專利名稱：一種太陽能集熱器及太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱水器領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能集熱器及采用該集熱器的太陽能熱 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)用越來越廣泛?，F(xiàn)有的熱水 器按照能量來源分為燃?xì)?、燃煤、燃油熱水器，以及電熱水器等幾大類。上述燃?xì)?、燃煤、?油熱水器消耗的均是不可再生能源，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)狻⑷济?、燃油熱水器的使用費(fèi)用很高，給用戶帶來了較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。由于用電 量大，電價(jià)也有持續(xù)增長的趨勢，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，太陽能熱水器以其能源清潔環(huán)保、使用費(fèi)用較低、使用簡單方便等優(yōu) 勢得到廣泛的應(yīng)用，這將對我國國民經(jīng)濟(jì)和環(huán)保事業(yè)帶來重大影響。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，這種結(jié) 構(gòu)的太陽能熱水器包括集熱器11和水箱12。集熱器11的作用是吸收太陽輻射的能量并將其轉(zhuǎn)化為集熱器11的內(nèi)能。集熱器 11內(nèi)設(shè)置有可供水流通過的管道，集熱器11的端部設(shè)置有進(jìn)液口 11-1和出液口 11-2，水 箱12上也設(shè)置有進(jìn)水口 12-1和出水口 12-2，水箱12的出水口 12_2與集熱器11的進(jìn)液口 11-1連通，集熱器11的出液口 11-2與加熱水箱12的進(jìn)水口 12-1連通，集熱器11與水箱 12通過管道形成一個(gè)閉合的循環(huán)通道。水箱12內(nèi)的冷水進(jìn)入集熱器11內(nèi)，冷水在集熱器11內(nèi)的管道內(nèi)流動(dòng)形成水流， 水流與集熱器11進(jìn)行熱交換，將集熱器11吸收的太陽輻射能量轉(zhuǎn)化為水流的內(nèi)能，從而實(shí) 現(xiàn)對水流的加熱，被加熱的水流回加熱水箱12內(nèi)，加熱水箱12內(nèi)的冷水再進(jìn)入集熱器11， 通過不斷循環(huán)將水箱12內(nèi)的冷水加熱到適當(dāng)溫度。加熱水箱12還設(shè)有熱水出口 12-3和 冷水入口 12-4，冷水入口 12-4通過連接管與自來水管道連通，通過冷水入口 12-4可以向加 熱水箱內(nèi)注入冷水，熱水出口 12-3通過連接管與終端用水口連接。需要說明的是，現(xiàn)有的太陽能熱水器中的集熱器的表面都是水平的，根據(jù)熱轉(zhuǎn)換 相關(guān)的理論可知，集熱器被加熱的效率與太陽光入射角有關(guān)系，當(dāng)太陽光的入射方向與集 熱器表面的夾角為90度(即太陽光垂直入射到集熱器表面)時(shí)，集熱器被陽光加熱的效率 (即熱轉(zhuǎn)換效率)最高。實(shí)際中，一天中的大部分時(shí)間中陽光的入射方向都是傾斜的，為了 提高熱轉(zhuǎn)換效率，用戶通常是將集熱器傾斜放置，以達(dá)到圖2中所示的受光位置，但是這就 增加了集熱器11所占據(jù)的面積，尤其是對于將集熱器放置在自家陽臺(tái)的用戶，還需要在陽 臺(tái)中開辟更大的閑置空間，用于專門放置集熱器11。因此，為了提高集熱器的熱轉(zhuǎn)換效率， 采用現(xiàn)有技術(shù)中的集熱器將增大其所占據(jù)的面積。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能集熱器及太陽能熱水器，能夠在提高集熱器的熱轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)不增大其所占據(jù)的面積。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種太陽能集熱器，包括一板體，所述板體內(nèi)部設(shè)置 有液體流通道，所述液體流通道的一端形成進(jìn)液口，另一端形成出液口，其特征在于，所述 板體沿垂直于橫向的截面呈鋸齒狀。