CN109140799A - 一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器。所述装置包括菲涅尔透镜、凹透镜、太阳能真空集热管、反射镜、脉动热管、相变储能材料、换热箱、平衡水箱、水泵、储水箱和支架。本发明所述太阳能热水器使得太阳能真空集热管受热更加均匀；且太阳光能够得到充分的利用；同时可避免由于太阳能真空集热管内部产生水垢进而影响集热性能的现象，还能提高热量的传输速度；即使太阳辐射强度不够时，也能正常工作；此外，还设有双轴跟踪机构，理论上可以完全跟踪太阳的运行轨迹以实现入射角为零；所述太阳能热水器集多种优点于一体，性能可靠、制造工艺简单、成本低廉、无结垢、热损失低等，是未来太阳能热水器的发展方向。

Description

一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术领域，更具体地，涉及一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器。

背景技术

太阳光经聚焦后可获得相当高的温度，它无污染，加热效率高，是一种非常理想的高温热源，因而，在工业生产以及生活用热过程中有广阔的应用前景。我国是太阳能资源较为丰富的国家。国土面积每年接收的太阳能辐射总量相当于24000亿吨标准煤，年均辐射量约为5900兆焦耳/平方米。

太阳能的利用方式多种多样，在日常生活中较为常见的就是将太阳光能转化为热能的太阳能热水器，按照不同的结构形式，太阳能热水器可以分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器常用的为全玻璃真空管式，具有集热性能好、加工制造简单，价格低廉等优点，占有较高的市场份额；但是其体积较为庞大，安装上造成不便；而且真空管易碎，其中一根真空管破碎，则整个系统无法正常进行工作，造成系统瘫痪；水直接进入真空管内部进行吸热，容易造成真空管内部产生水垢进而影响集热性能，增加后期的维护成本；全玻璃真空管集热器不能用于压力和温度要求较高的场所，因为不能承压运行，而且加热水的温度有限制。

由于上述原因的限制，真空管式太阳能热水器的应用受到了一定的限制，为了提高真空管式太阳能热水器的应用范围和应用率，有必要对真空管式太阳能热水器的上述缺点进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器。本发明所述太阳能热水器由于综合利用了菲涅尔透镜、凹透镜、反射镜、相变储能材料和脉动热管，不仅减少了太阳能真空集热管的使用数量，减少了装置的成本，还能充分利用太阳光；而且所述太阳能热水器的热量传输速度提高，即使太阳辐射强度不够时，太阳能热水器也能正常工作，提供温度较高的热水；本发明所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器集多种优点于一体，性能可靠、制造工艺简单、成本低廉、无结垢、热损失低等，是未来太阳能热水器的发展方向。

本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的：

一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，包括菲涅尔透镜、凹透镜、太阳能真空集热管、反射镜、脉动热管、相变储能材料、换热箱、平衡水箱、水泵、储水箱和支架组成；所述菲涅尔透镜、凹透镜、太阳能真空集热管、反射镜按照从上到下的方向，且具有相同对称轴的固定连接在支架上，且凹透镜的虚焦点落在菲涅尔透镜的焦线上；所述反射镜有2面，分别对称设置于太阳能真空集热管下方；所述换热箱设置在太阳能真空集热管朝上的开口端；所述脉动热管和相变储能材料填充在太阳能真空集热管内部，且脉动热管的一端位于换热箱内；所述换热箱的第一进水口外接自来水，出水口与平衡水箱的进水口连通；所述平衡水箱的第一出水口通过水泵与换热箱的第二进水口连通；平衡水箱的第二出水口与储水箱的进水口连通；所述支架用于固定整个装置。

