CN101929745A - 一种超导平板太阳能热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超导平板太阳能热水器，属于平板太阳能热水器领域，包括水箱、超导管、带毛细管的冷凝器、集热器，集热器的集热管由一根竖直方向设置的粗铜管和若干根细铜管组成，其中细铜管的一端封闭，另一端与粗铜管的管壁相连通，细铜管与水平方向呈1～5°夹角，且细铜管的封闭端位于水平线以下；粗铜管底端封闭，顶端设置开口；超导管一端通过开口配合插置在粗铜管内，另一端与冷凝器相连通，且冷凝器安装在水箱内，超导管内注设有超导液。本发明采用分体式设计，结构简单，安装方便，零维护率，空晒温度运行，集热效率高，吸热快，寿命更长。

Description

一种超导平板太阳能热水器
技术领域
本发明公开一种超导平板太阳能热水器，属于平板太阳能热水器领域。
背景技术
一般平板太阳能热水器由集热器、水箱和管路系统等三个部分组成，其吸热原理为：较冷的介质在集热器内被加热后变成较热的介质并从集热器出水端循环到水箱，较热的介质与水箱中较冷的水发生热交换，从而使水箱中较冷的水温度升高，而较热的介质变冷后又循环到集热器进水端，如此不断循环换热，从而达到加热水箱中水的目的。按照这种方法，集热器在使用时，需要安装较多的管道和阀门，还要加注传热介质，安装不方便，使用过程中还需要人工维护。由于使用的传热介质一般是乙二醇水溶液或水，乙二醇水溶液或水通过集热器流道被加热后所能带走的热量并不多，因此集热效率不够高。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种高集热效率的超导平板太阳能热水器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种超导平板太阳能热水器，包括水箱、超导管、带毛细管的冷凝器、集热器，集热器的集热管由一根竖直方向设置的粗铜管和若干根细铜管组成，其中细铜管的一端封闭，另一端与粗铜管的管壁相连通，细铜管与水平方向呈1～5°夹角，且细铜管的封闭端位于水平线以下；粗铜管底端封闭，顶端设置开口；超导管一端通过开口配合插置在粗铜管内，另一端与冷凝器相连通，且冷凝器安装在水箱内，超导管内注设有超导液。
作为上述方案的进一步优选，所述细铜管与水平方向呈2～3°夹角。
所述超导管插置在粗铜管内的部分为直管，其余部分为螺旋管，超导液注设在直管内。直管部位的设置，有利于超导管与粗铜管之间的热量传导。螺旋管部位的设置，使得超导管的上部可弯曲、可活动，包装、运输、安装方便，同时有利于进行水汽分离。
所述直管的外壁涂覆有导热硅脂，进一步提高了超导管与粗铜管之间的热量传导效率。
本发明引入了超导技术，用超导管和冷凝器代替传统的循环管道和热交装置，超导管和冷凝器内部相通，为一个整体结构且完全封闭，内部放置超导液后抽成真空。集热管中的细铜管具有一定的斜度有利于细铜管内热气流动至粗铜管，进而加热超导液。超导液在25℃以上就可以汽化，(汽化带走的热量远远大于水带走的热量)超导液汽化后上升至冷凝器处液化成超导液液体，同时释放大量的热能，超导液则顺着超导管内壁流回超导管底部，等待重新被汽化，如此往复，以实现对水箱内的水进行加热。
总之，本发明采用分体式设计，结构简单，安装方便，零维护率，空晒温度运行，集热效率高，吸热快，寿命更长。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种超导平板太阳能热水器，包括水箱8、集热器。集热器包括安装在外壳1内的吸热板芯、透明盖板2、隔热保温层3，隔热保温层3安装在吸热板芯的底部及周边，透明盖板2安装在吸热板芯周边隔热保温层3的上端面。吸热板芯包括集热管4以及焊接在集热管4上端面的铝板，且该铝板上涂覆有吸热涂层。隔热保温层3选用酚醛泡沫复合板制成。以上结构为已有的技术，在此就不多作详述了。
本发明的改进点在于：在水箱8和集热器之间安装了带毛细管7的冷凝器6、超导管5，同时对集热管4的结构也进行了改进，具体结构如下。
集热管4由一根竖直方向设置的粗铜管41和若干根细铜管42组成，其中细铜管42的一端封闭，另一端与粗铜管41的管壁相连通，细铜管42与水平方向呈1～5°夹角，且细铜管42的封闭端位于水平线以下。粗铜管41底端封闭，顶端设置开口411。超导管5一端通过开口411配合插置在粗铜管41内，另一端与冷凝器6相连通，且冷凝器6安装在水箱8内，超导管5内注设有超导液9。
为进一步优化本发明，细铜管42与水平方向之间的夹角优选为2～3°。超导管5插置在粗铜管41内的部分为直管51，其余部分为螺旋管52，而超导液9则注设在直管51内。同时，直管51的外壁涂覆有导热硅脂。
本发明安装时，超导液9预先加注到超导管5内，然后通过毛细管7将超导管5以及冷凝器6内部抽成真空，再将冷凝器6插入水箱8中，且必须保持水箱8的高度高于集热器。超导管5的直管51外壁涂上导热硅脂后插入粗铜管41内，即可构成一套完整的超导平板太阳能热水器。其工作原理如下：吸热板芯吸收太阳光热能后，细铜管42内的空气受热不断上升，到达粗铜管41后，使超导管5中的超导液9温度升高，只要温度超过25℃，超导液9就可以汽化并带走大量热量，热气沿超导管5到达冷凝器6后，由于冷凝器6插在水温较低的水箱8里面，热的超导液9气体在此液化成超导液9液体并释放大量的热量，从而提高水箱8中水的温度。液化后形成较冷的超导液9液体又顺着超导管5的螺旋管52内壁流到直管51部分，继续受热汽化，如此反复进行，最终达到加热水箱8中水的目的。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种超导平板太阳能热水器，其特征在于：包括水箱、超导管、带毛细管的冷凝器、集热器，集热器的集热管由一根竖直方向设置的粗铜管和若干根细铜管组成，其中细铜管的一端封闭，另一端与粗铜管的管壁相连通，细铜管与水平方向呈1～5°夹角，且细铜管的封闭端位于水平线以下；粗铜管底端封闭，顶端设置开口；超导管一端通过开口配合插置在粗铜管内，另一端与冷凝器相连通，且冷凝器安装在水箱内，超导管内注设有超导液。
2.如权利要求1所述的一种超导平板太阳能热水器，其特征在于：所述细铜管与水平方向呈2～3°夹角。
3.如权利要求1或2所述的一种超导平板太阳能热水器，其特征在于：所述超导管插置在粗铜管内的部分为直管，其余部分为螺旋管，超导液注设在直管内。
4.如权利要求3所述的一种超导平板太阳能热水器，其特征在于：所述直管的外壁涂覆有导热硅脂。
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