專利名稱：太陽(yáng)能集熱芯、集熱器以及熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于吸收并傳遞太陽(yáng)能的集熱芯。本實(shí)用新 型還涉及一種包括上述集熱芯的集熱器，以及一種包括上述集熱器的 太陽(yáng)能熱水器。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平的提高，熱水器在日常生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
現(xiàn)有的熱水器按照能量來(lái)源分為燃?xì)?、燃煤、燃油熱水器，以?電熱水器等幾大類。上述燃?xì)?、燃煤、燃油熱水器消耗的均是不可?br> 生能源，還造成環(huán)境的污染；同時(shí)，在能源價(jià)格持續(xù)高漲的今天，上 述燃?xì)?、燃煤、燃油熱水器的使用費(fèi)用很高，給用戶帶來(lái)了較大的經(jīng) 濟(jì)壓力。由于用電量大，電價(jià)也有持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，上述電熱水器的 廣泛應(yīng)用也存在不小的障礙。
在此背景下，太陽(yáng)能熱水器以其能源清潔環(huán)保、使用費(fèi)用較低、 使用簡(jiǎn)單方便等優(yōu)勢(shì)得到廣泛的應(yīng)用，這將對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和環(huán)保事 業(yè)帶來(lái)重大影響。
請(qǐng)參考圖1以及圖2，圖1為一種典型的太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
太陽(yáng)能熱水器通常包括吸收太陽(yáng)能并將其轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的集熱器
I, 集熱器1通常向上傾斜放置以便于有效地接收太陽(yáng)能；集熱器1 的上部連通儲(chǔ)水箱2，儲(chǔ)水箱2通常為圓筒形，其容積遠(yuǎn)大于集熱器1 的容積，用以接受并暫存熱水。集熱器1以及儲(chǔ)水箱2通過(guò)支架3支 撐。
上述現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能熱水器的集熱器1包括通常包括保溫外殼
II, 保溫外殼11具有向上的開(kāi)口 ，該開(kāi)口用保溫透光板12密封。保 溫外殼11的內(nèi)腔中設(shè)置集熱芯，集熱芯包括集熱板13以及底板14， 兩者大體相平行地設(shè)置。集熱板13與底板14之間設(shè)有水管15,水管
315的外壁緊密貼合集熱板13。水管15的兩端分別連通進(jìn)水管16以及 出水管17。
正常工作時(shí)，太陽(yáng)光透過(guò)保溫透光板12照射集熱板13的外表面， 并在集熱板13的外表面轉(zhuǎn)化為集熱板13內(nèi)能；由于水管15緊密貼合 集熱板13，因此熱量可以通過(guò)水管15的管壁不斷地傳遞給其中的冷 水，最終將冷水加熱。
由于上述現(xiàn)有技術(shù)中的集熱板13大多為平板，受光面積有限， 光-熱轉(zhuǎn)換效率較低；另一方面，上述加熱過(guò)程中，集熱板13所獲得 的熱量首先需要傳遞給水管15,然后才能傳遞給待加熱的冷水，因此 該過(guò)程中熱阻較大，系統(tǒng)的傳熱效率也較低。
因此，如何提高現(xiàn)有技術(shù)中太陽(yáng)能熱水器的傳熱效率、如何提高 其光-熱轉(zhuǎn)換效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種具有較高傳熱效率的太陽(yáng)能集熱 芯。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種包括上述集熱芯的集熱器，以 及一種包括上述集熱器的太陽(yáng)能熱水器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能集熱芯，包括 集熱板以及疊置于所述集熱板下方的底板，兩者之間具有水流通道； 所述集熱板和底板的周邊密封；所述水流通道形成于所述集熱板和底 板之間，以便其中的冷水能夠由所述集熱寺反直接加熱。
優(yōu)選地，所述集熱板包括多個(gè)凸起部。
優(yōu)選地，所述集熱板的外表面設(shè)有光譜選擇性吸收涂層。
優(yōu)選地，所述凸起部呈瓦狀，各凸起部相互平行。
優(yōu)選地，所述底板在相鄰的兩凸起部之間的位置與所述集熱板固 定連接，所述水流通道形成于所述凸起部與底板之間。
優(yōu)選地，所述凸起部呈球面狀。
優(yōu)選地，所述底板在凸起部之間的位置與所述集熱板固定連接， 所述凸起部依次通過(guò)連接通道連通，從而在所述凸起部與底板之間形 成所述水流通道。本實(shí)用新型還提供一種太陽(yáng)能熱水器的集熱器，包括上述任一項(xiàng) 所述的太陽(yáng)能集熱芯。
本實(shí)用新型還提供一種太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，包括上述太 陽(yáng)能集熱芯。
相對(duì)上述背景技術(shù)，本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能集熱芯的水流通 道直接由集熱板和底板形成，其中待加熱的冷水可以由集熱板直接加 熱，因此，熱量傳遞過(guò)程中熱阻顯著地減小，傳熱效率得到顯著提高。 此外，在所述集熱板上設(shè)置多個(gè)凸起部后，集熱板的受光面積增大，