脉动热管是一种新型热管，是目前国际上倍受瞩目的高效传热元件。与传统的热管相比，最大的特点是结构简单，无吸液芯，体积小，传热系数大，而且形状可以任意弯曲。它的工作原理如下：将管内抽成真空后充注进工作介质，由于管径较小，管内会出现气泡柱和液体柱的随机分布。脉动热管可以划分为蒸发端、绝热端、冷凝端。工作介质在蒸发端吸热膨胀产生气泡，由于压差的作用，工质被推向冷凝端。在冷凝端，气泡跟换热介质进行换热，压力降低并且收缩，造成蒸发端与冷凝端之间存在压差，而且两根相邻的管子之间的压力也不平衡。工质由于压差的作用，在蒸发端和冷凝端之间来回振荡流动，热量在这过程中得到传递。整个热量传递的过程无需外力做功。把脉动热管塞进去太阳能真空集热管后，换热介质跟脉动热管的冷凝端进行换热，不需要进入真空管内部，避免了真空管内部产生水垢进而影响集热性能。

相变储能材料是指物质在相变化过程中吸收或释放能量，在太阳能真空集热管内部填充有相变储能材料，可以使得在太阳辐射强度高时储存能量，在太阳辐射强度不够时通过相变释放出能量传递给脉动热管的蒸发端，实现热水系统热量的稳定供应。

本发明所述太阳能热水器中菲涅尔透镜用于聚集太阳光，提高集热效率，然后聚集后的光透过凹透镜转换成为平行光射出，以保证太阳能真空集热管受热均匀。

本发明所采用的菲涅尔透镜是采用高透光率的材料制成的，且具有较高的几何聚光比。优选地，所述菲涅尔透镜为圆弧曲面线聚焦菲涅尔透镜；其透光率不小于0.9；几何聚光比为20左右。

更优选地，所述菲涅尔透镜包括但不限于由聚烯烃材料注压而成或由PMMA透明塑料热压成型制备得到。

优选地，所述太阳能真空集热管设置为一根。

本发明所述太阳能热水器中采用的太阳能真空集热管仅设置一根，相对多根太阳能真空集热管的热水器来说，本发明提供的热水器的体积明显减小；但是由于太阳能真空集热管内部设置了脉动热管和相变储能材料，即使只有一根太阳能真空集热管，也能正常满足使用需求。而且，热水器的体积较小，便于运输和安装；对于安装空间的限制也明显减小，可以在更多小空间内安装。

优选地，所述凹透镜的宽度L是太阳能真空集热管外半径R的6倍；与太阳能真空集热管相切的光线照射到反射镜上的位置与光线和太阳能真空集热管切点之间的垂直距离为S；所述反射镜与地平面的锐角

优选地，所述太阳能真空集热管为全玻璃真空集热管，包括内玻璃管、外玻璃管、弹簧支架、消气剂和可供脉动热管穿过的封口塞；其中内玻璃管外表面涂有选择性吸收涂层。

优选地，所述脉动热管为回路脉动热管；由紫铜管制成，其弯头数不少于10个；所述脉动热管的工作介质为高纯度蒸馏水；工作介质的充注率为50％～60％；更优选地，工作介质的充注率为60％。

所述脉动热管分为蒸发端、绝热端和冷凝端，其中蒸发端和绝热端位于太阳能真空集热管内部，蒸发端与相变储能材料接触，通过固定片加以固定，避免了启动后正常工作时的振动。封口塞为不锈钢材料，固接在脉动热管上，通过热压封接技术用封口塞把太阳能真空集热管密封，减少了空气流动形成的热损失。换热箱的下端外壁与封口塞密封固接成一体。换热箱为不锈钢材料，采用的换热介质为水，采用上进下出的补水方式，保证了脉动热管的冷凝端可以一直被水浸泡着进行热量交换。

优选地，所述相变储能材料为无机水合盐及其二元或多元共晶盐；所述相变储能材料填充率为太阳能真空集热管容积的60～80％。

优选地，所述支架包括底座和竖支架。

优选地，还包括双轴跟踪机构；所述双轴跟踪机构包括伸缩杆、旋转齿轮旋转杆和设有太阳光跟踪传感器的电动控制箱。伸缩杆(121)是用于调整方位角的，可以通过人工来上下螺旋移动；电动控制箱(124)中设有太阳光跟踪传感器可以感知高度角的变化，高度角每天正午最大的，电动控制箱(124)驱动旋转齿轮(122)，旋转齿轮(122)再带动旋转杆(123)进行旋转，旋转杆(123)带动装置中的菲涅尔透镜(1)、凹透镜(2)、太阳能真空集热管(3)和反射镜(4)整体进行转动。太阳高度角在每天的不同时刻是在发生变化的，双轴跟踪能够同时跟踪太阳的方位角与高度角，可以最大可能克服太阳的方位角和高度角的变化。理论上可以完全跟踪太阳的运行轨迹以实现入射角为零。太阳光跟踪传感器采集到太阳光信号传输给电动控制箱，进而控制双轴跟踪机构运动。

