CN1455212A - 高效的太阳能热水器之集热管 - Google Patents

Abstract

一种高效的太阳能热水器之集热管，其特征是由独特的圆形内外管所构成的玻璃真空管，其中内管表面呈小波纹並有吸收阳光的黑体镀层，外管表面均布有数道纵向聚光体，其焦点设定于内管表面。它具有受光照强度和热功率大、加热水的温升快的特点，由它所组成的太阳能热水器可在低温季节下使用。

Description

高效的太阳能热水器之集热管

本发明涉及一种高效的太阳能热水器之集热管，它属于光物理和热工的技术领域。

目前太阳能热水器之集热管的集热效果欠佳，现行的集热管其内外玻璃园管表面均是光滑的，内管外表面镀有一层黑体，外管透明，内外管间为真空。它的集热过程是：太阳光透过外管到达内管外表面黑体镀层上，黑体吸收光能並转为热能再加热管内水。由于光滑的园管表面与同等长度及相同当量直径的异型管或有波纹型园管的表面比较，前者的比表面最小，在同样的光照下，它吸收的热量也最小。更重要的是，在阳光下，园管其表面上所能接受的垂直光线部位，仅仅在沿管上纵向条形的小区域上。因而目前的太阳能热水器之集热管，存在着所接受的光照强度低、受热功率小、加热水温升慢、以它所组成的太阳能热水器在低温季节存在无法使用的缺点。

本发明的目的在于提供一种高效的太阳能热水器之集热管，它可以克服上述缺点，並具有在阳光下吸收的光照强度高、受热功率大、加热水温升快、在低温的季节也可使用的优点。

为了达到上述目的，以下是本发明——高效的太阳能热水器之集热管实施的技术方案。附图为本发明的横剖面图，如图所示，在集热管的内管1的外表面制成小波纹状(这样，增加了内管表面面积)，再镀有一层黑体。沿着集热管的外管2的表面制成数条纵向均匀排列的聚光体3，其横断面呈扇形。各条聚光体的中心与集热管中心的连线之夹角为30°，聚光体对阳光起聚焦作用，所设计的聚光体其聚焦点定于内管1的表面黑体上。当平行光通过聚光体3，经内外管间环隙4后聚焦于内管1表面黑体上，这样呈现在沿内管1表面纵向有数条经聚焦的强光。即在镀层的黑体上将强光能转为大的热能，加热管内水5其温升自然快了。这就是高效的太阳能热水器之集热管。

本发明的实施例：

在晴天，以本发明的集热管(下简称A管)与相同规格普通的集热管(下简称B管)做集热效果比较试验：

A管和B管规格：外管直径φ＝4.7cm，内管直径φ＝3.7cm，管

长L＝120cm，经测定内管A表面积S₁＝2460cm2，内管B表面积

S₂＝1395cm2。

实施步骤：分别向竖直的A，B管内注入冷水至110cm高度，

(已塞紧管下口)盖好管上口，再把它们向北倾斜45°左

右，並随时调整管面朝阳，其中A管是以5条聚光体3朝阳。经

7小时的光照试验，现场测试数据(平均值)如下：

光照加热时间(小时)	A管		B管
					水温t1℃	温升Δt1℃	水温t2℃	温升Δt2℃
	2	25	20	12					7
4					43	38	21	16
	6	60	55	30					25
7					69	64	35	30

上述试验数据表明：

1.水的温升速度，A管的比B管的快，如温升20℃，A管仅需2小时，而B管却要4-6小时。

2.用同样的光照加热7小时，A管所吸收的热量为B管的2.13倍即：Qa∶Qb＝CMΔt₁∶CMΔt₂＝Δt₁∶Δt₂＝64∶30＝2.13式中C-水的热容，M-水量，Q-吸热量，Δt-温升与通常的太阳能热水器之集热管比较，本发明有如下优点：

1.受光照后，本集热管吸收热量多、热功率大、加热水的温升快。

2.由本集热管所组成的太阳能热水器，可在低温季节下使用。

3.本集热管的外管表面有条形聚光体，可增加管壁强度，有抵御外物冲击的辅助功能。

Claims (3)

1.一种高效的太阳能热水器之集热管，其特征是由独特的圆形内、外管所构成的玻璃真空管。

2.根据权利要求1所述的高效的太阳能热水器之集热管，其特征是其内管表面呈小波纹形状，並镀有吸收阳光的黑体镀层。

3.根据权利要求1所述的高效的太阳能热水器之集热管，其特征是外管表面均佈数道纵向聚光体，它们的聚焦点设计定于内管表面黑体镀层上。

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