CN102003801A - 太阳能温水用集热装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能温水用集热装置，集热管分多层布置，上、下层之间交替排列，底层集热管下部设置绝热层。在绝热层的上表面设置热吸收膜。绝热层的上表面为平面或曲折面。每一层集热管可以成水平排列，也可以成曲线排列。绝热层的上表面覆有热吸收膜，太阳辐射热向集热管反射，绝热层的上表面是平面或者曲面。本发明的太阳能温水用集热装置，集热管分多层排列，且上层各集热管与下层各集热管交替排列，从而避免了空间的浪费，在集热管下方设置绝热层，绝热层上表面设置热吸收膜，可使绝热层的热容量增加，并且能够减少太阳辐射热的透射而增加反射，反射光传递给集热管的背阳光面，可以充分利用太阳辐射热，从而提高太阳能的利用率。

Description

太阳能温水用集热装置
技术领域
本发明属于太阳能技术领域，具体涉及太阳能温水用集热装置。
背景技术
目前在能源利用领域，能源的枯竭以及石化燃料的燃烧造成环境污染是很严重的问题。因此可再生能源的利用是许多国家积极开展的研究课题。可再生能源的代表之一是太阳能，太阳能热水器是指利用太阳能，为住宅或建筑物供暖或洗浴用水的装置。
图1是目前常用太阳能热水器的结构示意图，图2是图1的A-A向截面示意图。
如图1和图2所示，常用的太阳能热水器1设置有用来反射太阳光的反射板2，现有集热装置5包括反射板2、真空玻璃管3。来自太阳直接辐射及反射板2反射来的太阳光，经由现有集热装置5的真空玻璃管3传递给蓄热槽6，向蓄热槽6供热，将冷水加热成热水，在蓄热槽6内安装有热交换器7。
如图2所示，现有集热装置5，真空玻璃管3沿蓄热槽6的长度方向均匀排列，在真空玻璃管3的底部设置有反射板2。这样的结构，各真空玻璃管3之间形成间距，造成安装空间的低利用率。反射板2表面是平面的，太阳光由真空玻璃管3之间入射，由于入射角度原因，部分太阳光会无法反射到真空玻璃管上，或者与入射光冲突，从而造成真空玻璃管3摄入的热量减少而降低热效率。
发明内容
针对目前太阳能热水器存在的问题，本发明提供一种太阳能温水用集热装置，提高安装空间的利用率，提高太阳辐射热的吸收率。
本发明的太阳能温水用集热装置，集热管分多层布置，上、下层之间交替排列，底层集热管下部设置绝热层。
在绝热层的上表面设置热吸收膜。绝热层的上表面为平面或曲折面。从截面看绝热层上表面曲折面有半圆形、抛物线形、三角形或梯形。集热管分两层或三层、四层等多层排列。
从截面看集热管的排列形状为直线或曲线，绝热层的上表面形状与集热管的排列形状相对应。即每一层集热管可以成水平排列，也可以成曲线排列。
绝热层的上表面覆有热吸收膜。太阳辐射热可以向集热管反射，绝热层的上表面是平面或者曲折面。
本发明的太阳能温水用集热装置，集热管分多层排列，且上层各集热管与下层各集热管交替排列，太阳辐射热先由上层集热管集热，而未被上层集热管收集的辐射热透射到下层集热管仍能得到收集。在集热管下方设置绝热层，绝热层上表面设置热吸收膜，可使绝热层的热容量增加，并且能够减少太阳辐射热的透射而增加反射，反射光传递给集热管的背阳光面，可以充分利用太阳辐射热，从而提高太阳能的利用率。
附图说明
图1为现有太阳能热水器结构示意图；
图2为图1的A-A向截面图；
图3是本发明实施例的太阳能温水用集热装置横截面示意图；
图4a是本发明绝热层上表面具有半圆形的太阳能温水用集热装置横截面示意图；
图4b是本发明绝热层上表面具有三角形的太阳能温水用集热装置横截面示意图；
图5是本发明集热管成曲线排列的太阳能温水用集热装置横截面示意图；
图中：1太阳能热水器，2反射板，3真空玻璃管，4支架，5集热装置，6蓄热槽，7热交换器，10集热装置，30集热管，31上层集热管，32下层集热管，40绝热层，41热吸收膜，42绝热层上表面。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的太阳能温水用集热装置。
