[发明专利]全面积自动迎阳热水器

说明书

(一)技术领域：可再生清洁能源。 

(二)背景技术：

1、现在所采用的太阳热水器均为真空玻璃热管式太阳热水器，该机型是我国最早引进的，占全国总产量的90％以上。其结构：真空玻管一端封闭，另一端开口，保温原理酷似热水瓶，选择性吸热膜镀在内管外表面上，开口一端与热水箱连接，引水进行热交换，冷热水均由同一个口咀上下，这就是真空玻璃热管式太阳热水器的工作原理。 

优点：结构简单，经济实用。 

缺点：①冷热水冲击易炸管，因此早晚上水，限制了热水产量；②沉积结垢大部分集中在斜面与底部，造成热交换日益衰减；③玻管内不可取用的热水占总产量的40％左右，造成热能浪费；④一旦真空玻管意外破碎一根，当即出现整机缺水待修的紧迫局面，是一个重大的安全缺陷。 

2、真空玻璃热管超导型太阳热水器。其结构与工作流程是：镀膜玻管吸热传过——空气层——紫铜箔——空气层——两端密闭的紫铜管——无机介质吸热气化——上升至热水箱内—热交换后下坠进入下一轮循环。 

优点：据产品广告称，真空玻璃超导型的传热速度是白银的1000倍，并彻底克服了真空玻璃热管型的六大缺陷。 

缺点：①传热层次超过8道——当今选择性吸热膜效率高达93％-96％，多一道传热就多一道损耗和时间；②传热距离太长，以玻管长1800计，其平均传热距离要在1000左右；③热交换区就是伸进热水箱内的一小段紫铜管——热交换面积小，一旦结垢影响更大；④0.3厚的不整形紫铜箔与玻管，紫铜管间接触面充其量只有几十点，削弱了紫铜超导热的功能；⑤气体只是对流速度快，但不是热的良导体，质轻、传热效果远不如水。⑥玻璃热管内不走水，形似干烧，辐射散热严重，仍存有安全隐患。 

3、据中外合资公司最新报导：无阻导传热速度是纯银的三万倍？提高热水产量40％？并申报了十几个国家的发明专利。详见实审背景技术。 

以上2、3两点均属玻璃热管超导型，其最大的缺点是：①无水循环形似干烧，玻璃内管温度高达300℃，且不说热交换不畅，也存在安全隐患。真空玻璃外管烫手的事实证明幅射散热严重，怀疑浪费的热量超过不可取用的热水热量；②传热层次太多，传热介质远离热交换区，设计有悖于能量转换定律；③得到热水是设计的最终目的，水又是热的良导体，更有其它许多物理特性，被禁固在贮热水箱内，均没有被充分发挥利用，为此创新没有达到预期效果。 

(三)本发明的目的在于提供一种不需要自动太阳跟踪器的复杂系统，却又有一定跟踪功能的全面积自动迎阳热水器。其热交换原理是利用太阳东升西落，永远不变的运动规律与△形具有东西两面的几何特性相结合。但是，单纯的三角形没有实用价值，理由是：“三角形两斜边之和大于第三边”使其日照余弦损失均大大超过平板型和真空管型，同时又带来了许多其它缺陷。为此，必须优化三角形的形状结构以增加迎阳面积。深入研究发现，以三角形30°角所对直角边等于斜边半的几何定理为基础，将封闭式三角形变成放射式的多曲面翼形，并使其翼面适应于不同时段日照角度的要求，减少余弦损失，以此理论为基 础能大大缩短设计周期。 

本发明突出的特点和显著的进步在于：