优选地，所述平衡水箱固定连接在旋转杆上。

优选地，所述换热箱、平衡水箱和储水箱均由不锈钢制成；且外层均设有保温层。所述保温层包括但不限于聚氨酯发泡层。

本发明所述太阳能热水器的工作原理为：

太阳光通过菲涅尔透镜和凹透镜转换成为平行光，一部分直接照射在太阳能真空集热管上表面，另一部分光通过反射镜的反射，照射在太阳能真空集热管的下表面，使得太阳能真空集热管受热均匀；能够充分的利用太阳光，太阳能真空集热管能够尽可能多的吸收太阳光的热量。

太阳能真空集热管内部设置的传热系数很大的脉动热管在吸收到热量后，其内部的工作介质在蒸发端吸热膨胀产生气泡被推向冷凝端，热量较多的工作介质在换热箱内与水发生热量交换，将热量转移到水中，则工作介质温度降低，由于压差的存在，落回到蒸发端重新吸收热量，从而在脉动热管内往返运动，将太阳光的热量转移到水中。整个热量传递的过程无需外力做功，水也不会直接进入太阳能真空集热管内部，避免了太阳能真空集热管内部产生水垢进而影响集热性能。太阳能真空集热管内部填充的相变储能材料可以在太阳辐射强度高时储存能量，在太阳辐射强度不够时通过相变释放出能量传递给脉动热管的蒸发端，即使在太阳光辐射强度较小时，本发明所述太阳能热水器同样能够实现热量的稳定供应。

本发明所述太阳能热水器中，换热箱和平衡水箱通过水泵连接，水可以在两个水箱之间循环流动，当水在换热箱中吸收热量后，转移到平衡水箱中，平衡水箱中原本的水就进入换热箱中吸收热量，当平衡水箱中的水的温度达不到用户需求时，水可以一直在两个水箱之间循环吸收热量，一直到水温满足用户需求为止，则可以通过平衡水箱中的第二出水口转移到储水箱中，供用户使用。由于换热箱和平衡水箱中的水可以循环运动吸收热量，因此可以满足用户对于高温的需求。

平衡水箱通过销钉固定在旋转杆上，跟随旋转杆转动。在达到用户所需的水温之前，平衡水箱的水在作往复循环，重量并未改变，对于整个装置系统来说起到受力平衡的作用。平衡水箱的水温达到用户设定的水温，水被转移到储水箱中时，换热箱中会通过外接自来水的第一进水口补给相同的水量，因此整个装置的重量能够保持较为稳定，保证整个装置的稳固性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器通过将菲涅尔透镜、凹透镜和反射镜结合使用，使得太阳光能够得到充分的利用，且太阳能真空集热管受热更加均匀；同时由于在太阳能真空集热管内部设置了传热系数很大的脉动热管和相变储能材料，可以使得水不需要进入真空集热管内部进行换热，不容易出现由于真空管内部产生水垢进而影响集热性能的现象，还能提高热量的传输速度；而相变储能材料的加入保证了脉动热管的正常工作，不会因为太阳辐射强度不够而造成脉动热管不能启动，进而影响整个热水系统；此外，还设有双轴跟踪机构，理论上可以完全跟踪太阳的运行轨迹以实现入射角为零。

本发明提供的太阳能热水器体积小，便于运输和安装；而且水在加热的过程中，只在脉动热管的冷凝端进行换热，并未进入到太阳能真空集热管内部，因此即使承压运行不会对太阳能真空集热管造成损伤；此外，水温的需求方面，由于水可以在换热箱中循环加热，理论上可以达到用户所需的较高温度。