因此光-熱轉(zhuǎn)換效率得到提高；另一方面，所述凸起部的設(shè)置也可以增 大集熱板與冷水之間的換熱面積，因此傳熱效率可以進(jìn)一步提高。本 實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能熱水器及其集熱器顯然也具有上述優(yōu)點(diǎn)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型太陽(yáng)能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第一種具體實(shí)施方式
的結(jié) 構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第二種具體實(shí)施方式
的結(jié) 構(gòu)示意圖5為圖3所示太陽(yáng)能集熱器的一種工作方式的示意圖； 圖6為圖3所示太陽(yáng)能集熱器的另一種工作方式的示意圖； 圖7為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第三種具體實(shí)施方式
的結(jié) 構(gòu)示意圖8為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第四種具體實(shí)施方式
的結(jié) 構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型核心是提供一種具有較高傳熱效率的太陽(yáng)能集熱芯。 本實(shí)用新型的另一核心是提供一種包括上述集熱芯的集熱器，以及一 種包括上述集熱器的太陽(yáng)能熱水器。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參考圖3，圖3為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第一種具體 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
在一種具體實(shí)施方式
中，本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能集熱器4包 括保溫外殼41,其中填充常規(guī)的保溫材料，比如聚氨酯。
保溫外殼41具有向上的開(kāi)口 ，該開(kāi)口用保溫透光板42密封。保 溫外殼41的內(nèi)腔中設(shè)置集熱芯，本實(shí)用新型所提供的集熱芯包括集熱 板43以及底板44，兩者大體相平行地設(shè)置。
集熱才反43疊置于底4反44之上，兩者相距適當(dāng)?shù)拈g距并在邊》彖部 分密封，從而兩者之間形成腔體。當(dāng)然，集熱板43與底板44之間的 腔體中分別連接進(jìn)水管46以及出水管47。
上述腔體中不再設(shè)置水管，可以直接向其中通入冷水，以上述腔 體即為水流通道，從而可以使冷水直接接觸集熱板43的底壁，集熱板 43所吸收的太陽(yáng)能可以直接傳遞給待加熱的冷水，因此傳熱效率較 高。
請(qǐng)同時(shí)參考圖5以及圖6,圖5為圖3所示太陽(yáng)能集熱器的一種 工作方式的示意圖；圖6為圖3所示太陽(yáng)能集熱器的另一種工作方式 的示意圖。
集熱板43可以進(jìn)一步包括主體部431以及i殳置于主體部431上 的多個(gè)大體呈瓦狀的凸起部432。
集熱斧反43可以以其主體部431固定連4妄底4反44,兩者可以以常 規(guī)的方式焊接。凸起部432大體呈瓦狀，且向上方凸出，因此，凸起 部432與底板44之間將形成同樣呈瓦狀的水流通道45(示于圖3中)。
各條水流通道45可以以常規(guī)的方式相并聯(lián)，如圖5所示；也可以 以常規(guī)的方式相串聯(lián)，如圖6所示。圖5以及圖6中的虛線示意性地 表示出了所述太陽(yáng)能集熱芯中的水流路徑。
眾所周知，影響太陽(yáng)能熱水器熱效率的因素主要包括光-熱轉(zhuǎn)換效 率以及集熱板的熱傳遞效率，兩者分別受到集熱板受光面積以及集熱 板與冷水的換熱面積的影響。在集熱板43上設(shè)置多個(gè)凸起部432后，集熱4反43的受光面積顯 著增大，因此上述光-熱轉(zhuǎn)換效率得到顯著提高，也即同等日照條件下 同樣尺寸的集熱斧反43可以產(chǎn)生更多的熱量；另一方面，由于水流通道 45由凸起部432與底板44直接形成，因此凸起部432的設(shè)置也可以 顯著增大集熱板4 3與冷水之間的換熱面積，熱傳遞效率可以進(jìn) 一 步才是 高。
此外，在主板體431處將集熱板43與底板44焊接于一體，不但 可以形成水流通道45,而且可以顯著增加整個(gè)所述集熱芯的強(qiáng)度，避 免集熱板43的中部受熱后出現(xiàn)鼓脹的現(xiàn)象。
集熱板43可以選用鋁材、不銹鋼等形成，底板44的材料并無(wú)特 別要求，但最好與集熱板43選用相同的材料，以便于兩者的焊接操作。 集熱板43的外表面還可以涂抹光譜選擇性吸收涂料，以進(jìn)一 步大幅提 高光-熱轉(zhuǎn)換效率。
請(qǐng)參考圖4，圖4為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第二種具體 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
與上述第一種具體實(shí)施方式
相比，第二種具體實(shí)施方式
中的集熱 器的區(qū)別在于集熱芯中底板44的形狀不同。底板44可以設(shè)置多個(gè)與 集熱板43相對(duì)應(yīng)的凹陷部，/人而j吏水流通道45形成于凸起部432和 所述凹陷部之間。
