[發明專利]一種內肋片高度競相變化集熱管太陽能熱水器

有效

• 申請號: 201511008812.1
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105546848B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 趙煒;孫丕波;任佳啟
• 申請（專利權）人: 趙煒
• 主分類號: F24J2/32
• 分類號: F24J2/32
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業)37231
• 代理人: 杜文娟

技術領域

本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種太陽能熱水器。

背景技術

隨著現代社會經濟的高速發展，人類對能源的需求量越來越大。然而煤、石油、天然氣等傳統能源儲備量不斷減少、日益緊缺，造成價格的不斷上漲，同時常規化石燃料造成的環境污染問題也愈加嚴重，這些都大大限制著社會的發展和人類生活質量的提高。能源問題已經成為當代世界的最突出的問題之一。因而尋求新的能源，特別是無污染的清潔能源已成為現在人們研究的熱點。

太陽能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，而且資源量巨大，地球表面每年收的太陽輻射能總量為1×10 ¹⁸ kW·h，為世界年耗總能量的一萬多倍。世界各國都已經把太陽能的利用作為新能源開發的重要一項，我國政府在《政府工作報告》也早已明確提出要積極發展新能源，其中太陽能的利用尤其占據著突出地位。然而由于太陽輻射到達地球上的能量密度小（每平方米約一千瓦），而且又是不連續的，這給大規模的開發利用帶來一定困難。因此，為了廣泛利 用太陽能，不僅要解決技術上的問題，而且在經濟上必須能同常規能源相競爭。

一般情況下，太陽能熱水器采用集熱管進行吸熱，但是集熱管因為換熱問題，可能導熱熱量的損失，而且因為集熱管內部設置肋片，導致流體阻力上升，從而導致換熱系數低的問題。

此外，集熱管吸熱端在吸熱過程中，吸熱端的各個位置換熱量不同，從而導致局部換熱不均勻。

針對上述問題，本發明提供了一種新的太陽能熱水器，從而解決集熱管吸熱的情況下的換熱系數低及其換熱不均勻的問題。

發明內容

本發明提供了一種新的太陽能系統，從而解決前面出現的技術問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種太陽能熱水器，包括水箱、透明玻璃板、隔熱層、吸熱膜和集熱器，所述集熱器包括集熱管，所述集熱管包括吸熱端和放熱端，所述放熱端設置在水箱中；所述吸熱膜設置在集熱管吸熱端的面向太陽的一面，透明玻璃板覆蓋在集熱管的吸熱端上部，吸熱端與透明玻璃板之間設置隔熱層；

所述集熱管包括扁平管和肋片，所述扁平管包括互相平行的管壁和側壁，所述側壁連接平行的管壁的端部，所述側壁和所述平行的管壁之間形成流體通道，在集熱管的吸熱端內壁上設置內肋片，所述內肋片為直板狀，內肋片的延伸方向沿著吸熱端向放熱端的方向。

作為優選，沿著吸熱端向放熱端的方向，內肋片高度不斷的增加。

作為優選，沿著吸熱端向放熱端的方向，內肋片高度增加的幅度越來越大。

作為優選，在吸熱端，沿著集熱管橫截面的中間向兩側，所述內肋片的高度不斷減少。

作為優選，在吸熱端，沿著集熱管橫截面的中間向兩側，所述內肋片的高度減少的幅度不斷的增加。

作為優選，所述集熱管放熱端包括肋片，所述肋片設置在管壁之間，所述肋片包括傾斜于管壁的傾斜部分，所述的傾斜部分與平行的管壁連接，所述傾斜部分將流體通道彼此隔開形成多個小通道，相鄰的傾斜部分在管壁上連接，所述相鄰的傾斜部分以及管壁之間構成三角形；在傾斜部分上設置連通孔，從而使相鄰的小通道彼此連通連通孔為等腰三角形，所述相鄰的傾斜部分以及管壁之間構成的三角形是等腰三角形；

連通孔的等腰三角形的頂角為B，相鄰的傾斜部分以及管壁之間構成的等腰三角形的頂角為A，則滿足如下公式：

Sin(B)=a+b*sin(A/2) -c* sin(A/2)²；

其中a,b,c是參數，其中0.565<a<0.559,1.645<b<1.753,1.778<c<1.883;

60°<A<160°；35°<B<90°。

9.如權利要求8所述的太陽能熱水器， a=0.5931,b=1.6948,c=1.8432;

80°<A<120°；50°<B<60°。

與現有技術相比較，本發明的太陽能熱水器具有如下的優點：

1）本發明在集熱管吸熱端內部設置內肋片，并且將內肋片設置為直板狀并沿著吸熱端向放熱端方向延伸，使得內肋片之間形成的流體空間與流體的流動方向保持一致，從而減少流動阻力，同時還增加強化吸熱。

2）通過內肋片的高度在沿著延伸方向的變化以及沿著吸熱端的截面的中部向兩側的變化，可以使得進一步強化吸熱，并且使得吸熱均勻，延長集熱管的壽命。