一種集熱管內設置導流管的太陽能熱水器的製作方法
2023-04-24 13:25:06
專利名稱：一種集熱管內設置導流管的太陽能熱水器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬太陽能熱水器技術領域。
現有部分太陽能熱水器採用管身細長、下端封閉的集熱管，這種集熱管中產生的熱水與位於上部水箱中的冷水對流循環較為困難，影響了傳熱效果。中國專利93203169.2公布的一種熱管真空管太陽能熱水器採用真空管、集管和導熱塊，熱性能良好，但由於結構比較複雜，加工製作工藝較難，且消耗材料較多，成本較高。
此外，現有真空管太陽能熱水器大多採用平面反光板，不能充分有效地將反射陽光集中照射到集熱管上加以利用，特別在日照較強的中午前後四個多小時內，較多反射光線從相鄰集熱管之間隙中漏掉了。
本實用新型的目的是提供一種在集熱管內設置導流管的太陽能熱水器，以簡單易行的方式克服現有太陽能熱水器因冷熱水對流困難、傳熱效率低或結構複雜、難於加工、成本高的缺陷，並對反光板形狀結構加以改進，以提高傳熱效率和反射陽光的利用率。
附圖1是本實用新型太陽能熱水器的結構剖示示意圖；圖2是一種淺折面單元組合式反光板示意圖。
這種太陽能熱水器，主要部件包括下端封閉的集熱管1、保溫水箱2、支架3和反光板4，其特徵是在集熱管1內設置有導流管5，該導流管5的下端開口靠近集熱管1的底部，導流管5的上部伸出集熱管1的管口後彎入水箱2內，導流管5的上埠靠近水箱2的底部。
在集熱管內設置導流管，可使水箱中較冷的水通過導流管至集熱管底部流出，水在集熱管內受熱後密度變小，從集熱管和導流管之間的空隙向上浮升，流回水箱中。由於冷水和熱水各走各的通道，互不堵塞、互不幹憂，形成較好的內循環，冷熱水對流通暢，傳熱效果大大提高。
為提高反射太陽光的利用率，可配置以每支集熱管為一反光單元的淺折面組合而成的淺折面組合式反光板。這種組合式反光板，其底平面6寬b為集熱管1外徑d的0.9-1.2倍；側斜面7與底平面6之間的夾角α為157°-164°；集熱管1的中心與反光板4之間距即反光焦距f為集熱管外徑d的1.6-2.2倍；相鄰集熱管之中心距離L為集熱管外徑d的2.5-3.3倍。
採用上述淺折面組合式反光板，能在太陽光輻照最強的時段內較多地將反射光線有效地反射到對應的集熱管或鄰近的集熱管的背陽部分，提高反射光的利用率。
本實用新型在集熱管內設置導流管的太陽能熱水器結構簡單，零部件很少且容易加工製作，耗材省，安裝簡便。可容易地對現有太陽能熱水器進行改裝，僅很少的附加成本即能顯著提高太陽能的利用率，容易推廣實施。
以下結合
本實用新型的一個實施例。
採用通常的真空管太陽能熱水器進行如下改裝在原玻璃真空集熱管1內放置入一玻璃導流管5。原玻璃真空集熱管1的內管外徑為33mm、外管外徑為47mm、管長1150mm；用作導流管5的玻璃管內徑7mm、外徑10mm、長1200mm，在1100mm處彎成130°角，長端以上下兩個小支架8固定在真空集熱管內中軸線位置上，使導流管5的下埠距集熱管1的底部50mm，導流管5的上部彎曲部分短端伸入水箱2中、導流管上埠距水箱2底部50mm；上述兩個小支架8以鋁合金片製成三角形狀，中間開有直徑10mm的園孔，供導流管5剛剛能穿過固定，下部小支架的外緣和集熱管內壁滑動配合，上部小支架的外緣利用其自身的彈性卡緊在集熱管內壁上，將導流管5固定。
本實施例太陽能熱水器採用十支如上所述的真空集熱管並排構成採光集熱管群，相鄰集熱管中心距90mm，集熱管1的上端固定連接在水箱2側下方的十個連接口上，集熱管的下端固定在支架3的下部，水箱2固定於支架3的頂部，在距真空集熱管中心下60mm處設置反光板，固定在支架3上。
本實施例採用以玻璃鋼製成的淺折面組合式反光板，以每支集熱管為一個反光單元，由十個反光板單元組合而成。每個反光單元的底平面6寬30mm，側斜面7水平寬30mm，側斜面與底平面之間的夾角為160°，反光焦距f＝60mm，反光板長1100mm。
將本實施例改進後的太陽能熱水器與沒有改進的原太陽能熱水器進行效果比較，時間從94年7月至95年4月上旬，比較結果熱效率提高10-15％，水箱內上、下溫差從4-5℃降至2℃。
權利要求1.一種太陽能熱水器，包括下端封閉的集熱管、保溫水箱、支架和反光板，其特徵是在集熱管內設置有導流管，該導流管的下端開口靠近集熱管底部，上部伸出集熱管口後彎入水箱內，導流管的上埠靠近水箱底部。
2.如權利要求1所述太陽能熱水器，特徵在於所述反光板是以每支集熱管為一反光單元的淺折面組合而成的淺折面組合式反光板，其底平面寬為集熱管外徑的0.9-1.2倍，側斜面與底平面的夾角為157°-164°，集熱管中心與反光板之間距為集熱管外徑的1.6-2.2倍，相鄰集熱管之中心距離為集熱管外徑的2.5-3.3倍。
專利摘要本實用新型太陽能熱水器，包括下端封閉的集熱管，保溫水箱、支架和反光板，特徵在於集熱管內設置有導流管，導流管的下埠靠近集熱管底部，上部彎入水箱，上埠靠近水箱底部，使冷水和熱水各走其道，改善了對流循環，提高了傳熱效率；可以配置淺折面組合式反光板以提高反射太陽光的有效利用率，本產品結構簡單，易加工、耗材省、容易安裝，僅需很少的附加成本，可方便地對現有太陽能熱水器進行改造，大大提高熱效率。
文檔編號F24J2/32GK2266106SQ9521311
公開日1997年10月29日 申請日期1995年5月19日 優先權日1995年5月19日
發明者劉震炎, 王松年 申請人:中國科學技術大學, 合肥立達機電技術研究所