专利名称：太阳能吸热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能吸热装置，特别是涉及一种太阳能热水器的聚能吸热装置。
目前市场销售的太阳能热水器中所使用的吸热装置，主要有两类，其一是真空吸热管，其为双层玻璃结构，内有选择性吸收层；其二是聚光式的聚能部件，以中国科学院南京天文仪器研制中心研制的产品为原型。前者的热效率较老式的闷晒式太阳能热水器为高，且能保温，在市场上占有优势。其不足是集热板的受光面积末能充分利用，且真空管吸热层吸收的是未经集聚的低密辐射能。聚光式能汇集入射的阳光，使射线轨迹落在管状吸热器上，故升温较快，热效率又高于前者，其不足是水箱本身即为吸热器，上方无绝热层，保温性能较差，日落后水温下降较快。
本实用新型的目的是提供一种既能够聚光又能够保温的太阳能聚能吸热装置。本实用新型的目的还在于提供一种传热迅速、防止结垢的高效集热的太阳能热水器，尤其是一种成本低、结构简单的太阳能聚能吸热装置及其热水器。
本实用新型的技术方案是由下列措施实现的一种太阳能吸热装置，包括太阳能透光板和玻璃真空吸热管和聚能器构成，玻璃真空吸热管上镀有真空管吸热层，其特征是在太阳能透光板下方置有玻璃真空管，设有的聚能器为玻璃真空管下方设有带反光膜的聚能器。
本实用新型的技术改进是所述的贴有反光膜的聚能器的截面曲线为渐开线和抛物线组合的曲线。
本实用新型的进一步改进是在上述技术方案中增加一热管，即在前一技术方案中的玻璃真空管内置有热管。
本实用新型的太阳能吸热装置含太阳能热水装置，它包括有保温水箱，前后支架和上述太阳能聚能吸热装置。
本实用新型是一种聚能器，它包括的玻璃真空管，真空管吸热层，太阳能专用透光板、带有反光膜的聚光器，其聚光原理是带有反光膜的聚光器实现聚光，反光膜起反光作用。聚光是由于聚光器设计时，保证聚光器横剖面的曲线是复合抛物线，称此线为CPC(英文为Compond Parabolic Concentrtor，也称为复合抛物线聚光器)。此曲线为渐开线和抛物线组合成的曲线。有这样的曲线和反光膜共同作用能够实现自动跟踪偏转移动的阳光，而不需要借助于机电同步转向装置。
本实用新型与对比技术相比有如下特点(1)聚光效果好从而使用中聚热效果好。这是因为技术方案中使用了带有反光膜的聚光器。(2)保温效果好这是因为在技术方案中使用了玻璃真空管和热管之故。本实用新型实际是将现有真空管与普遍聚光式太阳能集热器两者的优点综合起来，是一种高效集热的太阳能聚能装置，本实用新型又是一种成本低、结构简单的太阳能聚能吸热装置及其热水器。尤其是带有热管传递的聚能器能够迅速传递所吸收的热量，能够防止水垢沉淀在真空吸热管壁。
以下结合附图并通过实施例对本实用新型做进一步描述
图1为本实用新型太阳能热水器装置侧视图图2为本实用新型太阳能热水器正面结构示意图图3为本实用新型太阳能吸热装置聚光器横剖面的曲线结构示意图图4为本实用新型太阳能吸热装置聚光器横剖面的曲线结构示意图图5为本实用新型太阳能吸热装置的热管与保温水箱密封结构示意图图6为本实用新型太阳能吸热装置用于粗口径真空玻璃吸热管的结构示意图图7为本实用新型太阳能热水器立体结构示意图实施例1一种聚能吸热器，它包括现有玻璃真空吸热管，其内置有吸热层，它还包括有外购的太阳能专用透光板6，带有反光膜、且横剖面为复合抛物线(也即渐开线和抛物线组合的曲线)的用ABS或PVC塑料制的聚光器7。复合抛物线的形状为在玻璃管下部为抛物线，而在较外端处为渐开线曲线，两段曲线光滑连接。此曲线不能以一个解析曲线完全给出。在太阳能专用透光板6下面置有玻璃真空管8，在玻璃真空管8下面置有聚光器7，聚光器7与太阳能专用透光板6相配合。热管置于玻璃真空管内，玻璃真空管的上端部与热管密封连接，太阳能专用透光板置于玻璃真空管的上方，带有反光膜的聚光器置于玻璃真空管的下方，带有反光膜(亦可以镀反光膜)的聚光器与太阳能专用透光板通过集热箱构件密封连接。
