本發明涉及太陽能領域,具體涉及一種帶導流裝置的太陽能熱水器。
背景技術:
由于油價不穩定和氣候變化協議的限制等,新的可再生能源的重要性變大。可再生能源包括太陽熱、太陽光、生物質能、風力、小水電、地熱、海洋能和廢棄物能源等,而新能源包括燃料電池、液化煤炭、氣化煤炭和氫能。問題是,從新的可再生能源、特別是太陽光發電的成本未達到等于利用化石燃料的傳統火力發電的成本的電網平價。但是,隨著技術的發展進步,從新的可再生能源中的太陽熱發電的太陽熱發電在發電成本上持續降低,而在發電效率正在逐漸提高。
把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱器。目前太陽能集熱器主要有真空管集熱器、熱管集熱器和真空平板集熱器三種。
現有的家用太陽能熱水器的太陽能集熱器,依靠水在真空集熱管中流動的過程中吸收熱量,由于真空集熱管為圓柱狀結構,其各個面的太陽能照射不均勻,因此,造成在其內流動的介質水的受熱不均勻,導致最終存儲到熱水箱中的水溫度不均勻,存在部分溫度不夠的較涼水,因此,容易造成熱水溫度達不到要求,不能滿足熱水需求。
技術實現要素:
本發明的目的就在于為了解決太陽能集熱器的真空集熱管集熱不均勻的技術缺陷,提供一種帶導流裝置的太陽能熱水器,以滿足人們日益增長的對美好生活的期望。
為實現上述目的,本發明提供了以下技術方案:
本發明提供的一種帶導流裝置的太陽能熱水器,其特征在于,包括太陽能集熱器、冷水箱、熱水箱以及支架,所述太陽能集熱器包括框架以及設置在所述框架內的多根并排平行排列的太陽能真空集熱管,所述框架包括頂板、底板以及兩側的側板,在所述頂板與底板上設置有相對應的用于穿過所述太陽能真空集熱管的插孔,在每一個所述插孔內設置有與所述太陽能真空集熱管相配合的套墊,所述太陽能集熱器的框架設置在所述支架上,所述冷水箱位于所述支架的下端,所述熱水箱位于所述支架的上端,所述太陽能集熱器的太陽能真空集熱管的入口連接所述冷水箱,所述太陽能真空集熱管的出口連接所述熱水箱;
每一根所述太陽能真空集熱管包括外玻璃管以及設置在其內的內金屬管,所述外玻璃管的兩端熔封焊接在所述內金屬管的兩端端部外壁,所述外玻璃管與所述內金屬管之間構成夾層空間,所述夾層空間抽真空形成真空夾層,在每一根所述太陽能真空集熱管的內金屬管內壁上設置有導流裝置,所述導流裝置沿著所述內金屬管的軸線方向布置;
所述導流裝置設置在所述內金屬管的內壁上,其包括多個導流片環,所述多個導流片環中的每一個導流片環包括至少四根導流片,所述至少四根導流片在所述內金屬管的內壁上以與所述內金屬管的軸線方向垂直的橫截面上呈等間距均勻布置,多個所述導流片環之間的間距沿著所述內金屬管內的水流方向以等差陣列逐漸變大,相鄰的兩個導流片環中所包含的導流片的數量不相等;
每一根所述導流片包括平直部以及卷曲部,所述平直部與所述卷曲部連接并一體成型,所述卷曲部整體呈圓環形,其圓心角范圍為180°-270°,所述卷曲部的一端的端部ⅰ與所述平直部相連接,所述端部ⅰ的寬度與所述平直部的寬度相同,所述卷曲部的另一端的端部ⅱ卷曲纏繞,所述卷曲部的寬度沿著從所述端部ⅰ到所述端部ⅱ的方向逐漸變細,且所述端部ⅱ的寬度為所述端部ⅰ寬度的1/5-1/3,所述平直部焊接固定在所述內金屬管的內壁上,所述卷曲部朝向所述內金屬管的管內軸線方向卷曲彎折,在所述卷曲部上均勻設置有多個漏液孔,所述多個漏液孔在所述卷曲部上呈陣列分布,每一個所述漏液孔的孔徑尺寸沿著所述水流方向逐漸變小。
優選的,在每一個所述漏液孔的外邊緣設置有褶皺,相鄰漏液孔的所述褶皺形外邊緣不交叉。
優選的,每一個所述導流片環至少包括6根等間距排列的導流片。
優選的,所述內金屬管與所述導流片的材質均為銅、鋁或銀之中的任一個。
優選的,所述端部ⅱ的寬度為所述端部ⅰ寬度的1/4。
優選的,所述卷曲部的圓心角范圍為230°。
優選的,所述漏液孔的出液口的直徑為其進液口直徑的1/2。
優選的,所述導流片內設置電加熱器。
有益效果在于:
(1)在所述內金屬管內壁設置有導流片,其能夠對在其內流動的介質水進行導流,使其沿著所述卷曲部進行渦流或渦旋,使所述內金屬管內的水能夠加劇混合,提高其混合效果,進而使其內的較熱水和較冷水混合均勻,使得其內的水整體溫度均勻,受熱均勻;
(2)所述卷曲部的圓心角范圍為180°-270°,其最起碼能夠使得沿著所述卷曲部流動的水流介質向上流動一段,則使其能夠進行一定的回流,則保證了其混流效果以及擾流效果;
(3)所述卷曲部的寬度沿著從所述端部ⅰ到所述端部ⅱ的方向逐漸變細,則其在能夠使得水流介質進行回流渦流的同時盡可能的降低其對水流介質的阻力,提高系統流動效率;
