[发明专利]一种波浪形太阳能热水器

说明书

一、技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特指一种波浪形太阳能热水器，这种太阳能热水器的吸热体由蛇形弯曲的金属管及吸热板构成，吸热板截面为波浪形，蛇形弯管绕在吸热板上。

二、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。而现有的蛇形管太阳能热水器铜管之间的空隙过大，使得有40％的热量无法及时利用，要解决这一问题，需要将管间距减小50％左右，并增加铜管与吸热板之间的接触面积。

三、发明内容

本发明提出的目的在于进一步金属管与吸热板的接触面积，提高太阳能集热器的热效率，为达到这一目的，使吸热板截面呈波浪形弯曲，蛇形弯管绕在吸热板上。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

太阳能集热器由保温壳体、吸热板、透明盖板、蛇形弯管、上行管、回流管组成，其特征是：蛇形弯管由一根金属管弯曲而成，金属管水平弯曲摆放，相邻的金属管水平部分相互之间错开一个板厚的距离，管间距在5至7cm之间。蛇形弯管的上端连接上行管，下端连接回流管。蛇形弯管穿过吸热板波浪形弯曲的部分，盘绕在吸热板上。蛇形弯管内充有沸点30℃左右的导热介质。

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；三是采用波浪形吸热板，增加了换热面积，提高了吸热板热量的利用率。

四、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A-A剖面图。

图3是该热水器C处放大图。

图4是该热水器吸热体背面图。

图中所标部位分别为：1、保温壳体；2、透明盖板；3、吸热板；4、蛇形弯管；5、上行管；6、回流管。

五、具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式作说明。

吸热板3正面镀有选择性吸收涂层，吸收阳光转化为热能，加热蛇形弯管4。蛇形弯管4内部的导热介质吸热汽化，压力升高，并急速从上行管5流入配套的储热水箱内部的散热装置，介质冷凝后变为液体从回流管6流回蛇形弯管4，完成传热循环。