[发明专利]太阳能热水器集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用新技术，具体涉及一种太阳能热水器集热器。

背景技术

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮，太阳能的利用技术进入新的发展阶段。太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术。国内太阳能热利用方面，主要有太阳能热水器、太阳灶、被动式太阳房和太阳能干燥器。经过以往多年的努力，我国太阳能热利用在这四个领域技术已基本过关，科技成果不同程度地转入小批量生产，有了一定数量推广应用的覆盖面，在缓解各地常规能源短缺和减轻生态和环境恶化等方面收到了实效。

太阳能热水器近年来在我国已经普遍使用。如图1所示，中国实用新型专利CN2695862Y于2005年04月27日公开了一种管板式太阳能热水器集热器，包括框架2，布置在框架上的管板式集热板1、保温层3，以及布置在集热板上方的透明盖板6，在集热板1与透明盖板6间布置透明保温板5，该透明保温板5通过两压条4支撑在框架2上。如图2所示，中国实用新型专利CN2495955Y于2006年06月19日公开了一种新型太阳能热水器集热器，集热器壳体7呈盆状，在其水平沿边表面设有一周固定凹槽，盖板3周边套装密封压条2，密封压条2上的突棱就位于壳体7沿边的凹槽内；上压条1和下压条6分别从盖板3周边顶面及壳体7沿边底面将盖板3与壳体7卡紧；挤压复合、吹胀成型的导热内芯条带4是由铝带与铜带之间加设铜管构成。

上述太阳能热水器的工作原理主要通过吸热板片吸收太阳能给夹在吸热板片中间的水管传递热量使水温升高来利用太阳能。其不足之处在于需要很大面积的吸热板片，而吸热板片基本上使用铜、铝的金属材料，相对来说成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种新型的太阳能热水器集热器。该太阳能热水器集热器利用三棱镜聚光来增强光的强度，在阳光的照射下通过三棱镜聚光作用使阳光集中聚集在吸热管上，而集中吸收太阳能使吸热器迅速升温，然后把热能传递给予吸热器紧密接触的金属水管。

为了解决上述技术问题，本发明提出的太阳能热水器集热器，镶嵌在框架内，其创新点在于，由多个三棱镜组成；在每个三棱镜的一个面均贴有一层反射薄膜，另一面则均安装有带吸热器的水管；上述多个三棱镜另一面安装的带吸热器的水管并联排列。

作为本发明的优选实施方案，在吸热器和三棱镜吸热器光入射面的界面最好使用高透光、低导热系数和折射率接近玻璃的材料进行粘接。

相对于现有技术，本发明利用三棱镜聚光来增强光的强度，光线从棱镜受光面进入棱镜，到达安装吸热器的棱镜一侧的光则被吸热器直接吸收；到达贴反射薄膜棱镜一侧的光被反射回到棱镜受光面和空气界面，由于棱镜玻璃的折射率约为1.5，因此当反射光线从光密媒质到光疏媒质并且入射角度大于临界角情况下发生全反射，在经一次全反射或者多次全反射使光线进入安装吸热器的棱镜一侧而被吸热器吸收。结果入射棱镜受光面的光线通过反射和全反射全部在棱镜安装吸热器侧被吸收。三棱镜的聚光倍率也就是棱镜受光面的面积和安装吸热器的棱镜一侧的面积之比，并且三棱镜的聚光倍率可以通过增大棱镜受光面的面积和安装吸热器的棱镜一侧的面积之比来提高。

附图说明

图1是现有技术中管板式太阳能热水器集热器的结构示意图。

图2为现有技术中另一太阳能热水器集热器的结构示意图。

图3是本发明太阳能热水器集热器的结构示意图。

图4是本发明太阳能热水器集热器的聚光原理图。

图5是使用本发明太阳能热水器集热器的太阳能热水器的工作原理图。

其中，11为三棱镜；12为反射膜；13为吸热器；14为高透光粘接胶；15为水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。