[发明专利]一种太阳能热水器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特指一种在金属吸热板背面焊接方形铜管作为吸热体的平板太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是一种利用太阳能做为能源加热水或传热介质的太阳能利用装置。现有的太阳能热水器产品中以真空管型太阳能热水器和平板型太阳能热水器最具有代表性。真空管集热器吸热部件为真空管，热损失小。与真空管型太阳能热水器相比，平板型太阳能热水器具有结构简单、阳光拦截面积大、密封要求低、不需防冻、工质便宜、响应快等优点。但也存在热损失大、集热效率低等缺点。如何进一步提高太阳能热水器的集热效率，一直是科研人员追求的目标。

平板型太阳能热水器主要由透明盖板、吸热板、铜管、保温壳体四部分组成。工作时，涂有选择性吸收涂层的吸热板将太阳辐射转化为热能，热量通过导热传给铜管中流动的介质。现有的平板太阳能集热器多使用混有部分水的丙酮或乙二醇作为导热介质，由于介质粘度比较高，导致流动不畅，换热效率较低。

为解决这一问题，可以采用沸点比较低的导热介质，使介质在铜管内部吸热汽化，变为容易流动的气流，将热量带入水箱。同时由于介质的汽化潜热远大于显热，传送热量的能力更高。

但是采用沸点较低的导热介质时，由于传统的平板热水器圆形铜管与吸热板接触面积较小，使得吸热板上有一部分面积的热量无法被带走。这一问题可以通过优化设计热水器集热器的吸热部分解决。

发明内容

本发明提出的目的在于进一步提高太阳能热水器的热效率，降低热水器的热损失。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：太阳能热水器由保温壳体、吸热板、方铜管、透明盖板、上行管、回流管、储热水箱组成,其特征是：吸热板背面焊接有蛇形弯曲的方铜管构成吸热部分，管道的两端分别接有上行管和回流管，回流管位于下方，上行管位于上方。方铜管内部充有沸点在40摄氏度左右的介质。储热水箱内部装有发热内胆，发热内胆与上行管及回流管相连通。发热内胆内部的介质喷口高于介质回流口。吸热板向阳一面镀有选择性吸收涂，并包裹在保温壳体与透明盖板构成的外壳内。

本发明与传统的平板太阳能集热器相比有三项优点：一是使用沸点低的导热介质，使导热方式由显热循环导热变为潜热循环导热，介质的相变过程使循环更加迅速，换热速度更快；二是介质的沸点较低，使集热器具有低温启动和抗冻能力，并使集热器运行时温度更低，降低了热散失；三是采用方铜管做为吸热管道，与吸热板接触面积更大，换热更迅速。

附图说明

下面结合附图，对本发明作进一步说明。

图1是该热水器的外观示意图。

图2是该热水器吸热部分背面示意图。

图3是A-A剖面图。

图中所标部位分别为：1、太阳能集热器；2、储热水箱；3、保温壳体；4、吸热板；5、方铜管；6、透明盖板；7、上行管；8、回流管；9、发热内胆；10、介质喷口；11、介质回流口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式作说明。

吸热体4向阳一面镀有选择性吸收涂层，吸收阳光转化为热能，加热方铜管5内部的介质，介质吸热汽化后经过上行管7由介质喷口10进入发热内胆9，并放热液化。液化后的介质经过介质回流口11由回流管8回到吸热体4。储热水箱2内部的水吸热升温。