CN108253641A - 一种防炸裂的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防炸裂的太阳能热水器，其包括冷水箱、热水箱、太阳能集热器以及支架，所述太阳能集热器设置在所述支架上，且其两端分别连接所述冷水箱和所述热水箱，其特征在于，所述热水箱设置在所述支架的上端，所述冷水箱设置在支架的下端，所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每一根所述太阳能集热管的上端插入所述热水箱中，每一根所述太阳能集热管的下端通过泵连接所述冷水箱。

Description

一种防炸裂的太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种防炸裂的太阳能热水器。

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。

现有的太阳能热水器采用真空管集热器，太阳能真空管为了实现耐高温普遍采用玻璃材质，然而，玻璃材质的太阳能真空管容易炸裂，且不易于移动，因此，其安全性存在隐患，亟需要提供一种安全高效的太阳能热水器。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决真空管太阳能集热器的易碎易炸裂且不便于运输的技术问题，提供一种防炸裂的太阳能热水器，其显著的提高其安全性。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种防炸裂的太阳能热水器，其包括冷水箱、热水箱、太阳能集热器以及支架，所述太阳能集热器设置在所述支架上，且其两端分别连接所述冷水箱和所述热水箱，其特征在于，所述热水箱设置在所述支架的上端，所述冷水箱设置在支架的下端，所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每一根所述太阳能集热管的上端插入所述热水箱中，每一根所述太阳能集热管的下端通过泵连接所述冷水箱；

每一根所述太阳能集热管包括外金属管和内玻璃管，所述内玻璃管面向太阳，所述外金属管设置在所述内玻璃管的背部，所述外金属管和所述内玻璃管之间设置有间隙，在所述间隙中设置有用于支撑所述内玻璃管的Y型架，Y型架的一端焊接在所述外金属管的内壁，另一端卡接在所述内玻璃管的外壁上，所述外金属管包括至少三条金属板，每一条所述金属板的截面为弧形截面，三条金属板等间距的设置在所述内玻璃管的背部两侧，每一条所述金属板上沿长度方向均匀设置有至少三个Y型架，每一条所述金属板的两端与所述内玻璃管的两端卡接固定，在所述内玻璃管的两端端头设置有凹槽，每一条所述金属板的两端分别设置有卡环，所述卡环的一端焊接固定在所述金属板的内壁，所述卡环的另一端呈圆形形，其卡接在所述凹槽内，在所述卡环与所述凹槽之间的内玻璃管上设置有蓄力弹簧；在每一条所述金属板的内壁上涂覆有反射性涂层；

所述内玻璃管的截面为矩形截面，所述内玻璃管至少包括三段直管段和三段波纹管段，所述直管段和所述波纹管段交替分布，且所述直管段和所述波纹管段依次首尾相连，在每一段所述直管段内设置有多条螺旋扰流片，所述螺旋扰流片沿着直管段的长度方向延伸，且多条所述螺旋扰流片之间的间距沿着水流方向逐渐变窄，在所述内玻璃管的两端为波纹管段，所述波纹的波谷构成所述凹槽，每一个所述Y型架正好卡接在所述波纹段的波谷中；

所述外金属管通过所述卡环和所述Y型架能够围绕所述内玻璃管旋转，所述三条金属板之间设置有间隙，且面向太阳时，所述间隙正好位于所述内玻璃管的阴影内，所述三条金属板能够接收未被所述内玻璃管遮挡的太阳光；

所述外金属管由电机控制围绕所述内玻璃管旋转，且外金属管的初始位置位于西方，面向正东方，此时所述蓄力弹簧不蓄力，所述外金属管的最终位置位于东方，面向正西方，此时所述蓄力弹簧被压紧，当外金属管旋转到最终位置时，控制电机断电，外金属管在蓄力弹簧的作用下回复到初始位置。

优选的，所述直管段和所述波纹管段的长度不相等，且至少三个直管段的长度沿着水流方向逐渐变短，至少三个波纹管段的长度沿着水流方向逐渐变长。

优选的，所述电机由定时器控制，所述定时器的定时周期为12个小时，从早上6点到下午18点，在早上6点，所述定时器控制电机通电，在下午18点，所述定时器控制电机断电。