請(qǐng)參考圖7,圖7為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第三種具體 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
在第三種具體實(shí)施方式
中，本實(shí)用新型所提供集熱器的集熱板43 的凸起部431具體為球面形，凸起部431可以均勻分布于集熱板43 的表面，集熱板43與底板44之間的腔體即可形成水流腔體，冷水從 中通過(guò)即可以;故加熱。
可以將集熱板43的主板體431與底板44固定連接，比如焊接， 凸起部432與底板44之間因此可以形成半球形空腔。為了形成所述水 流通道，各凸起部431之間可以進(jìn)一步i殳置連接部433，連接部433 與底板44之間形成連接通道，從而由所述連接通道按一定的順序依次連接相鄰的各凸起部432，進(jìn)而在集熱板43與底板44之間形成所述 水流通道。顯然，圖7中所示的水流通道是串聯(lián)而成，圖中虛線示意 性的表示出了水流路徑。
請(qǐng)參考圖8,圖8為本實(shí)用新型所提供太陽(yáng)能集熱器第四種具體 實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
在第四種具體實(shí)施方式
中，本實(shí)用新型所提供的集熱板是在上述 第三種具體實(shí)施方式
的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)，兩者的區(qū)別主要在于連接 部433設(shè)置位置的不同。第四種具體實(shí)施方式
中的水流通道是相并聯(lián) 的，圖中的虛線示意性的表示出了其中的水流路徑。
本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能集熱芯主要包括集熱板43以及底板 44;本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能熱水器包括上述任一項(xiàng)所述的集熱器。
以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能集熱芯、集熱器以及太陽(yáng)能熱
實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新 型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行 若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種太陽(yáng)能集熱芯，包括集熱板以及疊置于所述集熱板下方的底板，兩者之間具有水流通道；其特征在于，所述集熱板和底板的周邊密封；所述水流通道形成于所述集熱板和底板之間，以便其中的冷水能夠由所述集熱板直接加熱。
2、 如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述集熱 板包括多個(gè)凸起部。
3、 如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述凸起 部呈瓦狀，且各凸起部相互平行。
4、 如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述底板 在相鄰的兩凸起部之間的位置與所述集熱板固定連接，所述水流通道 形成于所述凸起部與底板之間。
5、 如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述凸起 部呈球面狀。
6、 如權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述底板 在凸起部之間的位置與所述集熱板固定連接，所述凸起部依次通過(guò)連 接通道連通，從而在所述凸起部與底板之間形成所述水流通道。
7、 如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱芯，其特征在于，所述集熱 板的外表面設(shè)有光譜選擇性吸收涂層。
8、 一種太陽(yáng)能熱水器的集熱器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1 至7任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱芯。
9、 一種太陽(yáng)能熱水器，其特征在于，包括如權(quán)利要求8所述的 集熱器。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種太陽(yáng)能集熱芯，包括集熱板以及疊置于所述集熱板下方的底板，兩者之間具有水流通道；所述集熱板和底板的周邊密封；所述水流通道形成于所述集熱板和底板之間，以便其中的冷水能夠由所述集熱板直接加熱。此外，所述集熱板還可以包括多個(gè)凸起部。本實(shí)用新型還提供了一種太陽(yáng)能熱水器的集熱器以及太陽(yáng)能熱水器。本實(shí)用新型所提供的太陽(yáng)能集熱芯的水流通道直接由集熱板和底板形成，其中待加熱的冷水可以由集熱板直接加熱，傳熱效率得到顯著提高。在所述集熱板上設(shè)置多個(gè)凸起部后，集熱板的受光面積增大，因此光-熱轉(zhuǎn)換效率得到提高；另一方面，所述凸起部的設(shè)置也可以增大集熱板與冷水之間的換熱面積，因此傳熱效率可以進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)F24J2/22GK201229073SQ20082000565
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者周奇迪, 唐玉敏 申請(qǐng)人:寧波晟唐基業(yè)科能電器有限公司