[实用新型]全方位聚光子太阳能热水器

说明书

本实用新型属太阳能应用技术领域，特别涉及一种采用玻璃体聚光子技术的集热器和球体集热兼作贮水箱的全方位聚光子太阳能热水器。

在太阳能应用技术领域中，采用太阳能加热水体供人们使用越来越得到广泛的应用。目前，在太阳能热水器的集热器中，常见的技术结构主要有平板型、直管型、瓦楞型、扁管型、管翼型、真空玻璃管型、聚焦型、应用较为广泛的是管翼型，真空玻璃管型也陆续进入市场。平板型集热器是一箱体容水器，一面装有玻璃直接受光采热，其余面涂有黑色吸收光能并加设保温层，其缺点是采光面积小，受热面小。为克服其缺点继而改进为直管型、瓦楞型、扁管型、加大了受热面，但其采光面仍然受到限制。管翼型克服了上述缺点，加大了采光面，提高了单位受热面的传热强度，但在阳光不足的云天或阴天，热水温度仍然不能满足人们的需要。上述几种集热器为解决保温性能继而又发晨为真空玻璃管型，但采光面又受到限制。为增加传热单位面积的传热强度发展有抛物线反光聚焦型、其缺点是采光面受抛物线反光板尺寸的限制，且必须跟踪太阳，频增设机械设备传动及动力。

本实用新型的技术方案为补充水箱1装设有浮球阀2再联接自来水管3，下端联接进水管12。聚光子集热器4由保温层9、外壳18、聚光子8、光子支架16、玻罩17组成。集热器的上端出水口联接贮水箱19，下端进水口联接循环管11。贮水箱19由外盖6、内盖7、聚光子8、保温层9、内箱座14、外箱座15组成。外盖6、内盖7、内箱座14、外箱座15用螺检联接。贮水箱19内装设沉浮排水管5，下端联接热水排水管10。

本实用新型的技术方案采各型集热器之长克服其缺点，提供和公开了一种采光面积大、单位传热点温度高、不受太阳方向影响的、集贮水箱集热器于一体的、造型美观的全方位聚光子太阳能热水器。其优点是采光面积大可采集来自各个方向的光能，传热效率高，造型美现，金属构件少，无机械传动。

附图1至附图3是本实用新型实施例的结构安装组合图，下面结合附图对本实用新型实施例作进一步的描述。

本实用新型实施例的补充水箱1为一金属或塑料制作的容水箱体，箱体的容积及几何尺寸应能满足浮球阀2的动作空间。浮球阀安装于箱体的上端，进水口联接自来水管3，浮球阀2为现有系列标件。箱体下端联接进水管12，进水管12联通贮水箱19底部，箱体底部的安装高度应高于或水平于贮水箱11的最高水位，补充水箱主要作贮水箱补充水之用。

光子集热器4和外壳18用金属或塑料制作，可作成弧面扇形，也可作成平面等腰梯形，单台热水器配4～6组光子集热器。受光面装设两块透光的玻璃或有机玻璃作成的玻罩17，玻罩下布置聚光子8，聚光子为无色玻璃制成的球粒，最佳粒径为Φ16毫米。聚光子8由光子支架16支托，光子支架用金属或耐温塑料按聚光子的布置作成小于聚光子直径的圆孔网板且涂以黑色。外壳18和玻罩17的内板之间形成容水空腔，空腔两端接管分别与贮水箱19和循环管11联接，空腔不得漏水，保温层9用发泡塑料充填。

工作原理：聚光子在它的投影面积内受光，光线由水体进入玻璃体将产生一次折射聚光，光线再从玻体进入水体又产生一次折射，在它的焦点面上形成较高的加热点，从而在小面积内局部水体得到迅速加热，加热后的水体还来不及和冷水热交换时迅速上浮，形成自动循环，终而复始，贮水箱内的水体得到逐步加热，温度不断升高。在聚光球的投影面积内有66％的光得到折射聚光形成球外高温焦点加热水体，有33％的光在球内形成一个焦环，球体受焦环的加热，在球体表面的水体也得到加热。球面上仅有0.1％的光线形成散射进入水体而被其吸收。球外集距可用下式计算： 1 f = ( n - n 1 ) ( 1 r 1 + 1 r 2 ) ]]>

式中：

f——焦距(从球心至焦点的距离)

n——光密媒质折射率(玻璃相对空气折射率取1.52)