[实用新型]一种集热管内设置导流管的太阳能热水器

说明书

本实用新型属太阳能热水器技术领域。

现有部分太阳能热水器采用管身细长、下端封闭的集热管，这种集热管中产生的热水与位于上部水箱中的冷水对流循环较为困难，影响了传热效果。中国专利93203169.2公布的一种热管真空管太阳能热水器采用真空管、集管和导热块，热性能良好，但由于结构比较复杂，加工制作工艺较难，且消耗材料较多，成本较高。

此外，现有真空管太阳能热水器大多采用平面反光板，不能充分有效地将反射阳光集中照射到集热管上加以利用，特别在日照较强的中午前后四个多小时内，较多反射光线从相邻集热管之间隙中漏掉了。

本实用新型的目的是提供一种在集热管内设置导流管的太阳能热水器，以简单易行的方式克服现有太阳能热水器因冷热水对流困难、传热效率低或结构复杂、难于加工、成本高的缺陷，并对反光板形状结构加以改进，以提高传热效率和反射阳光的利用率。

附图1是本实用新型太阳能热水器的结构剖示示意图；

图2是一种浅折面单元组合式反光板示意图。

这种太阳能热水器，主要部件包括下端封闭的集热管1、保温水箱2、支架3和反光板4，其特征是在集热管1内设置有导流管5，该导流管5的下端开口靠近集热管1的底部，导流管5的上部伸出集热管1的管口后弯入水箱2内，导流管5的上端口靠近水箱2的底部。

在集热管内设置导流管，可使水箱中较冷的水通过导流管至集热管底部流出，水在集热管内受热后密度变小，从集热管和导流管之间的空隙向上浮升，流回水箱中。由于冷水和热水各走各的通道，互不堵塞、互不干忧，形成较好的内循环，冷热水对流通畅，传热效果大大提高。

为提高反射太阳光的利用率，可配置以每支集热管为一反光单元的浅折面组合而成的浅折面组合式反光板。这种组合式反光板，其底平面6宽b为集热管1外径d的0.9-1.2倍；侧斜面7与底平面6之间的夹角α为157°-164°；集热管1的中心与反光板4之间距即反光焦距f为集热管外径d的1.6-2.2倍；相邻集热管之中心距离L为集热管外径d的2.5-3.3倍。

采用上述浅折面组合式反光板，能在太阳光辐照最强的时段内较多地将反射光线有效地反射到对应的集热管或邻近的集热管的背阳部分，提高反射光的利用率。

本实用新型在集热管内设置导流管的太阳能热水器结构简单，零部件很少且容易加工制作，耗材省，安装简便。可容易地对现有太阳能热水器进行改装，仅很少的附加成本即能显著提高太阳能的利用率，容易推广实施。

下面结合附图说明本实用新型的一个实施例。

采用通常的真空管太阳能热水器进行如下改装：

在原玻璃真空集热管1内放置入一玻璃导流管5。原玻璃真空集热管1的内管外径为33mm、外管外径为47mm、管长1150mm；用作导流管5的玻璃管内径7mm、外径10mm、长1200mm，在1100mm处弯成130°角，长端以上下两个小支架8固定在真空集热管内中轴线位置上，使导流管5的下端口距集热管1的底部50mm，导流管5的上部弯曲部分短端伸入水箱2中、导流管上端口距水箱2底部50mm；上述两个小支架8以铝合金片制成三角形状，中间开有直径10mm的园孔，供导流管5刚刚能穿过固定，下部小支架的外缘和集热管内壁滑动配合，上部小支架的外缘利用其自身的弹性卡紧在集热管内壁上，将导流管5固定。

本实施例太阳能热水器采用十支如上所述的真空集热管并排构成采光集热管群，相邻集热管中心距90mm，集热管1的上端固定连接在水箱2侧下方的十个连接口上，集热管的下端固定在支架3的下部，水箱2固定于支架3的顶部，在距真空集热管中心下60mm处设置反光板，固定在支架3上。

本实施例采用以玻璃钢制成的浅折面组合式反光板，以每支集热管为一个反光单元，由十个反光板单元组合而成。每个反光单元的底平面6宽30mm，侧斜面7水平宽30mm，侧斜面与底平面之间的夹角为160°，反光焦距f＝60mm，反光板长1100mm。

将本实施例改进后的太阳能热水器与没有改进的原太阳能热水器进行效果比较，时间从94年7月至95年4月上旬，比较结果热效率提高10-15％，水箱内上、下温差从4-5℃降至2℃。