CN108106020A - 一种高效太阳能热水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效太阳能热水器，其包括支架、冷水箱、热水箱以及位于热水箱和冷水箱之间的太阳能集热器，其特征在于，所述冷水箱位于支架的上方，热水箱位于支架的下方，所述太阳能集热器连接热水箱和冷水箱；所述太阳能集热器包括多个集热管，所述集热管包括玻璃外管和陶瓷内管，所述陶瓷内管为实心柱状管体，所述玻璃外管与陶瓷内管之间构成水通道夹层，所述水通道夹层通过多根毛细芯绳与所述冷水箱连通，所述毛细芯绳一端插入冷水箱中，另一端放置在陶瓷内管上端的外壁上；所述集热管的下端入所述热水箱中。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种高效太阳能热水器。
背景技术
随着文明的发展，化石燃料的使用急剧增加，这导致了严重的环境污染问题和全球变暖，该问题已成为国际社会的热门话题，但是由于发达国家、发展中国家和欠发达国家之间的与本国利益相关的不同意见而正走向一个不期望的方向。与其相应地，做出了对开发新的可再生能源的各种尝试，以积极地应对全球变暖和环境问题。新的可再生能源是指通过转换传统的化石燃料进行利用或对包括阳光、水、地热、生物有机体等可再生能源而进行利用的能量。其特性是面向可持续能源供给系统的未来能源。由于油价不稳定和气候变化协议的限制等，新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等，而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。问题是，从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。但是，随着技术的发展进步，从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低，而在发电效率正在逐渐提高。
把太阳能转换成热能主要依靠集热器。目前太阳能集热器主要有真空管集热器、热管集热器和真空平板集热器三种。
现在家用的太阳能热水器还存在集热效率不高，造价略贵的技术缺陷，亟需要提供一种高效太阳能热水器去解决上述技术缺陷，为人们提供廉价高效的太阳能源。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决太阳能集热器集热效率不高，造价贵的技术缺陷，提供一种高效太阳能热水器，以满足人们日益增长的对美好生活的期望。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种高效太阳能热水器，其包括支架、冷水箱、热水箱以及位于热水箱和冷水箱之间的太阳能集热器，其特征在于，所述冷水箱位于支架的上方，热水箱位于支架的下方，所述太阳能集热器连接热水箱和冷水箱；
所述太阳能集热器包括多个集热管，所述集热管包括玻璃外管和陶瓷内管，所述陶瓷内管为实心柱状管体，所述玻璃外管与陶瓷内管之间构成水通道夹层，所述水通道夹层通过多根毛细芯绳与所述冷水箱连通，所述毛细芯绳一端插入冷水箱中，另一端放置在陶瓷内管上端的外壁上；所述集热管的下端入所述热水箱中；
所述玻璃外管外壁上设置有多个凸起，每个所述凸起内均设置一块凸透镜，所述多个凸起在所述玻璃外管的外壁面上、且与玻璃外管轴线垂直的横截面上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列；每个所述凸透镜上均匀设置有多个通孔，每个所述通孔呈渐缩型，光线通过该凸透镜聚焦到陶瓷内管上的水流上，通过通孔的光线直接照射到水流上；
所述玻璃内管外壁上设置水流槽道，所述水流槽道包括直线槽以及间隔设置在所述直线槽上的凹坑，每一个凹坑与每一个所述凸透镜的焦点重合对应。
作为优选，所述冷水箱和热水箱外壁设置保温层。
作为优选，所述凹坑在所述陶瓷内管上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列。
作为优选，所述水流槽道上凹坑的数量与所述凸透镜的数量相等或是其1/2。
有益效果在于：
(1)将热水箱设置在下面，冷水箱设置在上面，利用水的重力自然下流，节约动力；
(2)通过毛细芯绳将冷水箱中的水不断吸入水通道夹层中，并进入所述水流槽道内，其在该水流槽道内缓慢向下流动，流动的过程中不断吸收太阳能的热量，进而取得热水，其流量由毛细芯绳操控，极大提高了流量的控制与调整；
(3)设置凸透镜，提高对太阳能的聚焦，并将焦点聚焦到其所对应的凹坑中，极大的提高了集热效率，充分利用清洁能源；
(4)液体水在所述水通道夹层内，在所述陶瓷内管的外壁均匀流动，整个太阳能热水器的美观性提高提高，有种田园生活、小桥流水人家的超然感受。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的侧面结构示意图；
图2是本发明的正面结构示意图；
图3是本发明的集热管的示意图；
图4是本发明的集热管的外玻璃管的示意图；
图5是本发明的水流槽道的示意图；
图6是本发明的凸透镜的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图6所示，本发明提供的一种高效太阳能热水器，其包括支架1、冷水箱2、热水箱3以及位于热水箱3和冷水箱2之间的太阳能集热器4，其特征在于，所述冷水箱2位于支架1的上方，热水箱3位于支架1的下方，所述太阳能集热器4连接热水箱3和冷水箱2；