2太阳能吸热装置，它包括有玻璃真空吸热管8，其内置有吸热层9，太阳能专用透光板6置于玻璃真空吸热管8上方。玻璃真空吸热管8的下部设有带反光膜的且横剖面为复合抛物线的用ABS或PVC塑料制的聚光器7，与上述玻璃真空吸热管8内装有自循环水来吸热不同，本实用新型在玻璃真空吸热管8内置热管，由热管10的冷端在保温水箱中放热，在本实用新型的太阳能热水器中，冷端直接插进水箱内，热管10的热端在玻璃管内吸热。
3由紫铜制成热管10，热管10内装有工质甲醇或乙醇或丙酮，热管10装在玻璃真空管8内，玻璃真空管8的上端部与热管10使用耐热橡胶件连接，太阳能专用透光板6置于玻璃管8的上方，带有反光膜的聚光器7置于玻璃真空管8的下方，带有反光膜的聚光器7通过集热箱构件与太阳能专用透光板6密封连接。热管的结构主要是现有常规结构，亦可由紫铜、不锈钢、普通A3钢制成，是一根密封的直管，经过严格清洗并灌注分析纯度以上的高纯工质材料，典型的用于太阳能热水器的工质为甲醇、乙醇、丙酮或其混和物，也可以是醚类、液氨，但要求不致腐蚀热管金属的材质。其尺寸参数为管长1-1.8m，管的外径为17-19mm，内径为15-16mm，易于插进玻璃真空吸热管内，其参数是，在50摄氏度时就能迅速启动。实际使用中也能在100-110度时正常工作。热管的另外的使用情况是当传递的工作温度在较高的范围时，需要选择不同的工质材料，如多元醇、醚类。
4另一实施例是图7的本实用新型太阳能吸热装置用于粗口径真空玻璃吸热管的结构示意图，粗口径真空玻璃吸热管内设有吸热管，在吸热管的下部设有带有反光膜的聚光器7。
5本实用新型是将太阳能吸热装置用于太阳能热水器，它包括有保温水箱1，该箱由铝合金、不锈钢、塑钢制成，弧形板2由铝合金或塑钢制成，前腿3和后腿4用铝合金或塑钢制成，并包括玻璃真空管8，及其吸热层9，其特征在于它还包括有集热箱5，太阳能专用透光板6，该板是市场可购到的，带有反光膜的聚光器7，该聚光器7是由ABS塑料压制而成，在其朝向阳光方向的曲面贴有太阳能专用反光膜，该膜反射能力较强，且不易老化。由弧形板2、前腿3和后腿4组成角架支撑保温水箱1，也就是说保温水箱1由至少两块弧形板2支撑，弧形板2由前腿3和后腿4支撑，在两个前腿3朝向阳光的方向上置有太阳能专用透光板6从而形成集热箱5，也就是两个前腿3，做为集热箱的两个面，太阳能专用透光板6做为集热箱5的一个面，在太阳能透光板6下方置有玻璃真空管8，玻璃真空管8下方置有带反光膜的聚光器7，由于聚光器7的工作曲线是经过模型验证的复合抛物线即CPC曲线，能使阳光西移时形成的光点(或光路)始终落在玻璃真空管8内的管状吸热层(真空管吸热层)9上，从而实现跟踪，故无需依靠机电同步偏转装置。聚光器7的曲面又构成集热箱5的一个面，两边与前腿3密封连接，采用普通硅橡胶密封圈将10个玻璃真空管8分别与保温水箱1相连接，每个玻璃真空管8都与之相对应有一个带有反光膜的聚光器7。从而由玻璃真空管8，带有反光膜的聚光器7和太阳能专用透光板6组成一个集热单元，这个集热单元有多个，例如5-20个，置于由前腿3和后腿4以及太阳能专用透光板6，聚光器7组成的集热箱5内。
6结构是在实施例一的基础上，在玻璃真空管8内装有用紫铜制成的热管10，热管10与保温水箱1相连接，其具体连接是通过塑料管座11，塑料密封帽12、密封圈13，密封垫14连接，也就是说塑料管座11上有螺纹，其后端套有硅橡胶密封垫14，该塑料管座11用紧固件安装于保温水箱1的内胆上，塑料密封帽12内有螺纹，涵内装有硅橡胶密封圈13，安装时，只要将热管10插入保温水箱1并拧紧塑料密封螺帽12，即可使连接部位密封以防漏水，在塑料接口及热管10过渡段上，也就是玻璃真空管8与保温水箱1之间的过渡段均加有绝热保温套，玻璃真空管8上端部与热管10密封连接。热管10内装有液体工质甲醇或乙醇或丙酮。保温水箱1可用双层结构，夹层中间填充25-45毫米的聚氨脂泡沫，以起保温作用。这种技术方案启动较快能防冻，水垢较易清除，适合于在北方使用，不足之处是使用成本有所增加。其保温原理是由玻璃真空管和热管共同作用结果。玻璃真空管为双层玻璃结构，又因热管是单向传热，可以充分传递热量。
