CN111928495B - 一种太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光伏技术领域，且公开了一种太阳能热水器，包括储水箱和集热管，所述储水箱的正面均匀固定安装有集热管，集热管由外玻璃管、内玻璃管、吸热层组成，内玻璃管固定安装在外玻璃管内部的中心轴处，内玻璃管的外圈套接有吸热层，所述内玻璃与吸热层之间填充有导热油，所述内玻璃管与吸热层之间在导热油中活动安装有转动调节块，所述内玻璃管中活动套接有转动去垢辊，所述外玻璃管一端的内圈固定安装有调节环，所述调节环的中空且呈环状均匀固定安装有个调节装置，所述调节装置的一端固定连接有热胀球，该太阳能热水器通过调节装置实现将太阳光在不同位置照射到集热管中的全部利用，并且还能去水垢。

Description

一种太阳能热水器

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体为一种太阳能热水器。

背景技术

如今太阳能是一种无污染可再生的清洁能源，因此对其的利用越来越广泛，其中太阳能热水器就是其中一种，太阳能热水器利用集热管将太阳光吸收起来，并通过吸热层转换成热能将内管内部的水加热，方便人们在晚上进行洗漱用，虽然现在的太阳能热水器已经比较成熟了，但是还存在了一些问题：

1、现有的太阳能是为了提高太阳光的转化利用率而采用真空管型，但是这种太阳能的集热管安装之间会存在一个较大的间隙，这样会造成单位面积的太阳吸收率很低，远不如平板型，同时，由于集热管内部存在真空层，就会造成在内玻璃管的两侧是透明空间，这样光照进来后会直接从集热管的底部又射走，没有将照到集热管上的太阳光完全利用上，造成了很多的太阳光浪费；

2、太阳能集热管的内管中盛有水，而吸热层吸收太阳能会产生高温，这样内部的水就会在内管壁上形成水垢，水垢的存在一方面会影响吸热层的热量传导到水中，另一方面也会造成在温差变化时反应不灵敏，温差过大就会造成集热管破裂，从而损坏造成经济损失和浪费。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种太阳能热水器，具备太阳能利用率高、使用寿命长的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种太阳能热水器，包括储水箱和集热管，所述储水箱的正面均匀固定安装有集热管，集热管由外玻璃管、内玻璃管、吸热层组成，内玻璃管固定安装在外玻璃管内部的中心轴处，内玻璃管的外圈套接有吸热层，所述内玻璃管与吸热层之间填充有导热油，所述内玻璃管与吸热层之间在导热油中活动安装有转动调节块，所述内玻璃管中活动套接有转动去垢辊，所述外玻璃管一端的内圈固定安装有调节环，所述调节环的中空且呈环状均匀固定安装有个调节装置，所述调节装置的一端固定连接有热胀球，所述调节装置靠近吸热层的一侧活动套接有顶条。

优选的，所述转动调节块内部的中部开设有滑腔，所述滑腔的顶壁固定连接有气囊，所述滑腔内部位于气囊的底部活动套接有活塞，所述活塞的底部固定连接有磁铁，所述转动调节块的端部位于滑腔顶部的位置向调节环突出一段距离且不接触到调节环，所述转动调节块的底部与内玻璃管贴合且设置有滚轮。

优选的，所述调节装置的内部开设有滑槽，所述滑槽的内部活动套接有滑块，所述滑块与滑槽内顶壁之间固定连接有复位弹簧，所述热胀球位于调节装置未开设有槽口的一端。

优选的，所述转动去垢辊由两根转动辊组成，所述转动去垢辊在转动辊的中心内部固定安装有铁芯，所述转动去垢辊的转动辊表面包覆有一侧软刷层。

优选的，所述调节环的外圈是透明层，所述调节装置在调节环内的安装个数为21个。

优选的，所述调节装置靠近转动调节块的一侧开设有滑孔连通至滑槽，所述调节装置的滑孔内活动套接有顶条，所述顶条靠近转动调节块伸出端的一侧呈斜面状，所述滑块靠近顶条的一侧开设有凹口，所述滑块的凹口深度与顶条伸出调节装置侧面的距离相同。

本发明具备以下有益效果：

1、通过将集热管呈上下交错式安装，且在内玻璃管和吸热层之间设置有转动调节块，相较于现有技术来说，在垂直光照最强的时候交错的集热管可以将间隙处的太阳光给弥补上了，提高了单位面积的太阳光吸收率；转动调节块在吸热层与内玻璃管之间可以活动，利用转动调节块根据太阳光产生的热能变化可以进行转动，其会将吸热层的两侧撑开保证可以进行受光吸热，其转动的过程是跟随太阳的变化，保证始终有半个管的面积在受光产热，提高了进入到外玻璃管内的太阳光的利用率。