優(yōu)選地，在所述板體朝上傾斜的區(qū)域中，液體流通道的延伸方向與水平面方向平 行。 優(yōu)選地，所述液體流通道的個(gè)數(shù)至少為兩條。優(yōu)選地，所述液體流通道呈S形分布，所述液體流通道包括數(shù)量不少于一條的沿 所述板體縱向或橫向延伸的管道。優(yōu)選地，所述板體為鋁板。優(yōu)選地，所述板體外表面涂有吸熱涂層。另一方面，本發(fā)明還提供一種太陽能熱水器，包括上述的太陽能集熱器，以及加熱 水箱。本發(fā)明提供的太陽能集熱器能夠在提高熱轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，不增大其所占據(jù)的面 積。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能熱水器的示意圖；圖2為圖1中的太陽能熱水器的集熱器的使用狀態(tài)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的太陽能集熱器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4為具有一種具體結(jié)構(gòu)的液體流通道的太陽能集熱器的示意圖；圖5為本發(fā)明提供的太陽能集熱器的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖3是本發(fā)明提供的太陽能集熱器的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，具體地，圖3為該實(shí)施 例中的太陽能集熱器中的垂直于橫向的截面示意圖，在本實(shí)施例中，將太陽能集熱器沿水 平放置的面延伸的方向定為“橫向”。該太陽能集熱器包括一板體21，板體21內(nèi)部設(shè)置液體流通道(圖3中未示)，在 液體流通道的一端形成進(jìn)液口，另一端形成出液口，這樣在該太陽能集熱器內(nèi)將實(shí)現(xiàn)液體 流通，使得液體流經(jīng)集熱器之后溫度被加熱。另外，從圖3中可以看出，板體21沿垂直于橫向的截面成鋸齒狀，并且本實(shí)施例中
4特別地，各個(gè)鋸齒形狀和尺寸相同。圖3中同時(shí)也示出了本實(shí)施例中的太陽能集熱器的受光情況。在使用中，不需要 為提高熱轉(zhuǎn)換效率而將該太陽能集熱器傾斜放置，由于該太陽能集熱器的板體21的沿垂 直于橫向的截面呈鋸齒狀，所以即使將該集熱器豎直放置，其板體21表面也被劃分成向上 傾斜的區(qū)域(即為受光面)211和向下傾斜區(qū)域(即為背光面)212。而由于受光面211本 身是傾斜的，所以太陽光可以很容易地直射到該受光面211的區(qū)域中，從而提高了熱轉(zhuǎn)換 效率，同時(shí)由于太陽能集熱器可以豎直放置，因此可以減小其所占的面積。需要說明的是，本實(shí)施例中的太陽能熱水器中的液體流通道的形狀可以有很多 種，為了進(jìn)一步增大熱轉(zhuǎn)換效率，應(yīng)該盡量使得增大液體流在受光面中的與板體的接觸面 積，所以優(yōu)選地，在板體21朝向傾斜的區(qū)域(即受光面)中，液體流通道的延伸方向與水平 面平行。此外，液體流通道的個(gè)數(shù)優(yōu)選至少為兩條。圖4示出了具有一種具體結(jié)構(gòu)的液體流通道的太陽能集熱器。在太陽能集熱器的 板體31上設(shè)置由沿板體的橫向(即水平方向)延伸的液體流通道32，液體流通道32呈S 形分布，液體流通道32 —端形成進(jìn)液口 34，另一端形成出液口 35。液體流通道32包括沿 板體31橫向延伸的第一管道33-1和第二管道33-2。這種結(jié)構(gòu)的太陽能集熱板中的液體流 通道32呈S形分布，且該液體流通道包括兩條管道；水流從進(jìn)液口進(jìn)34入液體流通道32 內(nèi)，經(jīng)液體流通道32內(nèi)的管道流至出液口 35，液體流通道32內(nèi)的第一管道33-1、第二管道 33-2的入水口均直接與進(jìn)液口 34連通，從進(jìn)液口 34流入的水流將以較高的流速進(jìn)入液體 流通道內(nèi)的第一管道33-1、第二管道33-2中，第一管道33-1、第二管道33_2 二者中的水流 流量均勻，不會(huì)存在一個(gè)管道中水流較大，另一管道中的水流較小的問題，水流可以與板體 31進(jìn)行充分接觸，水流與太陽能集熱板的熱交換效率較高，可以充分利用太陽能集熱板所 吸收的太陽輻射能量。