CN2586105Y - 具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器 - Google Patents

具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器 Download PDF

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Abstract

本实用新型为沐浴加热设备技术领域提供一种具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器。其主要特点是：热水器上的集热器是由集热箱体、真空金属热管、金属翅片构成，其中，金属翅片为具有波峰、波谷起伏的规范表面，焊设在真空金属热管上，并布满整个箱体，构成集热面，在集热面上覆盖装有菲涅尔透镜的罩板，真空金属热管的散热端设置在太阳能集热器水箱中。该热水器利用折射透镜和有起伏的波纹状集热面，以及增加太阳光辐射反射面积，使集热面上形成高温集热区域，快速加热水箱的水，从而使热水器的太阳能的利用效率得到增加。与现有技术相比，该热水器具有热效率高、生产成本低，使用寿命长等优点。

Description

具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器
技术领域：
本实用新型属于沐浴加热设备技术领域，是一种具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器。
背景技术：
在现有的技术中，人们通常所使用的太阳能热水器，采用的是玻璃真空管集热结构，该结构对太阳能的利用率为45％。由于结构特性所限，太阳能量大部分并未得到利用，因此热效率低。其次，玻璃真空管的生产需消耗大量的能源，不仅生产成本高，而且存在易碎、易破损、漏气、不安全等弊病，因此，常常因为一根热管损坏就导致整个热水器停止工作，运输上也有许多不便。另外，从消费价格上来讲，玻璃真空管价格偏高，维修费用高，部分消费者，特别是农村消费者无法购买，这就影响了市场的开发，同时也影响了我国利用太阳能这一清洁能源的普及化程度。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种能够提高太阳能热水器使用寿命，降低生产成本，集热效率高、安全可靠、节能的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器。
实现本实用新型的目的所采取的技术方案是：该热水器具有水箱、集热器、支架，其主要特点是：集热器由集热箱体、真空金属热管、金属翅片构成，其中，金属翅片为具有波峰、波谷起伏的规范表面，焊设在真空金属热管上，并布满整个箱体，构成集热面，在集热面上覆盖装有菲捏尔透镜的罩板，真空金属热管的散热端设置在太阳能集热器水箱中。
按照上达方案制成的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，利用折射透镜和有起伏的波纹状集热面，以及增加太阳光辐射反射面积，使集热面上形成高温集热区域，快速加热水箱的水，从而使热水器的太阳能的利用效率得到增加。达到降低生产成本，延长热水器使用寿命的目的。由于在本案中采用的是真空金属热管，可以以比银的热导率高的多的热传导速度加热水箱内的水介质，使太阳能热水器的利用效率大大得到提高。
下面利用附图进一步描述本实用新型的实施例。
附图说明：
图1是本实用新型的结构示意图；
具体实施方式：
本实用新型的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，是由水箱、集热器、支架组成，其中，集热器由集热箱体1、保温材料2、真空金属热管3、金属翅片4构成，其中，金属翅片4采用波纹状亦峰亦谷变动起伏形状的铜箔翅片，用于接受变动太阳光辐射能量。金属翅片4焊设在真空金属热管3上，并布满整个箱体，构成集热面，在集热面上覆设有可接受红外或远红外短波能量的黑体涂层，覆设形式采用喷溅、电镀、涂抹等；真空金属热管3的散热端设置在太阳能集热器水箱5中，在集热器面向太阳的表面上覆盖装有菲捏尔透镜的罩板6。罩板6采用聚碳酸酯透明板或中空玻璃板，可使光热转换效率和热传导速率增加。其中，菲捏尔透镜的布置，一个集中在水箱反射层的工作区域，一个在太阳光辐射能量所能长期达到的区域，密度随太阳能量的总水平而定，一般同热管的使用数量相关，也同集热器的总面积有关，集热管多，透镜也多。透镜的焦距是依据集热面的起伏来调整的，这就保证了太阳光辐射在每天的每个时间内都有机会通过聚焦照射到集热面上，形成一个高温区域。本实用新型通过利用菲涅尔透镜聚焦在集热面上，变动起伏状的经选择性镀膜处理的金属真空热管的受热金属翅片上，承接太阳光辐射能量，使太阳能在每一个时刻都有聚焦放大的能量被真空热管带入太阳能集热器的水箱内，从而完成集热过程，达到提高太阳能热水器的工作效率，降低生产成本，延长热水器的使用寿命。
在本案中，在集热箱体1的下部、四周采用硅铝钎维毡保温材料2密封；在集热箱体1上侧部采用硅氟橡胶密封圈密封；真空金属热管3是由厚壁无缝钢管制成，内含介质为蒸馏水加无水醇或防锈磷化物，其真空度为1.33乘以10帕斯卡，真空金属热管3和金属翅片4采用硫化镍溅射处理或电镀黑镍处理，这种在集热面上进行选择性涂层的溅射处理又可增加黑体吸收功能。金属翅片4和真空金属热管3采用焊设连接；真空金属热管3和水箱5之间采用采用硅氟橡胶垫圈连接或藏匿式丝扣的方式连接，以密封承压不露水为原则，真空金属热管3插入水箱5的总长度不超过水箱内胆直径。水箱5采用二次反射原理，外观造型为不正规方圆形，其中面向太阳的一个面为反射面7，该面采用真空镀铝经抛光处理，其上覆盖有聚酯防腐保护层。该反射面7即不能阻挡太阳光辐射，又可反射太阳光辐射能量，等于增加了接受太阳能量的有效面积，可比同等面积的太阳能集热器集热表面增加30％。为了保证水质，在水箱5中，使用不锈钢内胆，这样，可使太阳能热水器在夏季提供的热水可以用来冲茶、冲咖啡、做饭、洗浴。支架8依据安装地区太阳赤纬度，调整角度，使热水器的集热面最大限度的接受太阳光辐射能量。