优选的，所述Y型架的个数与所述波纹管段的个数不相等，所述波纹管段的个数比所述Y型架的个数多2个，且二者皆大于3个。

优选的，所述金属板的材料选自钢铁或合金。

优选的，所述反射性涂层包含对波长低于1100μm的光线的反射，其反射度为0.7-0.9，所述反射性涂层包含氧化铟锡。

有益效果在于：

(1)太阳能集热管的外侧设置外金属管，增强了太阳能集热管的强度，提高了其运输性以及便捷性；

(2)太阳能集热管的内玻璃管包含直管段和波纹段，通过设置波纹段，内玻璃管在温度升高时能够进行适当的膨胀伸长，避免了高温炸裂，提高了太阳能集热管的安全性；

(3)外金属管的两条金属板能够在电机的控制下围绕所述内玻璃管进行旋转，时刻以最佳角度对太阳光进行反射，提高其集热效率；

(4)所述电机由定时器控制，每个周期为12个小时，在达到最终位置时，电机断电，所述外金属管的两条金属板在蓄力弹簧的作用下回复到初始位置，节省了电力；

(5)内玻璃管的矩形截面小于与圆形卡环的尺寸，在将其卡接固定的同时不阻碍其转动。

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是本发明的防炸裂的太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的任一太阳能集热管的结构示意图；

图3是本发明的任一太阳能集热管的截面示意图；

图4是本发明的Y型架的结构示意图。

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4所示，本发明提供的一种防炸裂的太阳能热水器，其包括冷水箱1、热水箱2、太阳能集热器3以及支架4，所述太阳能集热器3设置在所述支架4上，且其两端分别连接所述冷水箱1和所述热水箱2，其特征在于，所述热水箱2设置在所述支架4的上端，所述冷水箱1设置在支架4的下端，所述太阳能集热器3包括多根太阳能集热管5，每一根所述太阳能集热管5的上端插入所述热水箱2中，每一根所述太阳能集热管5的下端通过泵13连接所述冷水箱1；

每一根所述太阳能集热管5包括外金属管6和内玻璃管7，所述内玻璃管7面向太阳，所述外金属管6设置在所述内玻璃管7的背部，所述外金属管6和所述内玻璃管7之间设置有间隙，在所述间隙中设置有用于支撑所述内玻璃管的Y型架8，Y型架8的一端焊接在所述外金属管6的内壁，另一端卡接在所述内玻璃管7的外壁上，所述外金属管6包括至少三条金属板9(在图2中由于视图原因只画出一个，另一侧的两个未示出)，每一条所述金属板9的截面为弧形截面，三条金属板9等间距的设置在所述内玻璃管7的背部两侧，每一条所述金属板9上沿长度方向均匀设置有至少三个Y型架8，每一条所述金属板9的两端与所述内玻璃管7的两端卡接固定，在所述内玻璃管7的两端端头设置有凹槽，每一条所述金属板9的两端分别设置有卡环10，所述卡环10的一端焊接固定在所述金属板的内壁，所述卡环10的另一端呈圆形，其卡接在所述凹槽内，在所述卡环10与所述凹槽之间的内玻璃管7上设置有蓄力弹簧(图中未示出)；在每一条所述金属板9的内壁上涂覆有反射性涂层；

所述内玻璃管7的截面为矩形截面，所述内玻璃管7至少包括三段直管段11和三段波纹管段12，所述直管段11和所述波纹管段12交替分布，且所述直管段11和所述波纹管段12依次首尾相连，在每一段所述直管段11内设置有多条螺旋扰流片(未示出)，所述螺旋扰流片沿着直管段11的长度方向延伸，且多条所述螺旋扰流片之间的间距沿着水流方向逐渐变窄，在所述内玻璃管7的两端为波纹管段12，所述波纹的波谷构成所述凹槽，每一个所述Y型架正好卡接在所述波纹段12的波谷中；

所述外金属管6通过所述卡环10和所述Y型架8能够围绕所述内玻璃管旋转，所述三条金属板9之间设置有间隙，且面向太阳时，所述间隙正好位于所述内玻璃管的阴影内，所述三条金属板9能够接收未被所述内玻璃管遮挡的太阳光；

所述外金属管由电机控制围绕所述内玻璃管旋转，且外金属管的初始位置位于西方，面向正东方，此时所述蓄力弹簧不蓄力，所述外金属管的最终位置位于东方，面向正西方，此时所述蓄力弹簧被压紧，当外金属管旋转到最终位置时，控制电机断电，外金属管在蓄力弹簧的作用下回复到初始位置。

优选的，所述直管段11和所述波纹管段12的长度不相等，且至少三个直管段11的长度沿着水流方向逐渐变短，至少三个波纹管段12的长度沿着水流方向逐渐变长。

优选的，所述电机由定时器控制，所述定时器的定时周期为12个小时，从早上6点到下午18点，在早上6点，所述定时器控制电机通电，在下午18点，所述定时器控制电机断电。

