一種太陽能熱水器系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種環路熱管式的太陽能熱水器系統，包括熱利用裝置，所述的熱利用裝置為向用戶提供熱水的熱水輸出設備，所述熱水輸出設備包括換熱器，所述換熱器連接自來水，來自太陽能熱水器的熱水進入換熱器中，與自來水進行換熱。本發明提供一種節能的環路熱管式的太陽能熱水器，提高太陽能的熱利用能力。
【專利說明】一種太陽能熱水器系統
【技術領域】
[0001] 本發明屬于太陽能領域，尤其涉及一種具有吸收膜的環路熱管式太陽能熱水器及 其系統。
【背景技術】
[0002] 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1X 1018kW · 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。太陽能的利用主要有光熱轉化、光電轉化、光化學轉換這三 種形式。相比于太陽能光伏產業和光化學轉換的高昂成本與低的能量轉換效率，太陽能熱 轉化是一種能量轉換效率和利用率高而且成本低廉、可在全社會廣泛推廣的太陽能利用方 式。在太陽能熱利用裝置中，關鍵是要將太陽輻射能轉換成熱能，實現這種轉換的器件稱為 太陽能集熱器。
[0003] 無論哪種形式和結構的太陽能集熱器，都要有一個用來吸收太陽輻射的吸收部 件，該部件吸收表面的熱輻射性能對集熱器的熱性能起著重要的作用。表征吸收表面熱輻 射性能的物理量是吸收比和熱發射比，前者表征吸收太陽輻射能的能力，后者表征自身溫 度下發射輻射能的能力。前者越高后者越低，表明吸熱效果最好。
【發明內容】
[0004] 本發明旨在提供一種高吸收率的新的環路熱管式太陽能熱水器，尤其是提供一種 環路熱管式太陽能熱水器，提高太陽能的工作能力。
[0005] 為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種環路熱管式的太陽能熱水器，包 括集熱器、水箱和環路熱管，其中環路熱管的蒸發端設置在集熱器中，環路熱管的冷凝端設 置在水箱中；集熱器吸收太陽能的熱量，加熱環路熱管的蒸發端，蒸發端經過循環進入環路 熱管的冷凝端，冷凝端進行放熱，加熱水箱中的水，冷凝端放熱完成后再循環進入熱管的蒸 發端進行加熱。
[0006] 集熱器設置玻璃真空集熱管，玻璃真空集熱管包括玻璃基管，所述玻璃基管的外 表面覆蓋吸熱層，所述吸熱層從內向外依次包括紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層，其 中紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層的厚度的比例為1:1.5:2 ;所述紅外反射涂層為 Ag ;吸熱涂層從內向外依次包括TiAl、Cr、Nb、Zr四層，其中TiAl、Cr、Nb、Zr四層的厚度 比例為1:1. 1:0.84:1. 14 ;減反射涂層從內向外依次是AIN、Ti02、1&205、510 2層，其中AIN、 1102、丁&205、510 2層的厚度比例為 0· 9:1:0. 75:1。
[0007] -種太陽能熱水器系統，包括太陽能熱水器和熱利用裝置，所述太陽能熱水器是 前面所提及的太陽能熱水器。