本发明所述太阳能热水器集多种优点于一体，性能可靠、制造工艺简单、成本低廉、无结垢、热损失低等，是未来太阳能热水器的发展方向。

附图说明

图1为实施例1中基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器的立体结构示意图。

图2为实施例1中基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器的主视图。

图3为实施例1中基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器的侧视图。

图4为实施例1中太阳能真空集热管剖面结构示意图。

图5为实施例1中换热箱内部脉动热管排布结构剖面图。

图6为实施例1中基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器的水循环示意图。

图7为实施例1中光线的光路走向几何关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

实施例1

本实施例作为一种优选的方案，提供一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其结构如图1～5，图1、图2、图3分别为本实施例所述太阳能热水器结构的立体示意图、主视图和侧视图；其包括菲涅尔透镜1、凹透镜2、太阳能真空集热管3、反射镜4、脉动热管5、相变储能材料6、换热箱7、平衡水箱8、水泵9、储水箱10和支架11组成；其中菲涅尔透镜1、凹透镜2、太阳能真空集热管3、反射镜4按照从上到下的方向，且具有相同对称轴的固定连接在支架11上，且凹透镜2的虚焦点落在菲涅尔透镜1的焦线上；反射镜4设有2面，分别对称设置于太阳能真空集热管3下方；换热箱7设置在太阳能真空集热管3朝上的开口端；脉动热管5和相变储能材料6填充在太阳能真空集热管3内部，且脉动热管5的一端位于换热箱7内；换热箱7的第一进水口外接自来水，出水口与平衡水箱8的进水口连通；所述平衡水箱8的第一出水口通过水泵9与换热箱7的第二进水口连通；平衡水箱8的第二出水口与储水箱10的进水口连通；所述支架11用于固定整个装置。

所采用的菲涅尔透镜1为圆弧曲面线聚焦菲涅尔透镜；其透光率不小于0.9；几何聚光比为20左右。菲涅尔透镜1可以是聚烯烃材料注压而成或由PMMA透明塑料热压成型制备得到。

菲涅尔透镜1处于装置的最上方，采用菲涅尔透镜1聚光可以使得太阳能热利用达到中温集热领域，菲涅尔透镜1的下方是一面凹透镜2，设计使得凹透镜2的虚焦点落在菲涅尔透镜1的焦线上，由光线的可逆性以及凹透镜的原理可得透过凹透镜的光线以平行光射出。平行光线入射到涂有选择性吸收涂层的太阳能真空集热管3，平行光线可以增加集热管的受热均匀性。凹透镜2的宽度大于太阳能真空集热管3的直径，因此透过凹透镜2的光线存在没有被充分利用的现象。在太阳能真空集热管3的正下方的左右两侧对称设置了两组反射镜4，反射镜4将太阳光再次反射到太阳能真空集热管3的下方，不仅提高了太阳能利用率，而且太阳能真空集热管3受热更加均匀。

凹透镜2的宽度L是太阳能真空集热管3外半径R的6倍；与太阳能真空集热管3相切的光线照射到反射镜4上的点与光线和太阳能真空集热管3切点之间的垂直距离为S；反射镜4与地平面的锐角如图7所示，为光线的光路走向几何关系图，为了尽可能地提高集热效率，光学元件的尺寸和摆放角度之间存在一定的几何关系。菲涅尔透镜1，凹透镜2，太阳能真空集热管3的中心在同一条直线上，凹透镜2的虚焦点F落在菲涅尔透镜1的焦线上，由光线的可逆性以及凹透镜的原理可得透过凹透镜的光线以平行光射出。

