CN108106023A - 一种太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能热水器，其特征在于，包括太阳能集热器、冷水箱、热水箱以及支架，所述太阳能集热器包括框架以及设置在所述框架内的多根并排平行排列的太阳能集热管，所述框架包括顶板、底板以及两侧的侧板，在所述顶板与底板上设置有相对应的用于穿过所述太阳能集热管的插孔，在每一个所述插孔内设置有与所述太阳能集热管相配合的套垫，所述太阳能集热器的框架设置在所述支架上，所述冷水箱位于所述支架的下端，所述热水箱位于所述支架的上端。

Description

一种太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种太阳能热水器。

背景技术

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。

现有的家用太阳能热水器的太阳能集热器，依靠水在真空集热管中流动的过程中吸收热量，由于真空集热管为圆柱状结构，介质水在其内流动的过程中需要外加动力提供动力使其自下向上流动，而在其流动的过程中，与真空集热管内壁直接接触，流动阻力太大，且为了防止其散热，还需要额外设置真空层，其制造工艺复杂，费时费力。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决太阳能集热器的集热管内流动阻力偏大，且制造工艺复杂、费时费力的技术缺陷，提供一种太阳能热水器，解决上述技术问题，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：

本发明提供的一种太阳能热水器，包括太阳能集热器、冷水箱、热水箱以及支架，所述太阳能集热器包括框架以及设置在所述框架内的多根并排平行排列的太阳能集热管，所述框架包括顶板、底板以及两侧的侧板，在所述顶板与底板上设置有相对应的用于穿过所述太阳能集热管的插孔，在每一个所述插孔内设置有与所述太阳能集热管相配合的套垫，所述太阳能集热器的框架设置在所述支架上，所述冷水箱位于所述支架的下端，所述热水箱位于所述支架的上端，所述太阳能集热器的太阳能集热管的入口连接所述冷水箱，所述太阳能真空集热管的出口连接所述热水箱；

每一根所述太阳能集热管为单层玻璃管结构，其包括沿着所述太阳能集热管的轴线方向延伸上的多个喷气管，每个喷气管从所述太阳能集热管的一端延伸到另一端，在每个太阳能集热管的内圆周上设置有多个向太阳能集热管的管外凸起的凸肋，每一个喷气管对应设置在一条凸肋中，且多个喷气管在所述太阳能集热管的圆周上等间距设置；

每一个所述喷气管包括位于其内的转轴以及设置在转轴上的多个小型风叶，每一个所述喷气管包括空气入口以及空气出口，分别位于所述喷气管的关于其轴线对称的两侧，且空气入口和空气出口的空气流动方向与所述太阳能集热管的内壁平行，所述喷气管的空气入口和空气出口均为直线型细缝结构，所述空气入口处的直线型细缝结构为缩口结构，所述空气出口处的直线型细缝结构为扩口结构，每一个所述喷气管的所述空气出口面向相邻的另一个喷气管的空气入口，在相邻的喷气管之间的太阳能集热管的内壁上形成空气输气层，所述空气输气层的空气流动方向与所述水流的方向相垂直，所述空气输气层紧贴所述太阳能集热管的内壁流动。

优选的，所述空气出口的直线形细缝结构设置呈喷嘴结构。

优选的，每一个所述喷气管内的转轴连接电源，用以驱动所述转轴的转动。

优选的，多个所述小型风叶均为防水风叶，且其等间距设置在所述转轴上。

有益效果在于：

(1)在太阳能集热管的内壁上设置有空气输气层，且其与水流方向垂直，在一定程度上避免了水流直接与集热管内壁接触的流动阻力，并且由于二者流动方向相垂直，在一定程度上空气输气层能够为水流提供扰流，使其受热均匀，最终达到温度均匀；

(2)设置有空气输气层，空气的导热系数比较低，在一定程度上能够防止热量散失，不用再额外设置真空层，节约了能源，并且制造工艺得以简化，节约了时间成本以及人力成本。

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是本发明的太阳能集热器的结构示意图；

图2是本发明的任一太阳能集热管的结构示意图；

图3是本发明的喷气管的截面示意图。

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3所示，本发明提供的一种太阳能热水器，其特征在于，包括太阳能集热器1、冷水箱2、热水箱3以及支架4，所述太阳能集热器1包括框架5以及设置在所述框架5内的多根并排平行排列的太阳能集热管6，所述框架5包括顶板7、底板8以及两侧的侧板9，在所述顶板7与底板8上设置有相对应的用于穿过所述太阳能集热管6的插孔10，在每一个所述插孔10内设置有与所述太阳能集热管6相配合的套垫(图中未示出)，所述太阳能集热器1的框架5设置在所述支架4上，所述冷水箱2位于所述支架4的下端，所述热水箱3位于所述支架4的上端，所述太阳能集热器1的太阳能集热管6的入口连接所述冷水箱2，所述太阳能集热管6的出口连接所述热水箱3；

