CN104976785A - 一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置 - Google Patents

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Abstract

一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置包括：太阳能聚光器，真空集热管，聚光器加强筋，阳台栏杆上联箱，下联箱，玻璃盖板，边框，联箱冷水管，联箱热水管，补水冷水管，用热水管，保温水箱，电磁辅助加热器，保温绝热层。太阳能聚光器的背面固定聚光器加强筋，聚光器加强筋竖直根植于阳台地板上，太阳能聚光器的聚光焦带上放置有真空集热管，真空集热管的开口端与阳台栏杆上联箱相连，真空集热管的盲端固定于下联箱中，阳台栏杆上联箱内部固定安装有联箱冷水管和联箱热水管，联箱冷水管和联箱热水管均与保温水箱相连，构成太阳能热水装置的热水循环。

Description

一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置
技术领域
    本发明涉及太阳能热水器领域，具体涉及一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置。
背景技术
在全球能源紧张、气候恶化，严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，太阳能热水器可再生能源利用和可持续发展中获取优势地位。太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。我国自上世纪70年代引进全玻璃真空集热管的样管以来，在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术已有40多年的发展过程，在这40多年的发展过程中，产量虽是突飞猛进，技术性能并非成熟完善，由于太阳能热水器的节能和便捷性越来越多的消费者选择了太阳能热水器。但是在太阳能热水器利用过程中，也存在一些问题，目前太阳能热水器安装主要安装在建筑物顶部，施工难度大，安装不牢固，常有太阳能热水器被风吹落事故发生，且维护不变及易受雷击等，同时安装在屋顶与建筑物外貌不协调，影响建筑物美观；也有阳台壁挂式太阳能热水器，壁挂式太阳能热水器安装大多以倾斜的三角支架作为安装基础，要墙外登高施工，施工难度大，且维护十分困难，由于安装有倾角，要凸出建筑物墙外，与原建筑外观不协调，影响建筑美观；也有少量的阳台太阳能热水器，采用在阳台面竖立安装，一种是真空管热水器竖立安装，真空管热水器竖立安装时，大大减少了太阳能光的垂直入射光线，降低了太阳能热水器的集热效果，且在阳台安装容易受到家人及小孩的触碰，使用不安全；另一种是平板热水器竖直安装，集热效率更低，且由于平板热水器表面涂层是黑色或深蓝色，包围阳台四周色调十分不协调，影响建筑物美观，且不能兼顾阳台栏杆功能，还要另外安装阳台栏杆，造成投资浪费，成本高，不宜推广。以上太阳能热水器应用存在诸多问题亟待解决。
发明内容
为了提高太阳能光热利用效率，解决上述太阳能热水器系统存在的问题，以及充分利用太阳能与建筑物相结合的优势，便于安装和维护，本发明提供一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置。本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置包括：太阳能聚光器，真空集热管，聚光器加强筋，阳台栏杆上联箱，下联箱，玻璃盖板，边框，联箱冷水管，联箱热水管，补水冷水管，用热水管，保温水箱，电磁辅助加热器，保温绝热层。太阳能聚光器的背面固定聚光器加强筋，聚光器加强筋竖直根植于阳台地板上，太阳能聚光器的聚光焦带上放置有真空集热管，真空集热管的开口端与阳台栏杆上联箱相连，真空集热管的盲端固定于下联箱中，阳台栏杆上联箱内部固定安装有联箱冷水管和联箱热水管，联箱冷水管和联箱热水管均与保温水箱相连，构成太阳能热水装置的热水循环。太阳能聚光器聚光面的四周有边框，玻璃盖板镶嵌于边框中，以保护聚光器内的真空集热管。
优选的太阳能聚光器是铝质抛物面聚光器，聚光器的聚光面镀上一层银镜，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
优选的太阳能聚光器是双层的，外层是一抛物面铝壳，聚光层是一抛物面玻璃银镜，玻璃银镜镶嵌在铝壳中，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
