平板太陽能集熱器及平板太陽能熱水器的製作方法
2023-12-11 22:22:32 1
本發明涉及平板太陽能熱水器技術領域，尤其涉及一種平板太陽能集熱器及具有該平板太陽能集熱器的平板太陽能熱水器。
背景技術：
目前，真空管式太陽能熱水器是通過真空玻璃管內玻璃的吸收塗層吸收太陽光照的熱量後傳遞給水直接加熱，通過熱虹吸的原理進行自然循環，從而完成對整個太陽能水箱內水的加熱。但是這種真空管式太陽能熱水器整機安裝複雜，安裝時間長，真空管易碎而導致漏水問題。為了解決真空管式太陽能熱水器存在的上述問題，平板太陽能熱水器得到迅速推廣和發展，現有的平板太陽能熱水器一般採用集熱器和流道結合的原理，通過集熱器吸收太陽能轉換成熱能，再對流道內的水進行加熱，但是，此類平板太陽能熱水器的換熱效率低，保溫效果差，向外界散失熱量較多，熱損耗大，連接管路複雜，需要設置單獨儲熱水箱。
另外，現有的真空管式太陽能熱水器採用以下結構的安裝支架進行安裝。如圖1所示，該支架為一框架，由上橫梁1ˊ、下橫梁2ˊ及左右對稱的上託架3ˊ、立柱4ˊ、斜柱5ˊ、拉杆6ˊ、前插接件7ˊ、後插接件8ˊ、託盒9ˊ和反光板10ˊ。其中，一對前插接件7ˊ、一對後插接件8ˊ成為框架下部的四個結點，成對的上橫梁1ˊ、下橫梁2ˊ、立柱4ˊ、斜柱5ˊ均為空心方管，拉杆6ˊ為扁平杆且其兩端彎成圓弧形。成對的上橫梁1ˊ和對稱設置的上託架3ˊ固定連接形成的框體可用於安裝水箱，對稱設置的立柱4ˊ、斜柱5ˊ、下橫梁2ˊ和拉杆6ˊ共同支撐水箱。反光板10ˊ位於託盒9ˊ的斜上方且兩者均 通過螺紋緊固件固定在框架的斜面上。該結構的支架裝配複雜，且支架普遍採用鋼製材質，時間久了容易生鏽，造成水箱從屋脊掉落下來的安全隱患，安全性差。
基於以上描述，亟需要一種新的平板太陽能集熱器，以解決現有真空管式太陽能熱水器整機安裝複雜，真空管易碎導致漏水，現有真空管式太陽能熱水器安裝支架裝配複雜，安全性能差以及現有平板太陽能熱水器換熱效率低，保溫效果差，熱損大等問題。
技術實現要素：
本發明的一個目的在於提出一種平板太陽能集熱器，該平板太陽能集熱器結構簡單，安裝方便，有效避免漏水問題，換熱效率高，保溫效果好，熱損小。
本發明的另一個目的在於提出一種平板太陽能熱水器，該平板太陽能熱水器具有如上所述的平板太陽能集熱器。
為達此目的，本發明採用以下技術方案：
本發明提供了一種平板太陽能集熱器，所述集熱器包括一端開口的框體，所述框體上設有平板雙層真空玻璃，所述框體與平板雙層真空玻璃之間密封連接形成水箱，所述水箱上設有冷水進口和熱水出口，所述平板雙層真空玻璃包括兩層平板玻璃，所述平板雙層真空玻璃的內側設有吸熱塗層。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述平板雙層真空玻璃包括內層平板玻璃和外層平板玻璃，所述內層平板玻璃和外層平板玻璃之間密封連接形成真空室，所述內層平板玻璃的內側設有所述吸熱塗層。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述吸熱塗層為太陽能選擇性吸熱塗層。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述吸熱塗層為藍鈦層。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述內層平板玻璃和外層平板玻璃之間相距3-15mm。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述框體包括內層板和外層板，所述內層板和外層板之間設有隔熱層。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述隔熱層填充有保溫材料。
作為一種平板太陽能集熱器的優選方案，所述水箱與排氣管連通。
本發明還提供了一種平板太陽能熱水器，包括如以上任一項所述的平板太陽能集熱器。
本發明的有益效果為：
本發明提供了一種平板太陽能集熱器，本申請的平板太陽能集熱器採用平板雙層真空玻璃作為吸熱部件，框體與平板雙層真空玻璃之間密封連接形成的水箱，平板雙層真空玻璃的內層平板玻璃內側設有吸熱塗層，可通過吸熱塗層吸收太陽光的熱量並將熱量直接傳遞給水箱內的水，無需單獨設置水箱，結構簡單，安裝方便，解決了現有真空管式太陽能熱水器由於真空管易碎導致的漏水問題，同時，與現有的平板太陽能熱水器相比，換熱效率高，平板雙層真空玻璃的兩層平板玻璃之間形成真空室，與外界完全隔開，顯著減少了熱量損失，保溫效果良好。
本發明還提供了一種平板太陽能熱水器，所述平板太陽能熱水器包括如以上所述的平板太陽能集熱器，該熱水器換熱效率高，安裝方便，熱損小。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的 前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有真空管式太陽能熱水器安裝支架的結構示意圖；
