太阳能热水器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源行业太阳能利用技术领域，尤其涉及一种太阳能热水器。
【背景技术】
[0002]在国家大力提倡节能减排的政策下，太阳能应用产业得到长足发展，尤其太阳能热水器产业。太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。现阶段市场上有两种形式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。
[0003]真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管，集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。将真空管的“长X宽”就能得到太阳能热水器的集热面积。对于真空管式家用太阳能热水器，其每平方米集热面积，在夏季一天能产生40°C以上热水80升?100升，春秋两季60升?70升，冬季40升?50升，采光效率40%左右，效率得不到保障。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种太阳能热水器。
[0006]( 二)技术方案
[0007]本发明太阳能热水器包括:抛物面聚光镜，其聚光面为朝向太阳方向的抛物面；热水加热器，固定于所述抛物面聚光镜抛物面聚焦面的焦点处，其进水口通过冷水管连接至冷水源，其出水口通过热水管连接至蓄水容器。
[0008](三)有益效果
[0009]从上述技术方案可以看出，本发明太阳能热水器具有以下有益效果:
[0010](I)采用抛物面聚光镜代替真空管来对水进行加热，效率高，同等面积下，可产生更多热水:
[0011]春秋季节的北方地区，一平方米的本太阳能热水器可产生热水184L，而普通太阳能热水器这个季节只能生产60到70L热水。
[0012](2)设定温度自动控制上水量，使用灵活，热水快:
[0013]聚光镜自动追踪太阳后，流经热水加热器的冷水可迅速被加热并流入储水罐，可做到热水随时加热随时使用。即使早上太阳刚刚升起，也很快就可以使用。
【附图说明】
[0014]图1为根据本发明实施例太阳能热水器的结构示意图。
[0015]【主要元件】
[0016]1-抛物面聚光镜；2-热水加热器；
[0017]3-冷水管；4-热水管；
[0018]5-蓄水容器；6-上水阀门；
[0019]7-控制柜。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0021]本发明太阳能热水器有自动追踪太阳的抛物镜将照射到镜面上的太阳能聚集到抛物面的焦点处，聚集后的高能量密度的太阳能背热水加热器吸收，用以加热热水，最后加热到一定温度后的热水流入储水罐。
[0022]在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种太阳能热水器。图1为根据本发明实施例太阳能热水器的结构示意图。如图1所示，本实施例太阳能热水器包括:
[0023]抛物面聚光镜I，其聚光面朝向太阳的方向；
[0024]热水加热器2，固定于抛物面聚光镜I的焦点处，其进水口通过冷水管3连接至冷水源，其出水口通过热水管4连接至蓄水容器5 ；
[0025]其中，太阳能由抛物面聚光镜I聚焦，使热水加热器2处能量密度增大，冷水进入热水加热器2背加热后流入蓄水容器。
[0026]以下对本实施例太阳能热水器的各个组成部分进行详细说明。
[0027]本实施例中，抛物面聚光镜I连接至控制柜7，该控制柜7能够控制抛物面聚光镜I的聚光面始终朝向太阳的方向，即自动追踪太阳，并使聚焦后的太阳光时钟落在抛物面聚光镜I的焦点处。自动追踪太阳的抛物镜的聚光效率非常高，高达92%至96%，热水加热器处的太阳能量密度大于当地太阳辐射强度η倍，η > 10。聚光后，太阳能能量密度很大，太阳能热水加热器体积很小，而且可以迅速将通过热水加热器的冷水加热至需要温度。
[0028]需要说明的是，根据不同的地理位置自动追踪太阳的抛物面聚光镜及其控制柜已有成型的产品，此处不再对其进行详细说明。
[0029]请参照图1，在冷水管处设置有上水阀门6，该上水阀门6用于根据热水加热器内水温对上水流量进行限制。设置好所需热水温度后，当水温低于所设温度时，上水阀门自动关小；反正则开大。
[0030]本实施例中，蓄水容器为储水罐，该储水罐由保温材料包裹，保温能力要求外部温度0°C之上时，48小时散热量小于20%。其中，储水罐保温材料厚度δ通过下式确定:
[0031]δ =入 *AT*A/Q(I)
[0032]其中，λ为储水罐保温材料的导热系数;Α为储水罐表面积；ΔΤ为储水罐内外的最高温差；Q为储水罐内外的最高温差λ T情况下的散热量。
[0033]对于本实施例太阳能热水器,假设某地一天太阳辐射量为6KW*h/m2。上水温度15°C，出水温度40。。。则热水产量为V = 6*3600/4.2/(40-15) *0.9 = 184.5L。从原理上来讲，本实施例太阳能热水器生产的热水温度可控，最高可到达当地气压下沸水温度，可用于烧制饮用开水。
[0034]至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明太阳能热水器有了清楚的认识。
[0035]此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
[0036]综上所述，本发明提供了一种新型的太阳能热水器，其中，自动追踪太阳的抛物面聚光镜将照射到镜面上的太阳能聚集到抛物面的焦点处，聚集后的高能量密度的太阳能被热水加热器吸收，用以加热热水，具有吸热效率远高于传统热水器，热水快，温度可控等诸多优点。
[0037]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种太阳能热水器，其特征在于，包括: 抛物面聚光镜(1)，其聚光面为朝向太阳方向的抛物面； 热水加热器(2)，固定于所述抛物面聚光镜(1)抛物面聚焦面的焦点处，其进水口通过冷水管(3)连接至冷水源，其出水口通过热水管(4)连接至蓄水容器(5)。2.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，还包括: 控制柜(7)，与所述抛物面聚光镜(1)相连接，用于控制所述抛物面聚光镜(1)的抛物面聚光面始终朝向太阳方向。3.根据权利要求1所述的太阳能热水器，其特征在于，还包括: 上水阀门￠)，设置于冷水管(3)，用于根据热水加热器(2)内的水温对上水流量进行限制。4.根据权利要求3所述的太阳能热水器，其特征在于，所述上水阀门(6)被设置为: (1)当热水加热器(2)内的水温低于设定温度时，自动关小； (2)当热水加热器(2)内的水温高于设定温度时，自动开大。5.根据权利要求1至4中任一项所述的太阳能热水器，其特征在于，所述蓄水容器(5)为外侧由保温材料包裹的储水罐。6.根据权利要求5所述的太阳能热水器，其特征在于，所述储水罐外侧保温材料的厚度为:δ =入 * Λ T*A/Q 其中，λ为储水罐保温材料的导热系数;Α为储水罐表面积；ΛΤ为储水罐内外的最高温差；Q为储水罐内外的最高温差ΛΤ情况下的散热量。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能热水器。该太阳能热水器包括：抛物面聚光镜，其聚光面为朝向太阳方向的抛物面；热水加热器，固定于抛物面聚光镜抛物面聚焦面的焦点处，其进水口通过冷水管连接至冷水源，其出水口通过热水管连接至蓄水容器。本发明太阳能热水器采用抛物面聚光镜代替真空管来对水进行加热，效率高，同等面积下，可产生更多热水。
【IPC分类】F24J2/02
【公开号】CN105276830
【申请号】CN201410327919
【发明人】王墩金, 林峰, 王开
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年7月10日