通過出水管和保溫水箱相連。所說的太陽能吸熱管安放在太陽能吸熱瓦楞板斜面凹槽內(nèi)，其上端為開口形狀并和碳納米管流體存儲箱相貫通，碳納米管流體存儲箱通過管路和換熱器、碳納米管流體循環(huán)泵相連。所說的碳納米管流體存儲箱內(nèi)盛裝碳納米管流體換熱工質。所說的碳納米管流體換熱工質是由碳納米管和水混合而成，碳納米管的體積含量為40vol%，碳納米管的平均粒徑為93nm。所說的循環(huán)泵安裝在保溫水箱內(nèi)，其上端通過單向閥和進水管相連。所說的換熱水箱上端分別安裝有液位傳感器和排氣閥。所說的保溫水箱內(nèi)接近熱水管出口的下端安裝有溫度傳感器。所說的排氣閥為單向閥。所說的電磁閥為二位三通換向閥。本發(fā)明的有益效果是采用換熱和傳導能力更強的碳納米管流體作為換熱工質提高換熱效率和傳熱能力；采用液位傳感器監(jiān)測換熱水箱的水位，控制電磁閥實現(xiàn)自動加水； 采用溫度傳感器監(jiān)測保溫水箱內(nèi)的水溫，實現(xiàn)冷水再循環(huán)利用。較好地解決了目前太陽能熱水器換熱和傳導能力低的難題，并且實現(xiàn)了自動控制加水和冷水的循環(huán)利用。


圖1是一種實施例的示意圖；圖2是這種實施例的電磁閥的示意圖；圖3是這種實施例的太陽能吸熱管和太陽能吸熱瓦楞板安裝示意圖。圖中可見主水管1、法蘭盤2、電磁閥3、單向閥4、太陽能吸熱管5、太陽能吸熱瓦楞板6、碳納米管流體儲存箱7、換熱水箱8、液位傳感器9、排氣閥10、換熱器11、碳納米管流體循環(huán)泵12、保溫水箱13、循環(huán)泵14、溫度傳感器15、熱水管16、進水管17、出水管18、碳納米管流體19。
具體實施例方式本發(fā)明總的構思是采用碳納米管流體作為換熱工質提高換熱效率和傳熱能力；采用液位傳感器監(jiān)測換熱水箱的水位，控制電磁閥實現(xiàn)自動加水；采用溫度傳感器監(jiān)測保溫水箱內(nèi)的水溫，實現(xiàn)冷水再循環(huán)利用。下面結合附圖介紹一種實施例圖1所示為碳納米管換熱工質太陽能熱水器的結構示意圖，由主水管1、法蘭盤2、電磁閥3、單向閥4、太陽能吸熱管5、太陽能吸熱瓦楞板6、碳納米管流體儲存箱7、換熱水箱8、液位傳感器9、排氣閥10、 換熱器11、碳納米管流體循環(huán)泵12、保溫水箱13、循環(huán)泵14、溫度傳感器15、熱水管16、進水管17、出水管18、碳納米管流體19構成。由圖1可見，主水管1通過法蘭盤2和電磁閥3相聯(lián)接；換熱水箱8左下端通過進水管17和電磁閥3相連，右上端通過出水管18和保溫水箱13相連。結合圖2可見，電磁閥3為二位三通換向閥。結合圖1、3可見，太陽能吸熱管5安放在太陽能吸熱瓦楞板6斜面凹槽內(nèi)，其上端為開口形狀并和碳納米管流體存儲箱7相貫通，碳納米管流體存儲箱7通過管路和換熱器 11、碳納米管流體循環(huán)泵12相連接。由圖1可見，碳納米管流體存儲箱7內(nèi)盛裝碳納米管流體19換熱工質。循環(huán)泵14 安裝在保溫水箱13內(nèi)，其上端通過單向閥4和進水管17相連接。保溫水箱13內(nèi)接近熱水管16出口的下端安裝有溫度傳感器15。換熱水箱8的上端分別安裝有液位傳感器9和排氣閥10。工作時，液位傳感器9監(jiān)測換熱水箱8的水面高度，當液位傳感器9檢測到換熱水箱8中的水位不滿時，控制電磁閥3打開，開始加水，當水加滿后，液位傳感器9又控制電磁閥3關閉，加水完畢。太陽能吸熱管5中加有碳納米管流體19，碳納米管流體是一種換熱系數(shù)很高的納米流體。將太陽能吸熱管5架設在太陽能吸熱瓦楞板6的斜面槽內(nèi)，可以更有效的利用太陽能。碳納米管流體19從太陽能吸熱管5和太陽能瓦楞板6吸收太陽能，碳納米管流體19 被加熱后溫度升高，在碳納米管流體循環(huán)泵12的作用下進入換熱水箱8中的換熱器11，與換熱水箱8中的水進行熱量交換將水加熱。利用熱水上浮冷水下沉的原理，換熱水箱8中的熱水經(jīng)出水管18進入保溫水箱13。當需要使用熱水時，經(jīng)熱水管16引出即可。若長時間保溫水箱13內(nèi)的熱水不用導致溫度下降，無法正常使用時，在保溫水箱13內(nèi)熱水管出口處安裝有溫度傳感器15監(jiān)測水溫，當水溫低于使用溫度設定值時，啟動循環(huán)泵14將保溫水箱13內(nèi)的水經(jīng)過單向閥4排入換熱水箱8重新進行加熱；當保溫水箱13內(nèi)的水溫達到使用要求時，溫度傳感器15控制循環(huán)泵14關閉，停止工作。