(4)為進一步降低其阻力,在所述卷曲部上還設置有多個漏液孔,使得水介質能夠從所述漏液孔流過,且所述漏液孔的孔徑尺寸沿著所述水流方向逐漸變小,則能夠對流過其的水流產生噴嘴加速效果,進一步提高系統流動效率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明的太陽能熱水器的結構示意圖;
圖2是本發明的任一太陽能真空集熱管的結構示意圖;
圖3是本發明的導流片的結構示意圖;
圖4是本發明的卷曲部的正視圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式,都屬于本發明所保護的范圍。
參見圖1-圖4所示,本發明提供的一種帶導流裝置的太陽能熱水器,其特征在于,包括太陽能集熱器1、冷水箱2、熱水箱3以及支架4,所述太陽能集熱器1包括框架以及設置在所述框架內的多根并排平行排列的太陽能真空集熱管5,所述框架包括頂板6、底板7以及兩側的側板8,在所述頂板6與底板7上設置有相對應的用于穿過所述太陽能真空集熱管5的插孔9,在每一個所述插孔內設置有與所述太陽能真空集熱管5相配合的套墊(未示出),所述太陽能集熱器1的框架設置在所述支架4上,所述冷水箱2位于所述支架4的下端,所述熱水箱3位于所述支架4的上端,所述太陽能集熱器1的太陽能真空集熱管5的入口連接所述冷水箱2,所述太陽能真空集熱管5的出口連接所述熱水箱3;
每一根所述太陽能真空集熱管5包括外玻璃管10以及設置在其內的內金屬管11,所述外玻璃管10的兩端熔封焊接在所述內金屬管11的兩端端部外壁,所述外玻璃管10與所述內金屬管11之間構成夾層空間,所述夾層空間抽真空形成真空夾層12,在每一根所述太陽能真空集熱管5的內金屬管11內壁上設置有導流裝置,所述導流裝置沿著所述內金屬管11的軸線方向布置;
所述導流裝置設置在所述內金屬管11的內壁上,其包括多個導流片環,所述多個導流片環中的每一個導流片環包括至少四根導流片13,所述至少四根導流片13在所述內金屬管11的內壁上以與所述內金屬管11的軸線方向垂直的橫截面上呈等間距均勻布置,多個所述導流片環之間的間距沿著所述內金屬管內的水流方向以等差陣列逐漸變大,相鄰的兩個導流片環中所包含的導流片的數量不相等;
每一根所述導流片13包括平直部14以及卷曲部15,所述平直部14與所述卷曲部15連接并一體成型,所述卷曲部15整體呈圓環形,其圓心角范圍為180°-270°,所述卷曲部15的一端的端部ⅰ與所述平直部相連接,所述端部ⅰ的寬度與所述平直部的寬度相同,所述卷曲部的另一端的端部ⅱ卷曲纏繞,所述卷曲部的寬度沿著從所述端部ⅰ到所述端部ⅱ的方向逐漸變細,且所述端部ⅱ的寬度為所述端部ⅰ寬度的1/5-1/3,所述平直部焊接固定在所述內金屬管的內壁上,所述卷曲部朝向所述內金屬管的管內軸線方向卷曲彎折,在所述卷曲部上均勻設置有多個漏液孔16,所述多個漏液孔16在所述卷曲部上呈陣列分布,每一個所述漏液孔的孔徑尺寸沿著所述水流方向逐漸變小。
優選的,在每一個所述漏液孔的外邊緣設置有褶皺,相鄰漏液孔的所述褶皺形外邊緣不交叉。
優選的,每一個所述導流片環至少包括6根等間距排列的導流片。
優選的,所述內金屬管與所述導流片的材質均為銅、鋁或銀之中的任一個。
優選的,所述端部ⅱ的寬度為所述端部ⅰ寬度的1/4。
優選的,所述卷曲部的圓心角范圍為230°。
優選的,所述漏液孔的出液口的直徑為其進液口直徑的1/2。
優選的,所述導流片內設置電加熱器。
有益效果在于:
(1)在所述內金屬管內壁設置有導流片,其能夠對在其內流動的介質水進行導流,使其沿著所述卷曲部進行渦流或渦旋,使所述內金屬管內的水能夠加劇混合,提高其混合效果,進而使其內的較熱水和較冷水混合均勻,使得其內的水整體溫度均勻,受熱均勻;
(2)所述卷曲部的圓心角范圍為180°-270°,其最起碼能夠使得沿著所述卷曲部流動的水流介質向上流動一段,則使其能夠進行一定的回流,則保證了其混流效果以及擾流效果;
(3)所述卷曲部的寬度沿著從所述端部ⅰ到所述端部ⅱ的方向逐漸變細,則其在能夠使得水流介質進行回流渦流的同時盡可能的降低其對水流介質的阻力,提高系統流動效率;
(4)為進一步降低其阻力,在所述卷曲部上還設置有多個漏液孔,使得水介質能夠從所述漏液孔流過,且所述漏液孔的孔徑尺寸沿著所述水流方向逐漸變小,則能夠對流過其的水流產生噴嘴加速效果,進一步提高系統流動效率。
以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。