[发明专利]太阳能热管真空管开水器

说明书

本发明属于太阳能应用领域。

利用太阳能加热生产开水，一般采用普通真空管集热器加装抛物线反射器制成，但受热体表面受热不均匀，效率较低，成本较高，且不能耐受冰冻。国外试验中的新一代的热管真空管开水器，由于：（1）热管内所用的低沸点工质一般系采用丙酮、乙醚、酒精或纯水等存在着工作温度较低且不够稳定，其热容较差、水则宜结冰等。状况不甚理想;（2）热管真空管采用典型的白色平板反射器，只能反射漫射光，因此效率仍然较低。

本发明的目的在于提供一种充分利用阳光辐射、热效率高、能在低至-100℃的条件下生产开水，不会结冰、不会炸裂的太阳能热管真空管开水器。

实现本发明的技术方案是配制一种新的共沸物质作为热管内的低沸点工质，工质系由戊烷（C₅H₁₂）占98.6%～100%，水占1.4%～0所合成的共沸物质，其沸点为34.8℃～36.1℃，冰点为-120℃～-131℃。其沸点、冰点、比热、热容皆较理想，使热管在真空套管内的工作品质优异。另外，在热管真空管背面加装一个本发明人的另一项已申请专利的平面直角聚光反射器，使得入射太阳能量的理论值由目前采用白色平板反射器时的1.3倍单管接受能量上升到采用平面直角聚光反射器时的4.0倍，入射太阳能量提高三倍左右，因而大幅度地提高了热管真空管开水器的热效率。

本发明主要由热管真空管，热交换器和平面直角聚光反射器组成，其它还有蓄热水箱和联接支架、框架等。

现结合附图就其作一详细描述：

阳光通过玻璃管（1）照到金属热管（2）的外壁上，由于玻璃管真空腔（9）的绝热作用，金属管壁温度越来越高，管内的低沸点工质（6）当温度升高至34.8℃时随即吸收管壁的热量蒸发成蒸汽。热管的另一端为热交换端，热交换器（3）内盛冷水（7）由进水口（10）进入，进入热交换端的低沸点工质（6）蒸发成的蒸汽在此遇冷，随即释放出所携带的热量于冷水（7）中而凝结成液体，液体在重力作用下或管内毛细介质的毛管引力作用下，回到受热端。重新进行反复新一轮的蒸发-一冷凝过程，陆续放出的热量使热交换器中的冷水逐渐升温，当达到沸点时，定温放水阀（4）即因热膨胀作用自动开放，沸水流入蓄热水箱（5）中，同时自来水因本身压力，自行被压入热交换器（3）内。当注入的冷水水面到达定温放水阀（4）时，又因冷收缩作用而自动关闭。再重新加热交换器（3）内的冷水。

附图二为实施例示意图，是由4支热管真空管开水器组成。为了提高开水器的热效率，增强阳光对热管的照射作用，以产生更多的开水。本实施例在热管真空管（1）的背阳面加置平面直角聚光反射器（2），使得照在热管真空管上的阳光由正、侧、背几个方面射来，从而大为提高了热管真空管的热效率。即使在严冬气候条件下也可以得到开水。

在中纬度地区（例如在兰州地区），夏季每天每平方米截米面积可产生开水40-50Kg。冬季每天每平方米截光面积可产生开水10-15Kg，夏天绝不炸裂，冬天绝不结冰。具有优良的抗高寒性能，可在-100℃的严寒气候条件下使用。有效地解决了全年利用太阳能获得开水的问题。