每一根所述太阳能集热管6为单层玻璃管结构，其包括沿着所述太阳能集热管6的轴线方向延伸上的多个喷气管11，每个喷气管11从所述太阳能集热管6的一端延伸到另一端，在每个太阳能集热管6的内圆周上设置有多个向太阳能集热管6的管外凸起的凸肋12，如图中有6个凸肋12，每一个喷气管11对应设置在一条凸肋12中，且多个喷气管11在所述太阳能集热管6的圆周上等间距设置；

每一个所述喷气管11包括位于其内的转轴13以及设置在转轴13上的多个小型风叶14，每一个所述喷气管11包括空气入口15以及空气出口16，分别位于所述喷气管11的关于其轴线对称的两侧，且空气入口15和空气出口16的空气流动方向与所述太阳能集热管的内壁平行，所述喷气管的空气入口和空气出口均为直线型细缝结构，所述空气入口处的直线型细缝结构为缩口结构，所述空气出口处的直线型细缝结构为扩口结构，每一个所述喷气管的所述空气出口面向相邻的另一个喷气管的空气入口，在相邻的喷气管之间的太阳能集热管的内壁上形成空气输气层，所述空气输气层的空气流动方向与所述水流的方向相垂直，所述空气输气层紧贴所述太阳能集热管的内壁流动。

优选的，所述空气出口的直线形细缝结构设置呈喷嘴结构。

优选的，每一个所述喷气管内的转轴连接电源，用以驱动所述转轴的转动。

优选的，多个所述小型风叶均为防水风叶，且其等间距设置在所述转轴上。

工作过程：

当系统开始运行时，首先，在太阳能集热管内未有水流时，喷气管内的转轴通电开始转动，位于喷气管从环境中吸入空气，并不断吹送空气，则在相邻的喷气管之间逐渐形成空气输气层；其次，冷水在泵的驱动作用下由太阳能集热管的下端进入集热管内，自下向上流动，不断吸收太阳能的热量，同时，水流在空气输气层的带动下，不直接接触太阳能集热管的内壁，减小了流动阻力；最后，水流不断吸收太阳能的热量，最终变为热水存储在热水箱中。

有益效果在于：

(1)在太阳能集热管的内壁上设置有空气输气层，且其与水流方向垂直，在一定程度上避免了水流直接与集热管内壁接触的流动阻力，并且由于二者流动方向相垂直，在一定程度上空气输气层能够为水流提供扰流，使其受热均匀，最终达到温度均匀；

(2)设置有空气输气层，空气的导热系数比较低，在一定程度上能够防止热量散失，不用再额外设置真空层，节约了能源，并且制造工艺得以简化，节约了时间成本以及人力成本。

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)

1.一种太阳能热水器，其特征在于，包括太阳能集热器、冷水箱、热水箱以及支架，所述太阳能集热器包括框架以及设置在所述框架内的多根并排平行排列的太阳能集热管，所述框架包括顶板、底板以及两侧的侧板，在所述顶板与底板上设置有相对应的用于穿过所述太阳能集热管的插孔，在每一个所述插孔内设置有与所述太阳能集热管相配合的套垫，所述太阳能集热器的框架设置在所述支架上，所述冷水箱位于所述支架的下端，所述热水箱位于所述支架的上端，所述太阳能集热器的太阳能集热管的入口连接所述冷水箱，所述太阳能真空集热管的出口连接所述热水箱；

每一根所述太阳能集热管为单层玻璃管结构，其包括沿着所述太阳能集热管的轴线方向延伸上的多个喷气管，每个喷气管从所述太阳能集热管的一端延伸到另一端，在每个太阳能集热管的内圆周上设置有多个向太阳能集热管的管外凸起的凸肋，每一个喷气管对应设置在一条凸肋中，且多个喷气管在所述太阳能集热管的圆周上等间距设置；

每一个所述喷气管包括位于其内的转轴以及设置在转轴上的多个小型风叶，每一个所述喷气管包括空气入口以及空气出口，分别位于所述喷气管的关于其轴线对称的两侧，且空气入口和空气出口的空气流动方向与所述太阳能集热管的内壁平行，所述喷气管的空气入口和空气出口均为直线型细缝结构，所述空气入口处的直线型细缝结构为缩口结构，所述空气出口处的直线型细缝结构为扩口结构，每一个所述喷气棒的所述空气出口面向相邻的另一个喷气管的空气入口，在相邻的喷气管之间的太阳能集热管的内壁上形成空气输气层，所述空气输气的空气流动方向与所述水流的方向相垂直，所述空气输气层紧贴所述太阳能集热管的内壁流动。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，所述空气出口的直线形细缝结构设置呈喷嘴结构。

3.根据权利要求1所述的太阳能热水器，每一个所述喷气管内的转轴连接电源，用以驱动所述转轴的转动。

4.根据权利要求1所述的太阳能热水器，多个所述小型风叶均为防水风叶，且其等间距设置在所述转轴上。