优选的太阳能聚光器的上端嵌入于阳台栏杆上联箱中，下端嵌入于下联箱中，聚光器的加强筋为C型钢。
优选的真空集热管是双层高透光镀膜真空玻璃管，真空管为一端封闭的盲管，两层玻璃之间为真空层，真空层的真空度≦10-3Pa，内玻璃管的内壁镀一层高吸热膜，高效吸收太阳的辐射能量，真空集热管封闭端的内管端固定有金属片和吸气带或吸气片，以吸收真空层因高温而释放的气体，真空集热管的长度为80-120cm,直径为45-100mm。
阳台栏杆上联箱外层方形或圆形不锈钢外壳，联箱的中间层保温绝热层，联箱内层为无缝圆形不锈钢管，不锈钢管开有真空集热管连接口，不锈钢管内部有联箱冷水管，冷水管连接有多支出水管，每支真空集热管内均深入一支冷水出水管，不锈钢连接口与真空集热管密封无泄漏连接，保温绝热层有保温绝热材料对联箱内层进行保温。
优选的保温水箱为保温绝热水箱，水箱有保温绝热层对水箱保温对外界绝热，保温水箱有联箱冷水管和联箱热水管与真空集热管相连，在联箱的中部连通有用热水管，用热水管的出水端通向洗浴间、厨房及地暖用热单元，保温水箱下部有补水冷水管，当保温水箱水位不足时，向水箱内补充新鲜冷水。
优选的用热水管在保温水箱的出水端安装有电磁加热器辅助加热器，当保温水箱水水温度低于设定值时，电磁辅助加热器自动启动，对管内水进行加热。
本发明的有益效果：
1、采用了太阳能聚光技术，提高了太阳能热水装置的蓄热温度，使热水系统更加安全可靠。
2、采用了太阳能集热器与阳台一体化设计，本装置不仅具有阳台栏杆功能还具备供热功能，使太阳能光热应用与建筑完美结合，实现了太阳能与建筑一体化的实际应用，降低了太阳能光热应用成本。
3、充分利用阳台竖立面，并且成为阳台构筑物的一部分，安装维护方，用热管线距离短，提高了热能利用效率，降低了使用成本。
由于采用了上述技术方案，从而使本发明解决了传统太阳能热水器，太阳能利用率低，水温低，安装维护不便，与建筑物不协调问题，突破了传统太阳能热水器应用的制约条件，实现了真正的太阳能与建筑物有机结合，利于太阳能光热的应用和推广，符合节能减排的发展战略目标。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1、本发明一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置结构示意图；
图2、本发明的太阳能聚光器局部放大侧面图；
1、太阳能聚光器，2、真空集热管，3、聚光器加强筋，4、阳台栏杆上联箱，5、下联箱，6、玻璃盖板，7、边框，8、联箱冷水管，9、联箱热水管，10、补水冷水管，11、用热水管，12、保温水箱，13、电磁辅助加热器，14、保温绝热层。
具体实施方式
参见图1、图2，本发明包括：太阳能聚光器1，真空集热管2，聚光器加强筋3，阳台栏杆上联箱4，下联箱5，玻璃盖板6，边框7，联箱冷水管8，联箱热水管9，补水冷水管10，用热水管11，保温水箱12，电磁辅助加热器13，保温绝热层14。实施时太阳能聚光器1的背面固定聚光器加强筋3，聚光器加强筋3竖直根植于阳台地板上，太阳能聚光器1的聚光焦带上放置有真空集热管2，真空集热管2的开口端与阳台栏杆上联箱4相连，真空集热管2的盲端固定于下联箱5中，阳台栏杆上联箱4内部固定安装有联箱冷水管8和联箱热水管9，联箱冷水管8和联箱热水管9均与保温水箱12相连，构成太阳能热水装置的热水循环。太阳能聚光器1聚光面的四周有边框7，玻璃盖板6镶嵌于边框7中，以保护聚光器内的真空集热管2。
优选的太阳能聚光器1是铝质抛物面聚光器，聚光器的聚光面镀上一层银镜，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
优选的太阳能聚光器1是双层的，外层是一抛物面铝壳，聚光层是一抛物面玻璃银镜，玻璃银镜镶嵌在铝壳中，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
优选的太阳能聚光器1的上端嵌入于阳台栏杆上联箱4中，下端嵌入于下联箱5中，聚光器的加强筋3为C型钢。
优选的真空集热管2是双层高透光镀膜真空玻璃管，真空管为一端封闭的盲管，两层玻璃之间为真空层，真空层的真空度≦10-3Pa，内玻璃管的内壁镀一层高吸热膜，高效吸收太阳的辐射能量，真空集热管2封闭端的内管端固定有金属片和吸气带或吸气片，以吸收真空层因高温而释放的气体，真空集热管2的长度为80-120cm,直径为45-100mm。
优选的阳台栏杆上联箱4外层方形或圆形不锈钢外壳，联箱的中间层保温绝热层14，联箱内层为无缝圆形不锈钢管，不锈钢管开有真空集热管2连接口，不锈钢管内部有联箱冷水管8，冷水管8连接有多支出水管，每支真空集热管2内均深入一支冷水出水管，不锈钢连接口与真空集热管2密封无泄漏连接，保温绝热层有保温绝热材料对联箱内层进行保温。