Claims (7)

1、一种具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，具有水箱[5]、集热器、支架[8]，其特征在于：集热器由集热箱体[1]、真空金属热管[3]、金属翅片[4]构成，其中，金属翅片[4]焊设在真空金属热管[3]上，并布满整个箱体，构成集热面，在集热面上覆盖装有菲捏尔透镜的罩板[6]，真空金属热管[3]的散热端设置在太阳能集热器水箱[5]中。
2、根据权利要求1所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：所述金属翅片[4]采用波纹状亦峰亦谷变动起伏形状的铜箔翅片。
3、根据权利要求1或2所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：在集热面上覆设有可接受红外或远红外短波能量的黑体涂层。
4、根据权利要求1所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：集热箱体[1]的下部、四周采用硅铝钎维毡保温材料[2]密封，在集热箱体[1]的上侧部采用硅氟橡胶密封圈密封。
5、根据权利要求1所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：真空金属热管[3]是由厚壁无缝钢管制成，内含介质为蒸馏水加无水醇或防锈磷化物，其真空度为1.33乘以10帕斯卡。
6、根据权利要求1或5所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：真空金属热管[3]和水箱[5]之间采用采用硅氟橡胶垫圈连接或藏匿式丝扣的方式连接。
7、根据权利要求6所述的具有真空金属热管的聚焦太阳能热水器，其特征在于：水箱[5]采用不正规的方圆形，其中面向太阳的一个面为反射面[7]，该面采用真空镀铝经抛光处理，其上覆盖有聚酯防腐保护层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102252439A (zh) * 2010-05-21 2011-11-23 中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院 可实现交替供热的太阳能集热及蓄热装置
CN102393082A (zh) * 2011-11-27 2012-03-28 陕西科技大学 一种太阳能开水器
CN104676913A (zh) * 2015-03-09 2015-06-03 陈禹澄 建筑一体化隐形高效太阳能热水器
CN114484897A (zh) * 2022-02-22 2022-05-13 吉林大学 一种双流道波纹板型太阳能集热器

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