7图3和图4中为太阳能吸热装置聚光器横剖面的曲线结构示意图中，一图表示在真空吸热管下面的聚光器的横剖面的曲线的中间为带有尖凹，另一横剖面的曲线的中央是平的。
如果另外附加水箱(包括储水箱)以及冷热水调水阀的结构已经在现有技术中多加描述，也并没有超过本实用新型的范围。
权利要求1.一种太阳能吸热装置，包括太阳能透光板、玻璃真空吸热管及聚能器构成，玻璃真空吸热管上设有真空管吸热层，其特征是太阳能透光板下方置有玻璃真空管(8)，聚能器为玻璃真空管下方设有带反光膜的聚能器。
2.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是所述的贴有反光膜的聚能器的截面曲线为渐开线和抛物线组合的曲线。
3.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是在玻璃真空管内置有热管(10)。
4.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是另设有保温水箱，前后支架，支架支撑吸热装置，水箱与太阳能聚能吸热装置设有管道连接。
5.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是在玻璃真空管内置有热管(10)。
6.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是在热管的尺寸参数为管长1-1.8m，管的外径为17-19mm，内径为15-16mm，其热端插进玻璃真空吸热管内，热管(10)的另一端插入保温水箱。
7.由权利要求1所述的太阳能吸热装置，其特征是用于太阳能热水器热管的工质为甲醇、乙醇、丙酮或其混和物和醚类。
8.由权利要求1、4所述的太阳能吸热装置，其特征是由玻璃真空管(8)，带有反光膜的聚光器(7)和太阳能专用透光板(6)组成一个集热单元，集热单元有5-20个。
9.由权利要求1、4所述的太阳能吸热装置，其特征是热管(10)与保温水箱(1)相连接，其具体连接是通过塑料管座(11)，塑料密封帽(12)、密封圈(13)，密封垫(14)连接，塑料管座(11)上有螺纹，其后端套有硅橡胶密封垫(14)，该塑料管座(11)用紧固件安装于保温水箱(1)的内胆上，塑料密封帽(12)内有螺纹，涵内装有硅橡胶密封圈(13)，在塑料接口及热管(10)过渡段上，也就是玻璃真空管(8)与保温水箱(1)之间的过渡段均加有绝热保温套，玻璃真空管(8)上端部与热管(10)密封连接。
10.由权利要求1、4所述的太阳能吸热装置，其特征是在粗口径真空玻璃吸热管(14)内设有吸热管(8)，在吸热管的下部设有带有反光膜的聚光器(7)。
专利摘要一种太阳能吸热装置,包括太阳能透光板和玻璃真空吸热管构成,玻璃真空吸热管上设有真空管吸热层,在太阳能透光板下方置有玻璃真空管(8),玻璃真空管下方设有反光膜的聚能器。贴有反光膜的聚能器的截面曲线为渐开线和抛物线组合的曲线。还在玻璃真空管内置有热管(10)并直接传导到水箱。提供了既能聚光又能够保温的太阳能聚能吸热装置,还提供一种传热迅速、防止结垢的高效集热的太阳能热水器。
文档编号F24J2/12GK2380869SQ9922821
公开日2000年5月31日 申请日期1999年4月29日 优先权日1999年4月29日
发明者陈格瑜 申请人:陈格瑜