[发明专利]采用真空平板集热的太阳能热水器装置

说明书

技术领域

本发明属于太阳能应用技术领域，特别涉及太阳能热水器结构设计

背景技术

太阳能集热器是太阳能热水器的主要部件。它主要是以水为载体将太阳能转换成热能，从而实现太阳能热水器的应用。

第一代太阳能集热器是平板的，它是将集热与储水分开，储水罐是保温的。通过集热板将热水传送到储水罐。但是这种装置有几个难题：A、晚上不能保温，储水罐中的热水温度受到影响；B、冬天结冰、容器爆裂；C、热效率低。

现在也有在平板集热器上进行改进的产品，如平板里面不是直接用水来吸收热量，而是通过在里面再布铜管，将水放在铜管中，达到集热的目的。这个设施解决了容器爆裂问题，但是其他问题没有解决。同时它带来了造价大幅度上涨。其价格超过现在的太阳能集热管产品。

第二代太阳能集热器是集热管。其主要特点是在于将两个玻璃管之间形成真空，同时在内管的外壁涂上渐变铝氮铝膜。

这种集热器解决了保温、防冻问题，同时由于渐变铝氮铝膜使用增加热效率，减少了热辐射。但是这个产品又带来了新的问题，就是在热水与冷水汇集时玻璃管会爆炸。

采用上述集热管的太阳能热水器结构，如图1所示，包括真空集热玻璃管阵列101、储水桶102，以及将集热管、阵列和储水桶固定连接在一起的支撑结构，其中，圆柱形储水桶安装在支撑结构的竖直支架的顶部103，位于真空集热管上方，集热管阵列的背板1011下端与在支撑结构的底座104相连，上端与支撑结构的竖直支架的顶部103相连，真空集热管的下端封闭，上端开口，上端开口直接插入到储水桶的若干个插孔中并用密封圈密封，储水桶上开园插孔的个数与采用真空集热玻璃管列阵的管子个数相同；这是由于集热管的下端封闭，是上端单向开口，所以储水桶必须高于集热管，这样才能产生对流，使集热管中的热水对流到储水桶中。如果储水桶低于集热管的上口，则集热管的上端无法与储水桶连接，对流就无法发生，如果通过介质传热方式将集热管中的热量传到储水桶，将各个集热管中的介质并联起来再连接到储水桶中不仅困难，而且效果极慢而影响太阳能的吸收。该装置且重心高，存在安全隐患；造价高；支架需要经常维护；影响市容环境。

发明内容

本发明的目的是为克服已有太阳能热水器存在的不足之处，设计出一种新型的采用真空平板集热的太阳能热水器装置，该集热器具有热效率高、防冻性能好、不破裂、造价低的特点，且采用该集热器的太阳能热水器不但可以实现冷热水环路对流，转换效率高，而且整体装置重心低，安全；不需要经常维护；较小影响市容环境。

本发明提出的一种采用真空平板集热的太阳能热水器装置，包括集热器、储水容器，以及固定集热器和储水容器的支撑结构；其特征在于，该集热器为真空平板集热器，该真空平板集热器的上、下端分别开有上出水管接口和下进水管接口，该集热器和储水容器均固定在支撑结构的底座上，该储水容器位于该真空平板集热器的上下进出管接口之间，所述的储水容器的上进水管接口与该真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下出水管接口与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中的水实现冷热水对流。

本发明提出的另一种采用真空平板集热的太阳能热水器装置，包括集热器、储水容器，以及固定集热器和储水容器的支撑结构；其特征在于，该集热器放置在室外，储水容器放置在室内，该集热器为真空平板集热器，该真空平板集热器的上、下端分别开有上出水管接口和下进水管接口，该支撑结构包括固定该真空平板集热器的室外支撑架和固定该储水容器的室内支撑架，所述的安装在室内的储水容器的上进水管接口通过管道与安装在室外的真空平板集热器的上出水管接口相连，所述的储水容器的下出水管接口通过管道与该真空平板集热器的下进水管接口相连，使储水容器与真空平板集热器中的水实现冷热水对流。

本发明的特点及效果：

本发明采用的集热器具有热效率高、散热低、不结冰，防冻性能、不破裂、优点；采用该集热器的热水器，由于真空平板集热装置的进水口在下面，出水口在上面，只要在进出水口之间放置储水容器，这样热水就进入储水容器。可以实现冷热水环路对流，转换效率高，而且整体装置重心低，安全；减少支架结构从而减低造价，不需要经常维护；不限于放在屋顶，可以挂在建筑物阳面的外墙壁上；还可实现集热器与储水器分离，储水器放置在室内，仅把集热器放在室外，不限于放在屋顶，可以挂在建筑物阳面的外墙壁上，较小影响市容环境等优点。

附图说明

图1为已有采用真空集热玻璃管的热水器装置结构示意图。

图2为本发明的将集热器与储水器结合成一体的实施例1结构示意图。