CN108397925A - 一种高效太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效太阳能热水器，其包括热水箱、冷水箱、支架以及太阳能集热器，所述冷水箱设置在所述支架的上端，所述热水箱设置在所述支架的下端，所述太阳能集热器连接所述热水箱和所述冷水箱；所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每根所述太阳能集热管包括外玻璃管和内玻璃管，所述外玻璃管的两端端头与所述内玻璃管的外壁密封连接，所述外玻璃管和内玻璃管之间形成夹层通道。

Description

一种高效太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能领域，具体涉及一种高效太阳能热水器。

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。

传统的太阳能集热器介质单一，只能用来加热水或是空气等单一介质，不能满足多工况的需求，且无法进行热量储蓄，因此，亟需要提供一种高效太阳能热水器，其能够同时加热多种介质，并且根据需要将热量在多种介质之间进行传递或切换，满足高效率的要求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决太阳能集热器不能同时加热多种介质，且热量分配不均匀的技术缺陷，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，其包括热水箱、冷水箱、支架以及太阳能集热器，所述冷水箱设置在所述支架的上端，所述热水箱设置在所述支架的下端，所述太阳能集热器连接所述热水箱和所述冷水箱；

所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每根所述太阳能集热管包括外玻璃管和内玻璃管，所述外玻璃管的两端端头与所述内玻璃管的外壁密封连接，所述外玻璃管和内玻璃管之间形成夹层通道，在所述外玻璃管的两端端头上分别设置有连接所述夹层通道的空气入口管和空气出口管，所述空气入口管位于下端，所述空气出口管位于上端，所述内玻璃管内为水介质通道，所述内玻璃管的两端分别插入支架上端的冷水箱和支架下端的热水箱中；在所述内玻璃管的外壁上均匀设置有多个喷气孔，所述多个喷气孔在内玻璃管的外壁上且与所述内玻璃管的轴线垂直的方向上构成多个喷气孔圆环，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向逐渐变大；

所述空气入口管与所述鼓风机连接，所述鼓风机从环境吸收空气吹入所述空气入口管中，并进入所述夹层通道中，所述空气出口管通过金属软管插入所述冷水箱中，在所述冷水箱中设置有金属盘管，所述金属盘管的入口连接所述金属软管的出口，在金属盘管上等间距设置有漏气小孔，所述金属盘管的出口端设置有端头，所述端头上连接有重力块，所述金属盘管的出口端设置在所述冷水箱的底端，所述冷水箱的上部设置有排气孔。

优选的，所述冷水箱和所述热水箱均设置有保温隔热层。

优选的，所述夹层通道内等间距设置有折流板。

优选的，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为1-3cm。

优选的，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为2cm。

有益效果在于：

(1)太阳能集热器包括外玻璃管和内玻璃管，其构成夹层通道和内玻璃管内的通道，其内分别流通不同的介质，能够同时完成对空气和水的分别加热，满足不同加热需求；

(2)所述夹层通道内的空气能够充分吸收热量，其中的一部分空气能够通过所述喷气孔进入所述内玻璃管内，与水混合，将热量放热给所述内玻璃管内的水介质，所述内玻璃管内的水介质在自主吸收太阳能热量的同时还吸收来自空气的热量，全方位提高水的温度，迅速将水加热，满足需求；

(3)在冷水箱中设置有金属盘管，夹层通道中的剩余空气最终进入金属盘管中，通过所述漏气小孔排入所述冷水箱中，与其内的冷水直接接触换热，将热量传递给冷水，对其进行预热，充分利用热量；

(4)所述金属盘管的出口端连接有重力块，其在重力的作用下拉动所述金属盘管的出口端，使出口端始终位于冷水箱的底端，防止其出口端高于水面而使热量白白流失。

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是本发明的高效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是本发明的图2中沿着A-A的截面示意图；

图4是本发明的金属盘管的结构示意图。

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3所示，本发明提供的一种高效太阳能热水器，其包括热水箱1、冷水箱2、支架3以及太阳能集热器4，所述冷水箱2设置在所述支架3的上端，所述热水箱1设置在所述支架3的下端，所述太阳能集热器4连接所述热水箱1和所述冷水箱2；

所述太阳能集热器4包括多根太阳能集热管5，每根所述太阳能集热管5包括外玻璃管6和内玻璃管7，所述外玻璃管6的两端端头与所述内玻璃管7的外壁密封连接，所述外玻璃管6和内玻璃管7之间形成夹层通道8，在所述外玻璃管6的两端端头上分别设置有连接所述夹层通道8的空气入口管9和空气出口管10，所述空气入口管9位于下端，所述空气出口管10位于上端，所述内玻璃管7内为水介质通道，所述内玻璃管7的两端分别插入支架上端的冷水箱2和支架下端的热水箱1中；在所述内玻璃管7的外壁上均匀设置有多个喷气孔11，所述多个喷气孔11在内玻璃管7的外壁上且与所述内玻璃管7的轴线垂直的方向上构成多个喷气孔圆环，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向逐渐变大；