[0008] 熱利用裝置為圓弧形封閉式結構的翅片管散熱器，所述散熱器包括上集管、下集 管和連接上集管和下集管的翅片管，所述翅片管包括圓形基管和第一翅片、第二翅片，第一 翅片和第二翅片設置在基管的外部并且第一翅片和第二翅片的延長線相交于基管的圓心 所在的基管的中心軸線，第一翅片和第二翅片沿著通過基管中心軸線的第一平面鏡像對 稱；所述翅片管包括第三翅片和第四翅片，所述第三翅片、第四翅片沿著第二平面分別與第 一翅片和第二翅片鏡像對稱，所述第二平面與第一平面垂直而且經過基管的中心軸線；所 述第一翅片和第二翅片之間設置第一連接片，所述第三翅片和第四翅片之間設置第二連接 片，第一連接片和第二連接片為圓弧型金屬板；第一翅片、第二翅片與相鄰翅片管的第三翅 片和第四翅片形成空間；所述圓弧形金屬板的圓心所在的中心軸線與基管的中心軸線重 合；所述基管為直管，所述相鄰的基管的中心軸線互相平行；相鄰基管的第一翅片互相平 行；
[0009] 所述第一翅片和第二翅片之間的夾角為A，第一翅片和第二翅片的長度為L，基管 的外半徑為R，沿著基管軸向上的翅片高度H，上述四者的關系滿足如下公式：Sin(A/2)=
【權利要求】
1. 一種環路熱管式的太陽能熱水器，包括集熱器、水箱和環路熱管，其中環路熱管的蒸 發端設置在集熱器中，環路熱管的冷凝端設置在水箱中；集熱器吸收太陽能的熱量，加熱環 路熱管的蒸發端，蒸發端的工作流體經過循環進入環路熱管的冷凝端，在冷凝端進行放熱， 加熱水箱中的水，在冷凝端放熱完成后再循環進入熱管的蒸發端進行加熱。
2. -種太陽能熱水器系統，其特征在于，包括太陽能熱水器和熱利用裝置，所述太陽能 熱水器是權利要求1所述的太陽能熱水器。
3. 根據權利要求2所述的太陽能熱水器系統，其特征在于所述的熱利用裝置為向用戶 提供熱水的熱水輸出設備，所述熱水輸出設備包括換熱器，所述換熱器連接自來水，來自太 陽能熱水器的熱水進入換熱器中，與自來水進行換熱； 所述熱水輸出設備還包括電加熱棒，當熱水輸入設備輸出的熱水溫度低于第一溫度 時，電加熱棒啟動加熱，并以第一功率進行加熱；當熱水輸入設備輸出的熱水溫度低于比第 一溫度低的第二溫度時，電加熱棒以高于第一功率的第二功率進行加熱；當熱水輸入設備 輸出的熱水溫度低于比第二溫度低的第三溫度時，電加熱棒以高于第二功率的第三功率進 行加熱；當熱水輸入設備輸出的熱水溫度低于比第三溫度低的第四溫度時，電加熱棒以高 于第三功率的第四功率進行加熱；當熱水輸入設備輸出的熱水溫度低于比第四溫度低的第 五溫度時，電加熱棒以高于第四功率的第五功率進行加熱。
4. 根據權利要求2所述的太陽能熱水器系統，其特征在于所述輔助加熱設備設置在與 太陽能熱水器系統的管路并聯設置，其中與太陽能熱水器系統的管路連通的輔助加熱設備 的進水管路和出水管路上都設置閥門，位于進水管路和出水管路之間的與輔助加熱設備并 聯的太陽能熱水器系統的管路上設置閥門。
5. 根據權利要求3或4所述的太陽能熱水器系統，其特征在于所述集熱器設置玻璃真 空集熱管，玻璃真空集熱管包括玻璃基管，所述玻璃基管的外表面覆蓋吸熱層，所述吸熱層 從內向外依次包括紅外反射涂層、吸熱涂層和減反射涂層，其中紅外反射涂層、吸熱涂層和 減反射涂層的厚度的比例為1:1. 5:2 ;所述紅外反射涂層為Ag ;吸熱涂層從內向外依次包 括1141、〇、恥、21'四層，其中1141、〇、恥、21'四層的厚度比例為1:1.1 :0.84:1.14;減反 射涂層從內向外依次是AIN、Ti0 2、Ta205、Si02層，其中AIN、Ti02、Ta 205、Si02層的厚度比例 為 0·9:1:0.75:1。
【文檔編號】F24J2/00GK104061699SQ201410205387
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】尹弘毅, 陳巖, 孫鍥, 辛公明, 張樹生, 王湛, 鹿曄, 權威 申請人:山東大學