[發明專利]一種太陽能熱水器

在審

• 申請號: 201710507279.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107289643A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 關志祥;盛磊;劉靜
• 申請（專利權）人: 云南靖創液態金屬熱控技術研發有限公司
• 主分類號: F24J2/08
• 分類號: F24J2/08;F24J2/10;F24J2/30;F24J2/34;F24J2/46;F24J2/48
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩,吳歡燕

技術領域

本發明涉及太陽能熱水器技術領域，更具體地，涉及一種采用液態金屬和低沸點工質為儲存和傳導熱量的介質的太陽能熱水器。

背景技術

熱水器是一種通過各種物理原理在一定時間內使冷水溫度升高變成熱水的一種裝置，按照原理不同，可分為電熱水器、燃氣熱水器、太陽能熱水器、磁能熱水器、空氣能熱水器和暖氣熱水器等。

太陽能熱水器是一種利用太陽能加熱的熱水器，使用時僅需要將其安裝在陽光可以照射到的地方即可利用太陽能將冷水加熱，太陽能熱水器由于具有安全節能、綠色環保、使用成本低和使用壽命長等優點越來越受到廣泛的關注。

在現有技術中，太陽能熱水器包括兩種，其中一種安裝在屋頂上，通過水管與用戶連接，這種太陽能熱水器安裝很不方便，在安裝過程中還有可能破壞屋面的防水層，此外，由于居住在低層的用戶所用的進、出水管過長，會導致熱量的流失以及壓力的損失，特別是高層、小高層用戶由于有限的樓頂面積，無法安裝使用太陽能熱水器，再者，太陽能熱水器因為先天性的熱源不穩定因素，導致其供水溫度不穩定及造成浪費；另外一種太陽能熱水器為掛壁式，將集熱管安裝在向陽的墻壁上，集熱管上方設置流道，流道與集熱管內部聯通，水箱安裝在室內并與流道通過循環水管相連，這種掛壁式太陽能熱水器的流道與水箱的水循環較慢，從而流道內的熱水大量失溫，加熱效果不好。

綜上所述，在太陽能熱水器的研究開發過程中，如何克服現有太陽能熱水器中所存在的缺陷，提供一種加熱效果好、換熱效率高、結構簡單且安裝方便的太陽能熱水器是目前亟待解決的關鍵技術問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種太陽能熱水器。

本發明采用如下技術方案：

一種太陽能熱水器，包括水箱、設置在水箱內部的換熱腔、設置在水箱外部的集熱腔，所述集熱腔內填充有液態金屬和低沸點工質，所述換熱腔和集熱腔的內腔之間通過換熱工質管道連通。

在上述技術方案中，所述液態金屬為鎵基液體金屬合金、鉍基液態金屬合金、銦基液態金屬合金、錫基液態金屬合金中的一種，所述低沸點工質為異戊烷、二氯甲烷、二硫化碳、乙醚、戊烷、丙酮中的一種或多種。

在上述技術方案中，所述換熱工質管道包括并列設置的第一管道和第二管道，位于所述集熱腔內的所述第一管道端部與集熱腔底部的距離大于位于所述集熱腔內的所述第二管道端部與集熱腔底部的距離，位于所述換熱腔內的所述第一管道端部與換熱腔底部的距離大于位于所述換熱腔內的所述第二管道端部與換熱腔底部的距離，所述第一管道的內徑大于第二管道的內徑。

優選地，在上述技術方案中，所述第一管道和第二管道分別為不銹鋼軟管、金屬軟管、波紋軟管、橡膠軟管和塑料軟管中的一種。

在上述技術方案中，所述太陽能熱水器還包括，用于將太陽光聚攏到所述集熱腔上的聚光組件，所述聚光組件設置在集熱腔的外部一側。

優選地，在上述技術方案中，所述聚光組件為槽式反射系統、菲涅爾反射系統和菲涅爾折射系統中的一種。

在上述技術方案中，所述集熱腔外表面涂覆有太陽能選擇性吸收涂料。

在上述技術方案中，所述換熱腔為內、外周均勻設置有多個翹片的翹片管。

在上述技術方案中，所述換熱腔設置在水箱的內側底部。

在上述技術方案中，所述集熱腔和換熱腔分別采用PMMA、氮化鋁、不銹鋼、銅、碳素鋼、低合金鋼、銅鎳合金、鋁合金、鈦、石墨、陶瓷或聚四氟乙烯中的一種材料制成。

本發明具有以下有益效果：

(1)本發明所提供的太陽能熱水器通過選用液態金屬和低沸點工質的組合作為儲存熱量和傳導熱量的介質，一方面能使太陽能熱水器能吸收低品位熱源，提高太陽能熱水器的熱能利用率，另一方面能將吸收到的熱量通過熱傳導快速傳輸并對水快速加熱；

(2)本發明所提供的太陽能熱水器通過選用兩根并列設置且直徑不同的第一管道和第二管道作為儲存熱量和傳導熱量的介質的循環流通管道，巧妙利用低沸點工質能在較低溫度下沸騰的物理特性，達到讓液態金屬和低沸點工質在集熱腔和換熱腔內不斷循環流動的目的；

(3)本發明所提供的太陽能熱水器結構簡單，設計科學合理，占用空間小，安裝方便，連接管道易于彎曲，安全節能，使用成本低，太陽能的利用率高，安全環保，具有廣闊的市場前景。

附圖說明

圖1為根據本發明實施例1提供的一種太陽能熱水器的結構示意圖；

圖2為根據本發明實施例2提供的一種太陽能熱水器的結構示意圖；