優(yōu)選方案中，為了提高太陽能集熱板吸收太陽輻射能量的效率，板體31的外表面 還可以涂抹光譜選擇性吸熱涂層，以進(jìn)一步大幅提高光_熱轉(zhuǎn)換效率。優(yōu)選方案中，板體31可選用質(zhì)量較輕、熱導(dǎo)效果好的鋁板。上述實(shí)施例中，液體流通道32沿板體的橫向設(shè)置，本發(fā)明所提供的太陽能集熱板 還包括液體流通道沿板體縱向設(shè)置的情況，這兩種結(jié)構(gòu)均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。上述實(shí)施例中，液體流通道32包括第一管道33-1、第二管道33_2兩條管道，本發(fā) 明所提供的太陽能集熱板并不對構(gòu)成液體流通道的管道的數(shù)量進(jìn)行限定，液體流通道可以 由一條管道組成，也可以由二條管道組成，還可以由三條管道組成。需要說明的是，上述太陽能集熱器的板體的外表面還可以涂有吸熱涂層。圖5示出了本發(fā)明提供的太陽能集熱器的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例與2中的太陽 能集熱器的區(qū)別在于太陽能集熱器的板體51截面的鋸齒狀結(jié)構(gòu)中個(gè)各個(gè)鋸齒的尺寸不 同，具體地，如圖5所示，該實(shí)施例中的板體51朝上傾斜的區(qū)域具有面積不同的兩種類型， 面積較大的向上傾斜的區(qū)域標(biāo)記為511a，面積較小的向上傾斜的區(qū)域標(biāo)記為511b。板體51 朝下傾斜的區(qū)域具有面積不同的兩種類型，面積較大的向下傾斜的區(qū)域標(biāo)記為512a，面積 較小的向下傾斜的區(qū)域標(biāo)記為512b。在向上傾斜的區(qū)域511a和511b中，陽光都是近乎垂 直入射到該區(qū)域的，由此提高了集熱器的熱轉(zhuǎn)換效率，而且整個(gè)集熱器仍然可以豎直放置， 從而節(jié)省了其所占據(jù)的面積。
本發(fā)明另一實(shí)施例還提供一種太陽能熱水器，包括上述各個(gè)實(shí)施例中的太陽能集 熱器以及加熱水箱，集熱器與加熱水箱的連接關(guān)系可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種連接方式， 這里不再贅述。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能集熱器，包括一板體，所述板體內(nèi)部設(shè)置有液體流通道，所述液體流通道 的一端形成進(jìn)液口，另一端形成出液口，其特征在于，所述板體沿垂直于橫向的截面呈鋸齒 狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器，其特征在于，在所述板體朝上傾斜的區(qū)域中， 液體流通道的延伸方向與水平面方向平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器，其特征在于，所述液體流通道的個(gè)數(shù)至少為 兩條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能集熱器，其特征在于，所述液體流通道呈S形分布，所 述液體流通道包括數(shù)量不少于一條的沿所述板體縱向或橫向延伸的管道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱器，其特征在于，所述板體為鋁板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱器，其特征在于，所述板體外表面 涂有吸熱涂層。
7.一種太陽能熱水器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的太陽能集 熱器，以及加熱水箱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能集熱器，包括一板體，所述板體內(nèi)部設(shè)置有液體流通道，所述液體流通道的一端形成進(jìn)液口，另一端形成出液口，其特征在于，所述板體沿垂直于橫向的截面呈鋸齒狀。本發(fā)明還提供一種太陽能熱水器，包括上述太陽能集熱器，以及加熱水箱。本發(fā)明提供的太陽能集熱器以及太陽能熱水器在提高熱轉(zhuǎn)換效率的同時(shí)，不增大其所占據(jù)的面積。
文檔編號F24J2/20GK102003800SQ20101057850
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者范雪峰 申請人:范雪峰