圖2是本發明具體實施方式提供的平板太陽能集熱器的結構示意圖；
圖3是本發明具體實施方式提供的平板太陽能熱水器的結構示意圖；
圖4是本發明具體實施方式提供的平板雙層真空玻璃的結構示意圖；
圖5是本發明具體實施方式提供的框體的結構示意圖。
圖中：
1ˊ、上橫梁；2ˊ、下橫梁；3ˊ、上託架；4ˊ、立柱；5ˊ、斜柱；6ˊ、拉杆；7ˊ、前插接件；8ˊ、後插接件；9ˊ、託盒；10ˊ、反光板；
1、框體；11、內層板；12、外層板；2、平板雙層真空玻璃；21、內層平板玻璃；22、外層平板玻璃；3、水箱；31、進冷水管；32、出熱水管；4、真空室；5、吸熱塗層；6、隔熱層；7、排氣管；8、進水閥；9、用水處。
具體實施方式
為使本發明解決的技術問題、採用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本申請提出了一種平板太陽能熱水器，包括如以下結構的平板太陽能集熱器。如圖2和圖3所示，該平板太陽能集熱器包括一端開口的框體1，所述框體1上設有平板雙層真空玻璃2，所述框體1與平板雙層真空玻璃2之間密封連接形成水箱3，所述水箱3上設有冷水進口和熱水出口，冷水進口與進冷水管31連通，熱水出口與出熱水管32連通，平板雙層真空玻璃2包括兩層平板玻璃， 所述平板雙層真空玻璃2的內側設有吸熱塗層5。所述水箱3還與排氣管7連通。
在本實施例中，作為優選方案，如圖4所示，相當於集熱板的平板雙層真空玻璃2包括內層平板玻璃21和外層平板玻璃22，所述內層平板玻璃21和外層平板玻璃22之間密封連接形成真空室4。所述內層平板玻璃21和外層平板玻璃22之間相距3-15mm，也就是說，真空室4空間的豎直高度為3-15mm，為了既能夠快速將熱量傳遞給水又能增強保溫效果，真空室4空間的豎直高度優選為10mm。真空室4的設置能夠與外界完全分隔，大大減少了熱量散失，有效提高了集熱器的保溫效果。
在本實施例中，為了增強集熱器的集熱強度，所述內層平板玻璃21的內側設有所述吸熱塗層5，吸熱塗層5為太陽能選擇性吸熱塗層。作為優選方案，吸熱塗層5為藍鈦層。藍鈦層(TiNxOy)即為氮氧化鈦藍膜塗層，其具有特殊的光學、電學性質，突出的機械性能和化學穩定性能，採用不同N2/O2化學計量比和適當厚度的TiNxOy，可以實現優異的光熱性能。氮氧化鈦藍膜塗層不僅高吸收，且在減少反射的同時將熱能存在吸收體內部，提高集熱器的整體效率。即使在使用一定年限30年後，太陽能集熱器的氮氧化鈦藍膜也能保持初始性能的95％，而發射率低於6％。另外，在較低太陽能輻射強度下，使用該氮氧化鈦藍膜塗層的集熱器也能產出較高的熱水出水溫度。
在本實施例中，作為優選方案，如圖5所示，所述框體1包括內層板11和外層板12，所述內層板11和外層板12之間設有隔熱層6，所述隔熱層6填充有巖棉或礦棉或聚氨酯或聚苯乙烯等保溫材料。內層板11優選為不鏽鋼板，外層板12優選為鋁合金板。以上隔熱層6的設置及內層板11和外層板12材質的選擇進一步提高了熱水器的保溫效果。
使用過程中，開啟進冷水管31上的進水閥8，水由進冷水管31進入集熱器 的水箱3內，太陽光透過平板雙層真空玻璃2照射在內層平板玻璃21內側設置的吸熱塗層5上，吸熱塗層5的藍鈦層吸收熱量後直接傳遞給下方水箱3內的水，水吸收熱量後經熱水出口和出熱水管32流出至用水處9供人們洗浴使用。
由於本申請的平板太陽能集熱器包括框體1與平板雙層真空玻璃2之間密封連接形成的水箱3，即水箱3和集熱板(平板雙層真空玻璃2)為一體結構，不需要單獨再設置一水箱，因此，也不需要採用如圖1所示的安裝支架進行安裝，本申請的平板太陽能集熱器只需要通過由如圖1所示的上橫梁1ˊ、下橫梁2ˊ和成對設置的斜柱5ˊ構成的方形框架和託盒9ˊ共同支撐固定在斜屋脊表面即可，安裝簡單，提高了安裝效率，並且風阻非常小，安全方便。
本申請的平板太陽能集熱器採用平板雙層真空玻璃作為吸熱部件，框體1與平板雙層真空玻璃2之間密封連接形成的水箱3，平板雙層真空玻璃2的內層平板玻璃21內側設有吸熱塗層5，可通過吸熱塗層5吸收太陽光的熱量並將熱量直接傳遞給水箱3內的水，無需單獨設置水箱，結構簡單，安裝方便，解決了現有真空管式太陽能熱水器由於真空管易碎導致的漏水問題，同時，與現有的平板太陽能熱水器相比，換熱效率高，平板雙層真空玻璃2的兩層平板玻璃之間形成真空室4，與外界完全隔開，顯著減少了熱量損失，保溫效果良好。
注意，上述僅為本發明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發明不限於這裡所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發明的保護範圍。因此，雖然通過以上實施例對本發明進行了較為詳細的說明，但是本發明不僅僅限於以上實施例，在不脫離本發明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發明的範圍由所附的權利要求範圍決定。