[發明專利]一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器

有效

• 申請號: 201410176069.X
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103968564A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 孫希干
• 申請（專利權）人: 江蘇恒星聚能能源科技有限公司
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/32;F24J2/08;F24J2/12;F24J2/46;F24J2/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊海軍

技術領域

本發明涉及太陽能熱利用領域，具體涉及一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器。

背景技術

太陽能光熱技術為未來解決能源問題提供廣闊前景，目前太陽能熱水器主要有高硼硅玻璃真空管式和高效吸熱藍膜平板式兩種，真空管已經發展20多年鍍膜工藝已經很成熟，從單靶到多靶磁控濺射鍍膜技術，目前膜層吸熱效率已經達到94%以上，低溫減反射率已經達到6%以下，處于比較理想狀態，只要按照成熟工藝嚴格控制生產過程都可以生產出質量較高的真空管，真空管熱水器有著很好的優點，單位面積吸收率高發射率低保溫好，特別在較冷地區具有得天獨厚的優越性，然而也有明顯的缺點，無法與建筑很好的相結合，受管徑的局限吸熱面積小，雙層玻璃吸熱效率受到影響，玻璃容易破損先天具有安全隱患，國外真空管式熱水器因此而使用較少；同樣平板式熱水器具有光照面積大，吸熱率高傳熱快，易與建筑相結合，蓋板為鋼化超白玻璃沒有安全隱患等優點，但也有明顯的缺點，吸熱面積大散熱面積也大所以熱平衡溫度較低，低溫高效無法獲得高溫，沒有保溫能力，為了防止熱水結垢要靠介質導熱，所以只在南方溫度較高地區適合，到目前為止還沒有一種熱水器能夠結合這兩種熱水器的優點，便于在任何區域推廣，又能解決普通熱水器從低溫向中溫發展，并能發展成蒸汽式熱水器，同時熱水器安裝麻煩，零部件較多，又不易維護，儲熱水箱占據很大空間又不安全，為了承壓出水還要安裝壓力泵，無論是真空管式還是平板式都一樣，冬天往往成為擺設，嚴重依賴電輔助加熱，平板熱水器藍膜暴露在空氣中衰減很快壽命期大大減短，國內熱水器價格戰愈演愈烈，太陽能熱水器行業處于明顯衰退狀態。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中太陽能熱水器的缺點，提供一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，本發明熱水器采用平板式，可使熱水器易與建筑相集合，沒有安全隱患，拋棄笨重水箱，容易安裝維護，功能上可實現增大光照面積，增強熱量吸收率并高效儲存熱能，按需求量熱交換，現用現出新鮮熱水，工程上大面積并聯使用，可以實現穩定蒸汽供應，根據需要有機組合。

技術方案：為了實現以上目的，本發明采取的技術方案為：

一種平板聚光型太陽能無水箱熱水器，它包括：熱水器組合外框，安裝在熱水器組合外框底部的鍍鋅鋼板底板，安裝在熱水器組合外框一側的熱管尾托，一端固定在熱管尾托上，另一端插入在聚氨酯發泡保溫模組內的儲熱型真空熱管，安裝在熱水器組合外框頂部的鋼化超白玻璃蓋板。其中真空熱管封閉端，采用熱管尾托固定在鋁合金邊框上，熱管尾托與真空熱管尾端柔性套接，安放固定在鋁合金邊框里。

作為優選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的鋼化超白玻璃蓋板本身是一種線性菲涅爾聚光透鏡；所述的鍍鋅鋼板底板上表面安裝有復合拋物面反射鏡（CPC復合拋物面反射鏡）。

其中聚光透鏡采用齒紋向內平面朝外的線聚焦菲涅爾透鏡設計，透鏡玻璃采用鋼化鍍膜處理，鍍膜玻璃增加入射光透過率，以及減少表面入射光反射率，雙面鍍膜還有利于玻璃表面自潔功能，透鏡采用低鐵超白玻璃材質，鋼化強度要求達到國家平板熱水器蓋板玻璃的標準。

本發明所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，聚焦光帶與儲熱型真空熱管對齊，真空熱管下方放置帶有CPC復合拋物面反射鏡的鍍鋅鋼板底板，作為更優選方案，所述的底板是由雙曲復合拋物面反光鋁鏡成型后與底面鍍鋅鋼板焊接成為一體，形成底板，復合拋物面反光鋁板由特制精密模具在瓦楞成型機上壓制而成；

如圖2所示，入射光聚焦光帶及復合拋物面反射聚焦光帶照在真空熱管吸熱鍍膜內表面，圖中，太陽光照在熱水器上的光線傳播、匯聚、反射再匯聚以及匯聚范圍的過程，具有很高的熱利用率。

儲熱真空熱管排列在透鏡焦帶處，熱水器按照玻璃透鏡東西放置和配合當地緯度角安裝，相當于一維跟蹤效果，配合底部復合拋物面反光鏡，在不加跟蹤情況下當光帶偏離時，底部反光鏡在一定范圍內能夠把偏離光帶反射回真空熱管，使熱管最大范圍充分吸收太陽能并把熱能儲存在儲熱相變材料里。達到最大程度的吸收太陽能的效果，相比現有技術太陽能更加集熱，環保性更強。

作為優選方案，以上所述的平板聚光型太陽能無水箱熱水器，所述的儲熱型真空熱管包括外層玻璃管，安裝在外層玻璃管內部的內不銹鋼管，安裝在內不銹鋼管內部的中間導熱管，灌裝在內不銹鋼管和中間導熱管之間的儲熱相變材料，設置在真空熱管端頭的膨脹節波紋管，設置在真空熱管內部兩個端頭的吸氣劑，設置在外層玻璃管和內不銹鋼管之間的不銹鋼支撐架，與外層玻璃管對接熔封的玻璃內管。