优选的保温水箱12为保温绝热水箱，水箱有保温绝热层14对水箱保温对外界绝热，保温水箱12有联箱冷水管8和联箱热水管9与真空集热管2相连，在联箱的中部连通有用热水管11，用热水管11的出水端通向洗浴间、厨房及地暖用热单元，保温水箱下部有补水冷水管10，当保温水箱12水位不足时，向水箱内补充新鲜冷水。
优选的用热水管11在保温水箱12的出水端安装有电磁加热器辅助加热器13，当保温水箱水12水温度低于设定值时，电磁辅助加热器13自动启动，对管内水进行加热，以满足用热需要。
本发明实施时的热水循环过程，太阳能辐射光线照射在太阳能聚光器1上，经过反光器的反光，把光线聚集在真空集热管2上，加热真空集热管2内的水，由于热水比重小冷水比重大，集热管内的热水上升冷水下降，形成热虹吸现象，热水上升至阳台栏杆联箱4由联箱热水管9导入至保温水箱12，保温水箱12的底部有联箱冷水管8，保温水箱底部较低温度的冷水由联箱冷水管8导出并输送至真空集热管2的内部，形成太阳能热水循环系统。
上述实施例只是说明本发明的技术构思及特点，其目的是让本领域的普通技术人员能够了解本发明的特点并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所进行的等效变化或修饰，均应涵盖在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置包括：太阳能聚光器，真空集热管，聚光器加强筋，阳台栏杆上联箱，下联箱，玻璃盖板，边框，联箱冷水管，联箱热水管，补水冷水管，用热水管，保温水箱，电磁辅助加热器，保温绝热层；其特征在于太阳能聚光器的背面固定聚光器加强筋，聚光器加强筋竖直根植于阳台地板上，太阳能聚光器的聚光焦带上放置有真空集热管，真空集热管的开口端与阳台栏杆上联箱相连，真空集热管的盲端固定于下联箱中，阳台栏杆上联箱内部固定安装有联箱冷水管和联箱热水管，联箱冷水管和联箱热水管均与保温水箱相连，构成太阳能热水装置的热水循环。
2.根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的太阳能聚光器聚光面的四周有边框，玻璃盖板镶嵌于边框中，以保护聚光器内的真空集热管。
3.根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的太阳能聚光器是双层的，外层是一抛物面铝壳，聚光层是一抛物面玻璃银镜，玻璃银镜镶嵌在铝壳中，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
4.    根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的太阳能聚光器是铝质抛物面聚光器，聚光器的聚光面镀上一层银镜，聚光器开口面的宽度为80-300mm。
5.    根据权利要求2或3所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的太阳能聚光器的上端嵌入于阳台栏杆上联箱中，下端嵌入于下联箱中，聚光器的加强筋为C型钢。
6.根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的真空集热管是双层高透光镀膜真空玻璃管，真空管为一端封闭的盲管，两层玻璃之间为真空层，真空层的真空度≦10-3Pa，内玻璃管的内壁镀一层高吸热膜，高效吸收太阳的辐射能量，真空集热管封闭端的内管端固定有金属片和吸气带或吸气片，以吸收真空层因高温而释放的气体，真空集热管的长度为80-120cm,直径为45-100mm。
7.根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的阳台栏杆上联箱外层方形或圆形不锈钢外壳，联箱的中间层保温绝热层，联箱内层为无缝圆形不锈钢管，不锈钢管开有真空集热管连接口，不锈钢管内部有联箱冷水管，冷水管连接有多支出水管，每支真空集热管内均深入一支冷水出水管，不锈钢连接口与真空集热管密封无泄漏连接，保温绝热层有保温绝热材料对联箱内层进行保温。
8.根据权利要求1所述的一种阳台一体化嵌入式聚光太阳能热水装置，其特征在于所述的用热水管在保温水箱的出水端安装有电磁加热器辅助加热器，当保温水箱水水温度低于设定值时，电磁辅助加热器自动启动，对管内水进行加热。
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