令反射镜4跟地平面之间的倾角(锐角)为α，凹透镜2的宽度L等于太阳能真空集热管3外半径R的6倍；透过凹透镜2后没有被太阳能真空集热管3吸收的光线经过反射镜的作用反射到太阳能真空集热管3的下方。由于L等于6R，所以透过凹透镜2经反射镜4反射的光线中，两条边界光线之间的距离为2R。平行光线经过反射镜的作用不改变光线之间的距离，所以反射到太阳能真空集热管3的两条边界光线跟集热管的交点连线就是太阳能真空集热管3的直径。左右两侧反射镜4的反射光线覆盖了太阳能真空集热管3的下半部分，且左右两侧反射镜的光路走向一样，保证了太阳能真空集热管3的下半部分受热均匀。从图7中可知，已知左侧的与太阳能真空集热管3相切的光线入射到反射镜4上的点到光线与太阳能真空集热管3切点之间的垂直距离为S，当反射镜4跟地平面的倾角时，可以达到上述效果，几乎完全的利用太阳光，具体的计算过程如下：

已知反射镜的倾角为α，由α+∠BCE＝∠BCE+∠BCO＝90°，∴∠BCO＝α，由反射原理得∠ACD＝2α；

由∠ACD+∠BAO＝∠BAO+∠AOB＝90°，∴∠AOB＝∠ACD＝2α，

∴BC＝CD＝S，

由三角函数公式得，

∴AB＝R tan 2α

∵AC-AB＝BC，

解得

图7中各点、字母的含义：O--圆心，L--凹透镜的宽度，F--凹透镜的虚焦点，R--太阳能真空集热管3的外半径，G、D--分别为反射光线EG、CD跟外圆的切点，A--DG的延长线跟直线的交点，C、E--入射光线跟反射镜的交点，B--入射光线AC跟外圆的切点，S--BC的长度。

本实施例所采用的太阳能真空集热管3为全玻璃真空集热管，包括内玻璃管、外玻璃管、弹簧支架、消气剂和可供脉动热管5穿过的封口塞31；其中内玻璃管外表面涂有选择性吸收涂层。

脉动热管5为回路脉动热管；由紫铜管制成，其弯头数不少于10个；脉动热管5的工作介质为高纯度蒸馏水；工作介质的充注率为60％。

脉动热管5分为蒸发端501、绝热端502和冷凝端503，其中蒸发端501和绝热端502位于太阳能真空集热管3内部，蒸发端501与相变储能材料6接触，通过固定片32加以固定，避免了启动后正常工作时的振动。封口塞31为不锈钢材料，固接在脉动热管5上，通过热压封接技术用封口塞31把太阳能真空集热管3密封，减少了空气流动形成的热损失。换热箱7的下端外壁与封口塞31密封固接成一体。换热箱7为不锈钢材料，采用的换热介质为水，采用上进下出的补水方式，保证了脉动热管5的冷凝端503可以一直被水浸泡着进行热量交换。

相变储能材料6为无机水合盐及其二元或多元共晶盐；相变储能材料6填充率为太阳能真空集热管3容积的60～80％。

图4为太阳能真空集热管3和换热箱7的剖面图，太阳能真空集热管3内填充有相变储能材料6和脉动热管5，相变储能材料6与脉动热管5的蒸发端501接触紧密，太阳辐射强度大时，相变储能材料6和脉动热管5同时吸收太阳辐射能；当太阳辐射强度不足以使脉动热管5启动时，相变储能材料6将通过相变释放出能量，保证了脉动热管5的稳定工作。

脉动热管5设计成柱形回路型管路，便于跟太阳能真空集热管3结合，采用的材料为紫铜管，由图5可知脉动热管5有12个弯头，不同管之间的环绕方式，其中外径6mm，内径4mm，总长度13850mm。脉动热管5的三个不同部分的尺寸分别为蒸发端850mm，绝热端50mm，冷凝端250mm。脉动热管5的加工工艺如下，把紫铜管弯曲成所需形状后，对管内进行抽真空，然后向管内充注高纯度的蒸馏水作为工质，充注率为60％左右，然后进行密封处理。选择高纯度的蒸馏水作为工质使得脉动热管容易启动，是由水的物理性质决定的。

支架11包括底座111和竖支架112。

为了可以完全跟踪太阳的运行轨迹以实现入射角为零，本实施例的太阳能热水器还包括双轴跟踪机构12；双轴跟踪机构12包括伸缩杆121、旋转齿轮122、旋转杆123和设有太阳光跟踪传感器的电动控制箱124。