權利要求
1.一種碳納米管換熱工質太陽能熱水器，包括主水管(1)、法蘭盤O)、電磁閥(3)、單向閥G)、太陽能吸熱管(5)、太陽能吸熱瓦楞板(6)、碳納米管流體儲存箱(7)、換熱水箱 (8)、液位傳感器(9)、排氣閥(10)、換熱器(11)、碳納米管流體循環(huán)泵(12)、保溫水箱(13)、 循環(huán)泵(14)、溫度傳感器(15)、熱水管(16)、進水管(17)、出水管(18)、碳納米管流體(19) 構成，其特征在于所說的主水管(1)通過法蘭盤( 和電磁閥C3)相聯(lián)接；換熱水箱(8) 左下端通過進水管(17)和電磁閥(3)相連，右上端通過出水管(18)和保溫水箱(13)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的太陽能吸熱管(5)安放在太陽能吸熱瓦楞板(6)斜面凹槽內(nèi)，其上端為開口形狀并和碳納米管流體存儲箱(7)相貫通，碳納米管流體存儲箱(7)通過管路和換熱器(11)、碳納米管流體循環(huán)泵(12)相連。
3.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的碳納米管流體存儲箱(7)內(nèi)盛裝碳納米管流體(19)換熱工質。
4.根據(jù)權利要求3所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的碳納米管流體(19)換熱工質是由碳納米管和水混合而成，碳納米管的體積含量為40vOl%，碳納米管的平均粒徑為93nm。
5.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的循環(huán)泵(14)安裝在保溫水箱(13)內(nèi)，其上端通過單向閥(4)和進水管(17)相連。
6.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的換熱水箱(8)上端分別安裝有液位傳感器(9)和排氣閥(10)。
7.根據(jù)權利要求1所述的碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特征在于所說的保溫水箱(13)內(nèi)接近熱水管(16)出口的下端安裝有溫度傳感器(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱水器技術領域，即一種碳納米管換熱工質太陽能熱水器，其特點是太陽能吸熱管(5)安放在太陽能吸熱瓦楞板(6)斜面凹槽內(nèi)，其上端為開口形狀并和碳納米管存儲箱(7)相貫通；碳納米管流體(19)換熱工質是由碳納米管和水混合而成，碳納米管的體積含量為40vol％，碳納米管的平均粒徑為93nm；換熱水箱(8)上端分別安裝有液位傳感器(9)和排氣閥(10)；保溫水箱(13)內(nèi)的下端安裝有溫度傳感器(15)。有益效果是采用碳納米管流體作為換熱工質提高換熱效率和傳熱能力；采用液位傳感器監(jiān)測換熱水箱的水位，控制電磁閥實現(xiàn)自動加水；采用溫度傳感器監(jiān)測保溫水箱內(nèi)的水溫，實現(xiàn)冷水再循環(huán)利用。
文檔編號F24J2/30GK102192608SQ20111017891
公開日2011年9月21日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2011年6月20日
發(fā)明者丁玉成, 李長河, 韓振魯 申請人:青島理工大學