所述空气入口管9与所述鼓风机12连接，所述鼓风机12从环境吸收空气吹入所述空气入口管9中，并进入所述夹层通道8中，所述空气出口管10通过金属软管插入所述冷水箱2中，在所述冷水箱2中设置有金属盘管13，所述金属盘管13的入口连接所述金属软管的出口，在金属盘管13上等间距设置有漏气小孔14，所述金属盘管13的出口端设置有端头15，所述端头上连接有重力块16，所述金属盘管13的出口端设置在所述冷水箱的底端，所述冷水箱2的上部设置有排气孔17。

优选的，所述冷水箱2和所述热水箱1均设置有保温隔热层。

优选的，所述夹层通道8内等间距设置有折流板，通过该折流板能够延长空气的流道，提高其吸热面积和吸热时间，最终提高其吸热效率。

优选的，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为1-3cm。

优选的，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为2cm。

本发明的工作过程如下：

当系统开始运行时，所述冷水重力的作用下从所述冷水箱流出，流到所述太阳能集热器的内玻璃管内，开始吸收太阳能热量，同时，所述冷空气由所述鼓风机吹入所述夹层通道内，吸收穿透所述外玻璃管的阳光的热量，同时，其中的一部分空气能够通过所述喷气孔进入所述内玻璃管内，与水混合，将热量放热给所述内玻璃管内的水介质，所述内玻璃管内的水介质在自主吸收太阳能热量的同时还吸收来自空气的热量，全方位提高水的温度，迅速将水加热，满足需求；此后，夹层通道中的剩余空气最终进入金属盘管中，通过所述漏气小孔排入所述冷水箱中，与其内的冷水直接接触换热，将热量传递给冷水，对其进行预热，充分利用热量，对冷水进行预热和吸热多个过程的加热，使其满足温度需求。

(1)太阳能集热器包括外玻璃管和内玻璃管，其构成夹层通道和内玻璃管内的通道，其内分别流通不同的介质，能够同时完成对空气和水的分别加热，满足不同加热需求；

(2)所述夹层通道内的空气能够充分吸收热量，其中的一部分空气能够通过所述喷气孔进入所述内玻璃管内，与水混合，将热量放热给所述内玻璃管内的水介质，所述内玻璃管内的水介质在自主吸收太阳能热量的同时还吸收来自空气的热量，全方位提高水的温度，迅速将水加热，满足需求；

(3)在冷水箱中设置有金属盘管，夹层通道中的剩余空气最终进入金属盘管中，通过所述漏气小孔排入所述冷水箱中，与其内的冷水直接接触换热，将热量传递给冷水，对其进行预热，充分利用热量；

(4)所述金属盘管的出口端连接有重力块，其在重力的作用下拉动所述金属盘管的出口端，使出口端始终位于冷水箱的底端，防止其出口端高于水面而使热量白白流失。

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 (5)

1.一种高效太阳能热水器，其包括热水箱、冷水箱、支架以及太阳能集热器，所述冷水箱设置在所述支架的上端，所述热水箱设置在所述支架的下端，所述太阳能集热器连接所述热水箱和所述冷水箱；

所述太阳能集热器包括多根太阳能集热管，每根所述太阳能集热管包括外玻璃管和内玻璃管，所述外玻璃管的两端端头与所述内玻璃管的外壁密封连接，所述外玻璃管和内玻璃管之间形成夹层通道，在所述外玻璃管的两端端头上分别设置有连接所述夹层通道的空气入口管和空气出口管，所述空气入口管位于下端，所述空气出口管位于上端，所述内玻璃管内为水介质通道，所述内玻璃管的两端分别插入支架上端的冷水箱和支架下端的热水箱中；在所述内玻璃管的外壁上均匀设置有多个喷气孔，所述多个喷气孔在内玻璃管的外壁上且与所述内玻璃管的轴线垂直的方向上构成多个喷气孔圆环，所述多个喷气小孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向逐渐变大；

所述空气入口管与所述鼓风机连接，所述鼓风机从环境吸收空气吹入所述空气入口管中，并进入所述夹层通道中，所述空气出口管通过金属软管插入所述冷水箱中，在所述冷水箱中设置有金属盘管，所述金属盘管的入口连接所述金属软管的出口，在金属盘管上等间距设置有漏气小孔，所述金属盘管的出口端设置有端头，所述端头上连接有重力块，所述金属盘管的出口端设置在所述冷水箱的底端，所述冷水箱的上部设置有排气孔。

2.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述冷水箱和所述热水箱均设置有保温隔热层。

3.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述夹层通道内等间距设置有折流板。

4.根据权利要求1所述的高效太阳能热水器，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为1-3cm。

5.根据权利要求4所述的太阳能热水器，所述多个喷气孔圆环中的相邻喷气孔圆环之间的间距沿着内玻璃管内水流的方向以等差阵列逐渐变大，其等差值为2cm。