平衡水箱8固定连接在旋转杆123上。

换热箱7、平衡水箱8和储水箱10均由不锈钢制成；且外层均设有保温层，保温层为聚氨酯发泡层。

图6为本实施例中太阳能热水器的水循环示意图，外接自来水14接入换热箱的第一进水口进入换热箱7中，并通过换热箱7的出水口接入平衡水箱8的进水口，可通过电磁阀13控制水流量，水在换热箱7中跟脉动热管5冷凝端503换热后，从换热箱7出水口流出后通过平衡水箱8的进水口进入平衡水箱8内，平衡水箱8内的水经过水泵9的作用重新回到换热箱7进行换热，达到用户所需的水温。平衡水箱8通过销钉固定在旋转杆123上，跟随旋转杆转动。在达到用户所需的水温之前，平衡水箱8的水在作往复循环，重量并未改变，对于整个装置系统来说起到受力平衡的作用。平衡水箱8的水温达到用户设定的水温时，通过电磁阀13输送到储水箱10中，之后外接自来水14补给相同的水量。

本发明适用于普通家庭或者集体用户热水供水场所，如学校或居民小区的热水供应。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，包括菲涅尔透镜（1）、凹透镜（2）、太阳能真空集热管（3）、反射镜（4）、脉动热管（5）、相变储能材料（6）、换热箱（7）、平衡水箱（8）、水泵（9）、储水箱（10）和支架（11）组成；所述菲涅尔透镜（1）、凹透镜（2）、太阳能真空集热管（3）、反射镜（4）按照从上到下的方向，且具有相同对称轴的固定连接在支架（11）上，且凹透镜（2）的虚焦点落在菲涅尔透镜（1）的焦线上；所述反射镜（4）有2面，分别对称设置于太阳能真空集热管（3）下方；所述换热箱（7）设置在太阳能真空集热管（3）朝上的开口端；所述脉动热管（5）和相变储能材料（6）填充在太阳能真空集热管（3）内部，且脉动热管（5）的一端位于换热箱（7）内；所述换热箱（7）的第一进水口外接自来水，出水口与平衡水箱（8）的进水口连通；所述平衡水箱（8）的第一出水口通过水泵（9）与换热箱（7）的第二进水口连通；平衡水箱（8）的第二出水口与储水箱（10）的进水口连通；所述支架（11）用于固定整个装置。

2.根据权利要求1所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述菲涅尔透镜（1）为圆弧曲面线聚焦菲涅尔透镜。

3.根据权利要求1所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述凹透镜（2）的宽度L是太阳能真空集热管（3）外半径R的6倍；与太阳能真空集热管（3）相切的光线照射到反射镜（4）上的位置与光线和太阳能真空集热管（3）切点之间的垂直距离为S；所述反射镜（4）与地平面的锐角。

4.根据权利要求1所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述太阳能真空集热管（3）为全玻璃真空集热管，包括内玻璃管、外玻璃管、弹簧支架、消气剂和可供脉动热管（5）穿过的封口塞；其中内玻璃管的外表面涂有选择性吸收涂层。

5.根据权利要求4所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述脉动热管（5）为回路脉动热管；由紫铜管制成，其弯头数不少于10个；所述脉动热管（5）的工作介质为高纯度蒸馏水；工作介质的充注率为50%～60%。

6.根据权利要求1所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述相变储能材料（6）为无机水合盐及其二元或多元共晶盐；所述相变储能材料（6）填充率为太阳能真空集热管（3）容积的60～80%。

7.根据权利要求1所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，还包括双轴跟踪机构（12）；所述双轴跟踪机构（12）包括伸缩杆（121）、旋转齿轮（122）旋转杆（123）和设有太阳光跟踪传感器的电动控制箱（124）。

8.根据权利要求7所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述平衡水箱（8）固定连接在旋转杆（123）上。

9.根据权利要求7所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述换热箱（7）、平衡水箱（8）和储水箱（10）均由不锈钢制成；且外层均设有保温层。

10.根据权利要求9所述基于菲涅尔线聚光集热的太阳能热水器，其特征在于，所述保温层包括但不限于聚氨酯发泡层。