CN2044702U - 组合聚光式太阳能热水器 - Google Patents

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黄志成
郑振宏
梅建滨
张小娟
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Abstract

组合聚光式太阳能热水器，将贮热水箱作为吸热体，采用了经特殊加工成V形沟槽的透光率高的薄膜保温结构，并配以优化设计的反射聚光器，使该热水器系统能够在固定安装情况下全年有效地吸收太阳直射和散射辐射，散热面积小，热损小，具有良好的集热性能和使用性能。而且该热水器结构紧凑、精巧，原材料用量省，大大降低了造价。

Description

本实用新型属于一种新型的太阳能热水器。
目前国内外最广泛使用的家用太阳能热水器为平板式太阳能热水器，结构为用平板集热器配以高位储热水箱以及上下循环管道进行自然循环集热以产生热水，这种太阳能热水器存在的主要问题是原材料需用量大，成本较高，整套热水器系统比较庞大，不便于运输和安装。也有用闷晒式热水器的（例如浅池或双筒式太阳能热水器），可不需高位热水箱以及上下循环管道进行循环，冷水在集热器中不流动，闷在其中受热升温，这种热水器成本较低，但主要缺点是散热面积大，顶部保温问题难以解决，导致热损大而使水温下降很快，影响使用效果。
本实用新型的目的就是提供一种新型的太阳能热水器。这种热水器采用带透光保温结构与聚光器相组合的结构，整个系统简单、紧凑、精巧，既能减少集热器的散热面积，降低热损，从而提高热水器的集热性能和使用性能，又能大大减少材料用量，从而大幅度降低造价。
在本实用新型中，贮热水箱同时又是吸热器，制作成园柱形，外表面涂以选择性的吸收涂层，水箱内充满水，直接由水箱壁吸收太阳能进行加热。在水箱外面套装一个薄膜筒体，薄膜采用透光率高而且耐热的材料制成，并加工造型成带V形沟槽的结构。薄膜筒体外面套有带齿的环形板，以保证薄膜结构有固定的几何形状以及有必要的刚性。紧靠接受器（上述水箱组件）下方，是与之相匹配的反射聚光器，镜面线形设计为复合抛物线过渡到基园渐开线的组合。接受器组件和反射器组件通过端架和模板架固定安装在带透光盖板的热箱型壳盒中，壳体上装有固定件作支架，使热水器保持一定的安装倾角，也可在墙上设支架使热水器在墙上安装，便于在不同场合使用。贮热水箱上装有接管作为冷热水的进出口。使用时根据用户要求，可以配以补充水箱保持一定水位，在使用时及时补充水，也可不配补充水箱，一次灌满水后加热，然后集中使用热水。
本实用新型设计新颖，将贮热水箱同时作为吸热器，可大大减少原材料用量，降低成本。在水箱外面套装带V形沟槽的薄膜筒体，能有效地抑制附近空间空气的自然对流，起到抑制集热器对流损失以及充当水箱保温层的双重作用，从而提高了热水器的使用性能。反射聚光器的镜面线型采用复合抛物线过渡到基园渐开线的组合，使之有足够大的对太阳光线的接受角和聚光比，从而在固定安装情况下，在一年中不同季节内均能有效接受每天太阳的直射和散射辐射而又减少散热面积，而且还能消除漏光损失。由于采用聚光原理，热水器的实际几何聚光比可达C＝1.2，减少了散热面积，而且免除了一般平板型自然循环热水中的集热板背面部分、循环管以及贮热水箱表面的附加热损失（虽然这些部分有保温层，但仍有热损失），更进一步降低了热损系数，提高了热水器集热性能。另外，由于贮热水箱直接受热，还避免了热惯性损失，有助于全日效率的提高。本实用新型尽量减少了各部分的散热面，又使每个部件同时兼有多种功能，因而使其整个热水器系统结构紧凑、精巧，加工容易，用材料非常节省，可成倍降低热水器的造价。同时由于本实用新型能有效地吸收太阳直射和散射辐射，散热面积小、热惯量低、热损小、保温性能合乎要求，使吸收的能量得到充分有效的利用，使到热水器具有良好的集热性能和使用性能。
图1为本实用新型的结构图。
（1）贮热水箱，（2）V形薄膜筒体结构，（3）带齿环形板，（4）反射聚光器，（5）端架，（6）模板架，（7）玻璃盖板，（8）壳盒，（9）支腿，（10）水进出口接管，（11）端部保温层。
下面是本实用新型的一个具体实施例。
用一个集热面积为1.2m2的带透光保温结构组合聚光式太阳能热水器，放置在地面上或天台上来产生热水，在太阳辐射日总量4800wh／m2情况下，一天可产热水79升，热水温度下午17时为66℃，晚上21时为57℃，放置到第二天上午8时，温度仍有43℃。

Claims (5)

1、一种太阳能热水器，包括贮热水箱、反射聚光器、玻璃板盖、壳盒、水进出接管、支架等部件，其特征在于贮热水箱外表面涂以选择性吸收涂层作为吸热器，并且在水箱外面套装一个薄膜筒体。
2、根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于水箱外面套装的薄膜筒体采用透光率高而且耐热的材料制成，并加工造型成带V形沟槽的结构。
3、根据权利要求1或2所述的太阳能热水器，其特征在于在薄膜筒体外面套有带齿的环形板。
4、根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于反射聚光器的镜面线型与热水箱匹配，设计为复合抛物线过渡到基园渐开线的组合。
5、根据权利要求1或4所述的太阳能热水器，其特征在于贮热水箱和反射聚光器通过端架和模板架固定安装在带透光盖板的热箱型壳盒中。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101949598A (zh) * 2010-09-30 2011-01-19 北京印刷学院 双旋转抛物面反射平行光聚焦太阳能热水器
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CN101968275B (zh) * 2010-10-25 2012-02-29 北京印刷学院 双抛物柱面反射平行光聚焦太阳能热电采光装置
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