优选的，所述Y型架的个数与所述波纹管段的个数不相等，所述波纹管段的个数比所述Y型架的个数多2个，且二者皆大于3个。

优选的，所述金属板的材料选自钢铁或合金。

优选的，所述反射性涂层包含对波长低于1100μm的光线的反射，其反射度为0.7-0.9，所述反射性涂层包含氧化铟锡。

本发明的工作过程如下：

(1)太阳能集热管的外侧设置外金属管，增强了太阳能集热管的强度，提高了其运输性以及便捷性；

(2)太阳能集热管的内玻璃管包含直管段和波纹段，通过设置波纹段，内玻璃管在温度升高时能够进行适当的膨胀伸长，避免了高温炸裂，提高了太阳能集热管的安全性；

(3)外金属管的两条金属板能够在电机的控制下围绕所述内玻璃管进行旋转，时刻以最佳角度对太阳光进行反射，提高其集热效率；

(4)所述电机由定时器控制，每个周期为12个小时，在达到最终位置时，电机断电，所述外金属管的两条金属板在蓄力弹簧的作用下回复到初始位置，节省了电力；

(5)内玻璃管的矩形截面小于与圆形卡环的尺寸，在将其卡接固定的同时不阻碍其转动。

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 (6)

1.一种防炸裂的太阳能热水器，其包括冷水箱、热水箱、太阳能集热器以及支架，所述太阳能集热器设置在所述支架上，且其两端分别连接所述冷水箱和所述热水箱，其特征在于，所述热水箱设置在所述支架的上端，所述冷水箱设置在支架的下端，所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每一根所述太阳能集热管的上端插入所述热水箱中，每一根所述太阳能集热管的下端通过泵连接所述冷水箱；

每一根所述太阳能集热管包括外金属管和内玻璃管，所述内玻璃管面向太阳，所述外金属管设置在所述内玻璃管的背部，所述外金属管和所述内玻璃管之间设置有间隙，在所述间隙中设置有用于支撑所述内玻璃管的Y型架，Y型架的一端焊接在所述外金属管的内壁，另一端卡接在所述内玻璃管的外壁上，所述外金属管包括至少三条金属板，每一条所述金属板的截面为弧形截面，三条金属板等间距的设置在所述内玻璃管的背部两侧，每一条所述金属板上沿长度方向均匀设置有至少三个Y型架，每一条所述金属板的两端与所述内玻璃管的两端卡接固定，在所述内玻璃管的两端端头设置有凹槽，每一条所述金属板的两端分别设置有卡环，所述卡环的一端焊接固定在所述金属板的内壁，所述卡环的另一端呈圆形形，其卡接在所述凹槽内，在所述卡环与所述凹槽之间的内玻璃管上设置有蓄力弹簧；在每一条所述金属板的内壁上涂覆有反射性涂层；

所述内玻璃管的截面为矩形截面，所述内玻璃管至少包括三段直管段和三段波纹管段，所述直管段和所述波纹管段交替分布，且所述直管段和所述波纹管段依次首尾相连，在每一段所述直管段内设置有多条螺旋扰流片，所述螺旋扰流片沿着直管段的长度方向延伸，且多条所述螺旋扰流片之间的间距沿着水流方向逐渐变窄，在所述内玻璃管的两端为波纹管段，所述波纹的波谷构成所述凹槽，每一个所述Y型架正好卡接在所述波纹段的波谷中；

所述外金属管通过所述卡环和所述Y型架能够围绕所述内玻璃管旋转，所述三条金属板之间设置有间隙，且面向太阳时，所述间隙正好位于所述内玻璃管的阴影内，所述三条金属板能够接收未被所述内玻璃管遮挡的太阳光；

所述外金属管由电机控制围绕所述内玻璃管旋转，且外金属管的初始位置位于西方，面向正东方，此时所述蓄力弹簧不蓄力，所述外金属管的最终位置位于东方，面向正西方，此时所述蓄力弹簧被压紧，当外金属管旋转到最终位置时，控制电机断电，外金属管在蓄力弹簧的作用下回复到初始位置。

2.根据权利要求1所述的防炸裂的太阳能热水器，所述直管段和所述波纹管段的长度不相等，且至少三个直管段的长度沿着水流方向逐渐变短，至少三个波纹管段的长度沿着水流方向逐渐变长。

3.根据权利要求1所述的防炸裂的太阳能热水器，所述电机由定时器控制，所述定时器的定时周期为12个小时，从早上6点到下午18点，在早上6点，所述定时器控制电机通电，在下午18点，所述定时器控制电机断电。

4.根据权利要求1所述的防炸裂的太阳能热水器，所述Y型架的个数与所述波纹管段的个数不相等，所述波纹段的个数比所述Y型架的个数多2个，且二者皆大于3个。

5.根据权利要求1所述的防炸裂的太阳能热水器，所述金属板的材料选自钢铁或合金。

6.根据权利要求1所述的安全高效的太阳能热水器，所述反射性涂层包含对波长低于1100μm的光线的反射，其反射度为0.7-0.9，所述反射性涂层包含氧化铟锡。