如图3所示，太阳能温水用集热装置，集热管30分上、下两层排列，上层集热管31与下层集热管32交替排列。
上层集热管31在同一平面上按一定的间隔距离成多数列排列，下层集热管32在上层集热管下方的同一平面上排列，水平方向上，上层集热管31与下层集热管32交替布置是理想的。
每一层集热管成水平排列。集热管的排列从截面上看可以成曲线排列。
集热管30一端连接蓄热槽，另外一端向地面延伸，集热管长度方向与地面成倾斜角度。集热管30上、下交替布置成多个列，从截面图上看，集热管30沿水平方向或竖直方向是交替排列的。各层的集热管之间的间距及层与层之间的距离依据设计条件确定。
图3所示的集热管层数为2层，实际应用中，层数还可以是3层或4层等多层，相邻层的集热管交替排列。
这样上、下层集热管的排列方式，使得透过上层集热管间隙的太阳辐射热可以照射到下层集热管上。可以显著提升集热效果。
在集热管下方设置有绝热层40，绝热层40由保温、绝热性能优良的材料制成，如泡沫玻璃，树脂泡沫，绝热层40将透过集热管的太阳能储存并反射给集热管。在绝热层上表面设置热吸收膜41，将绝热层无法吸收的太阳能反射给集热管。
如图4a所示，绝热层上表面42具有半圆形，如图4b所示，绝热层的上表面具有三角形，此外还可以根据反射角度等设计条件，设计成梯形或抛物线形等多种断面形状。
为了支撑绝热层，在绝热层的下方可设置支架(图中未给出)。
图5是本发明的另一个实施例，由截面上看，集热管成曲线形态排列，上层集热管31在截面上按照曲线L的形状排列，而下层集热管32在截面上也是按照曲线L的形状排列，绝热层上表面42形状与集热管的排列形态相对应。
上层集热管31与下层集热管32所排列的曲线形状可以相同也可以不同。上层集热管31可以是水平排列，下层集热管32可以是向下凹的排列，或者上层集热管31是向上凸的排列，而下层集热管32是水平的排列或向下凹的排列。
绝热层两侧高度可以突出，将集热管30的外侧包围起来。
如上所述的本发明的太阳能温水用集热装置10，入射的太阳辐射热先由上层集热管吸收、集热，透过上层集热管的太阳辐射热再由下层集热管吸收、集热。
透过下层的太阳辐射热一部分被热吸收膜41吸收，将热量传递给绝热层40，一部分太阳辐射热由绝热层上表面42反射到集热管30，被绝热层40吸收的能量以辐射的方式传递给集热管30。
所以本发明的太阳能温水用集热装置10具有提升集热效率的效果。

Claims (7)

1.一种太阳能温水用集热装置，其特征在于集热管分多层布置，上、下层之间交替排列，底层集热管下部设置绝热层。
2.按照权利要求1所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于从截面上看集热管的排列为交错形状。
3.按照权利要求1所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于在绝热层的上表面设置热吸收膜。
4.按照权利要求1所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于绝热层的上表面为曲折面。
5.按照权利要求4所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于从截面看绝热层上表面曲折面有半圆形、抛物线形、三角形或梯形。
6.按照权利要求2所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于集热管分多层排列。
7.按照权利要求2所述的太阳能温水用集热装置，其特征在于从截面看集热管的排列形状为曲线，绝热层的上表面形状与集热管的排列形状相对应。
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