2、通过在转动调节块的内部设置有磁铁，且在内玻璃管中设置有转动去垢辊并在其内部置有铁芯，相较于现有技术来说，当转动调节块在转动的过程中由于磁力的吸引会带动转动去垢辊转动，其表面的软刷层会对内玻璃管的内壁进行一次清理，这样每次进行太阳能集热的时候都可以对内部进行清理，有效地防止水垢结壳，提高了集热管的使用寿命，同时使用时也避免了炸管，更加的安全。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构整体正视图；

图3为本发明集热管结构示意图；

图4为本发明集热管安装位置示意图；

图5为图3中A-A剖面图；

图6为图3中B-B剖面图；

图7为本发明集热管工作状态图；

图8为本发明转动去垢辊示意图；

图9为图6中C处放大图；

图10为本发明调节装置内部结构图。

图中：1、储水箱；2、集热管；3、外玻璃管；4、内玻璃管；5、吸热层；6、导热油；7、转动调节块；701、滑腔；702、气囊；703、活塞；704、磁铁；8、转动去垢辊；801、铁芯；9、调节环；10、调节装置；1001、滑槽；1002、滑块；1003、复位弹簧；11、热胀球；12、顶条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，一种太阳能热水器，包括储水箱1和集热管2，储水箱1的正面均匀固定安装有集热管2，集热管2由外玻璃管3、内玻璃管4、吸热层5组成，内玻璃管4固定安装在外玻璃管3内部的中心轴处，内玻璃管4的外圈套接有吸热层5，内玻璃管4与吸热层5之间填充有导热油6，内玻璃管4与吸热层5之间在导热油6中活动安装有转动调节块7，内玻璃管4中活动套接有转动去垢辊8，外玻璃管3一端的内圈固定安装有调节环9，调节环9的中空且呈环状均匀固定安装有21个调节装置10，调节装置10的一端固定连接有热胀球11，调节装置10靠近吸热层5的一侧活动套接有顶条12，转动调节块7内部的中部开设有滑腔701，滑腔701的顶壁固定连接有气囊702，气囊702的顶部被固定且无伸缩空间，因此在受热膨胀时只能向下胀大，从而会向下抵压活塞703和磁铁704，滑腔701内部位于气囊702的底部活动套接有活塞703，活塞703的底部固定连接有磁铁704，转动调节块7的端部位于滑腔701顶部的位置向调节环9突出一段距离且不接触到调节环9，该突出端用来配合顶条12实现转动调节块7的调节，转动调节块7的底部与内玻璃管4贴合且设置有滚轮。

其中，调节装置10的内部开设有滑槽1001，滑槽1001的内部活动套接有滑块1002，滑块1002与滑槽1001内顶壁之间固定连接有复位弹簧1003，热胀球11位于调节装置10未开设有槽口的一端，当一个热胀球11膨胀就会顶动另外一个调节装置10的滑块1002实现转动调节块7的控制进而实现吸热层5的调节变化，提高太阳光的利用率。

其中，转动去垢辊8由两根转动辊组成，转动去垢辊8在转动辊的中心内部固定安装有铁芯801，转动去垢辊8的转动辊表面包覆有一侧软刷层，两个转动辊类似于行星环一样可以转动的，且恰好位于内玻璃管4的内圈，因此其转动正好是沿着内玻璃管4的内壁，同时利用其外表面进行滚刷内玻璃管4放置结水垢，铁芯801是为了与磁铁704之间产生吸引力，方便在转动调节块7转动时带动转动去垢辊8运动，其他地方均用不导磁材料，更加体现出磁力的效果。

其中，调节环9的外圈是透明层，调节装置10在调节环9内的安装个数为21个，透明层可以让太阳光照射到其内部并作用在热胀球11上使其受热膨胀，调节装置10的个数为奇数个可以有效的将顶条12不分配在两侧对称的位置，防止顶条12将两个转动调节块7一个固定一个没固定造成不对称。