所述太阳能集热器4包括多个集热管5，所述集热管5包括玻璃外管6和陶瓷内管7，所述陶瓷内管7为实心柱状管体，所述玻璃外管6与陶瓷内管7之间构成水通道夹层8，所述水通道夹层8通过多根毛细芯绳9与所述冷水箱2连通，所述毛细芯绳9一端插入冷水箱2中，另一端放置在陶瓷内管7上端的外壁上；所述集热管5的下端入所述热水箱3中；
所述玻璃外管6外壁上设置有多个凸起14，每个所述凸起14内均设置一块凸透镜10，所述多个凸起在所述玻璃外管6的外壁面上、且与玻璃外管轴线垂直的横截面上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列；每个所述凸透镜10上均匀设置有多个通孔11，每个所述通孔11呈渐缩型，光线通过该凸透镜10聚焦到陶瓷内管7上的水流上，通过通孔11的光线直接照射到水流上；
所述陶瓷内管7外壁上设置水流槽道12，所述水流槽道12包括直线槽以及间隔设置在所述直线槽上的凹坑13，每一个凹坑13与每一个所述凸透镜10的焦点重合对应。
作为优选，所述冷水箱2和热水箱3外壁设置保温层。
作为优选，所述凹坑13在所述陶瓷内管7上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列。
作为优选，所述水流槽道12上凹坑13的数量与所述凸透镜10的数量相等或是其1/2。
本发明的工作过程如下：当早上太阳升起时，毛细芯绳9开始吸引冷水箱2中的水进入水通道夹层8中，并沿着陶瓷内管7的外壁上的水流槽道12向下流动，在向下流动的过程中不断吸收太阳能的热量，同时，当其流入凹坑13中，则会在凹坑中停留较长的时间，则会充分吸收凸透镜10聚焦的热量，尽可能的提高太阳能的集热效率，同时，经过最终吸收热量变为热水则最后流入热水箱3中保温储存，以用于生活需要用水。
(1)将热水箱设置在下面，冷水箱设置在上面，利用水的重力自然下流，节约动力；
(2)通过毛细芯绳将冷水箱中的水不断吸入水通道夹层中，并进入所述水流槽道内，其在该水流槽道内缓慢向下流动，流动的过程中不断吸收太阳能的热量，进而取得热水，其流量由毛细芯绳操控，极大提高了流量的控制与调整；
(3)设置凸透镜，提高对太阳能的聚焦，并将焦点聚焦到其所对应的凹坑中，极大的提高了集热效率，充分利用清洁能源；
(4)液体水在所述水通道夹层内，在所述陶瓷内管的外壁均匀流动，整个太阳能热水器的美观性提高提高，有种田园生活、小桥流水人家的超然感受。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种高效太阳能热水器，其包括支架、冷水箱、热水箱以及位于热水箱和冷水箱之间的太阳能集热器，其特征在于，所述冷水箱位于支架的上方，热水箱位于支架的下方，所述太阳能集热器连接热水箱和冷水箱；
所述太阳能集热器包括多个集热管，所述集热管包括玻璃外管和陶瓷内管，所述陶瓷内管为实心柱状管体，所述玻璃外管与陶瓷内管之间构成水通道夹层，所述水通道夹层通过多根毛细芯绳与所述冷水箱连通，所述毛细芯绳一端插入冷水箱中，另一端放置在陶瓷内管上端的外壁上；所述集热管的下端入所述热水箱中；
所述玻璃外管外壁上设置有多个凸起，每个所述凸起内均设置一块凸透镜，所述多个凸起在所述玻璃外管的外壁面上、且与玻璃外管轴线垂直的横截面上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列；每个所述凸透镜上均匀设置有多个通孔，每个所述通孔呈渐缩型，光线通过该凸透镜聚焦到陶瓷内管上的水流上，通过通孔的光线直接照射到水流上；
所述玻璃内管外壁上设置水流槽道，所述水流槽道包括直线槽以及间隔设置在所述直线槽上的凹坑，每一个凹坑与每一个所述凸透镜的焦点重合对应。
2.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述冷水箱和热水箱外壁设置保温层。
3.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述凹坑在所述陶瓷内管上呈圆环状排列，各个圆环之间的间距相等或是按等差阵列排列。
4.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述水流槽道上凹坑的数量与所述凸透镜的数量相等或是其1/2。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112178956A (zh) * | 2020-09-23 | 2021-01-05 | 王振国 | 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器 |
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| GB1497953A (en) * | 1976-02-16 | 1978-01-12 | Yao Chen Tsai | Method and a device for producing distilled water using solar energy |
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2017
- 2017-12-27 CN CN201711450989.6A patent/CN108106020A/zh active Pending
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