其中，调节装置10靠近转动调节块7的一侧开设有滑孔连通至滑槽1001，调节装置10的滑孔内活动套接有顶条12，顶条12靠近转动调节块7伸出端的一侧呈斜面状，斜面是方便转动调节块7将顶条12顶到调节装置10内部，滑块1002靠近顶条12的一侧开设有凹口，凹口也是半斜面设置，方便在复位弹簧1003复位时将顶条12顶出去，滑块1002的凹口深度与顶条12伸出调节装置10侧面的距离相同，保证顶条12可以完全被顶到滑槽1001内部。

工作原理，当太阳光正照射到太阳能热水器上时，起初太阳光是斜着照射到集热管2上的，进入集热管2内部的太阳光会完全被吸热层5吸收并转换成热能传递到内玻璃管4中的水中，吸热层5与内玻璃管4之间靠近太阳光一侧的导热油6温度更高，就会产生流动趋势迫使顶部的转动调节块7向没有光照的一侧运动的趋势，底部的转动调节块7具有向光照的一侧运动趋势，但由于顶条12的限制其还无法运动，此时调节环9靠近太阳光一侧的热胀球11受热膨胀并顶动相邻的滑块1002，滑块1002收缩到滑槽1001内部并挤压复位弹簧1003，具有运动趋势的转动调节块7就会抵到顶条12的斜面从而将其顶到调节装置10内部，转动调节块7进行一个小角度的转动用来适应太阳光的变化，且该角度较小在一定范围内对光照的利用率还是很高的，在受太阳光升温的时候气囊702膨胀会向下抵压活塞703再抵压磁铁704，之后磁铁704到底部就会与转动去垢辊8之间的距离很近，在转动调节块7转动时就会利用磁力吸引转动去垢辊8内部的铁芯801进而带动其转动，转动辊表面的软刷层就会对内玻璃管4内壁进行除垢，随着太阳光的上移，热胀球11会沿着环状顶开滑块1002，从而实现转动调节块7缓慢阶段性转动用来始终保证外玻璃管3进入的太阳光都可以照射到吸热层5上，当太阳光垂直时，集热管2形成的面与太阳光完全接触，保证在光照最强时的吸收率实现最大化，提高太阳光的整体利用率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种太阳能热水器，包括储水箱(1)和集热管(2)，所述储水箱(1)的正面均匀固定安装有集热管(2)，集热管(2)由外玻璃管(3)、内玻璃管(4)、吸热层(5)组成，内玻璃管(4)固定安装在外玻璃管(3)内部的中心轴处，内玻璃管(4)的外圈套接有吸热层(5)，其特征在于：所述内玻璃管(4)与吸热层(5)之间填充有导热油(6)，所述内玻璃管(4)与吸热层(5)之间在导热油(6)中活动安装有转动调节块(7)，所述内玻璃管(4)中活动套接有转动去垢辊(8)，所述外玻璃管(3)一端的内圈固定安装有调节环(9)，所述调节环(9)的中空且呈环状均匀固定安装有21个调节装置(10)，所述调节装置(10)的一端固定连接有热胀球(11)，所述调节装置(10)靠近吸热层(5)的一侧活动套接有顶条(12)，所述转动调节块(7)内部的中部开设有滑腔(701)，所述滑腔(701)的顶壁固定连接有气囊(702)，所述滑腔(701)内部位于气囊(702)的底部活动套接有活塞(703)，所述活塞(703)的底部固定连接有磁铁(704)，所述转动调节块(7)的端部位于滑腔(701)顶部的位置向调节环(9)突出一段距离且不接触到调节环(9)，所述转动调节块(7)的底部与内玻璃管(4)贴合且设置有滚轮，所述调节装置(10)的内部开设有滑槽(1001)，所述滑槽(1001)的内部活动套接有滑块(1002)，所述滑块(1002)与滑槽(1001)内顶壁之间固定连接有复位弹簧(1003)，所述热胀球(11)位于调节装置(10)未开设有槽口的一端，所述转动去垢辊(8)由两根转动辊组成，所述转动去垢辊(8)在转动辊的中心内部固定安装有铁芯(801)，所述转动去垢辊(8)的转动辊表面包覆有一侧软刷层，所述调节环(9)的外圈是透明层，所述调节装置(10)在调节环(9)内的安装个数为21个，所述调节装置(10)靠近转动调节块(7)的一侧开设有滑孔连通至滑槽(1001)，所述调节装置(10)的滑孔内活动套接有顶条(12)，所述顶条(12)靠近转动调节块(7)伸出端的一侧呈斜面状，所述滑块(1002)靠近顶条(12)的一侧开设有凹口，所述滑块(1002)的凹口深度与顶条(12)伸出调节装置(10)侧面的距离相同。

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