平板太阳能集热器及平板太阳能热水器的制作方法

本发明涉及平板太阳能热水器技术领域，尤其涉及一种平板太阳能集热器及具有该平板太阳能集热器的平板太阳能热水器。

背景技术：

目前，真空管式太阳能热水器是通过真空玻璃管内玻璃的吸收涂层吸收太阳光照的热量后传递给水直接加热，通过热虹吸的原理进行自然循环，从而完成对整个太阳能水箱内水的加热。但是这种真空管式太阳能热水器整机安装复杂，安装时间长，真空管易碎而导致漏水问题。为了解决真空管式太阳能热水器存在的上述问题，平板太阳能热水器得到迅速推广和发展，现有的平板太阳能热水器一般采用集热器和流道结合的原理，通过集热器吸收太阳能转换成热能，再对流道内的水进行加热，但是，此类平板太阳能热水器的换热效率低，保温效果差，向外界散失热量较多，热损耗大，连接管路复杂，需要设置单独储热水箱。

另外，现有的真空管式太阳能热水器采用以下结构的安装支架进行安装。如图1所示，该支架为一框架，由上横梁1ˊ、下横梁2ˊ及左右对称的上托架3ˊ、立柱4ˊ、斜柱5ˊ、拉杆6ˊ、前插接件7ˊ、后插接件8ˊ、托盒9ˊ和反光板10ˊ。其中，一对前插接件7ˊ、一对后插接件8ˊ成为框架下部的四个结点，成对的上横梁1ˊ、下横梁2ˊ、立柱4ˊ、斜柱5ˊ均为空心方管，拉杆6ˊ为扁平杆且其两端弯成圆弧形。成对的上横梁1ˊ和对称设置的上托架3ˊ固定连接形成的框体可用于安装水箱，对称设置的立柱4ˊ、斜柱5ˊ、下横梁2ˊ和拉杆6ˊ共同支撑水箱。反光板10ˊ位于托盒9ˊ的斜上方且两者均 通过螺纹紧固件固定在框架的斜面上。该结构的支架装配复杂，且支架普遍采用钢制材质，时间久了容易生锈，造成水箱从屋脊掉落下来的安全隐患，安全性差。

基于以上描述，亟需要一种新的平板太阳能集热器，以解决现有真空管式太阳能热水器整机安装复杂，真空管易碎导致漏水，现有真空管式太阳能热水器安装支架装配复杂，安全性能差以及现有平板太阳能热水器换热效率低，保温效果差，热损大等问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提出一种平板太阳能集热器，该平板太阳能集热器结构简单，安装方便，有效避免漏水问题，换热效率高，保温效果好，热损小。

本发明的另一个目的在于提出一种平板太阳能热水器，该平板太阳能热水器具有如上所述的平板太阳能集热器。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种平板太阳能集热器，所述集热器包括一端开口的框体，所述框体上设有平板双层真空玻璃，所述框体与平板双层真空玻璃之间密封连接形成水箱，所述水箱上设有冷水进口和热水出口，所述平板双层真空玻璃包括两层平板玻璃，所述平板双层真空玻璃的内侧设有吸热涂层。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述平板双层真空玻璃包括内层平板玻璃和外层平板玻璃，所述内层平板玻璃和外层平板玻璃之间密封连接形成真空室，所述内层平板玻璃的内侧设有所述吸热涂层。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述吸热涂层为太阳能选择性吸热涂层。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述吸热涂层为蓝钛层。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述内层平板玻璃和外层平板玻璃之间相距3-15mm。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述框体包括内层板和外层板，所述内层板和外层板之间设有隔热层。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述隔热层填充有保温材料。

作为一种平板太阳能集热器的优选方案，所述水箱与排气管连通。

本发明还提供了一种平板太阳能热水器，包括如以上任一项所述的平板太阳能集热器。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种平板太阳能集热器，本申请的平板太阳能集热器采用平板双层真空玻璃作为吸热部件，框体与平板双层真空玻璃之间密封连接形成的水箱，平板双层真空玻璃的内层平板玻璃内侧设有吸热涂层，可通过吸热涂层吸收太阳光的热量并将热量直接传递给水箱内的水，无需单独设置水箱，结构简单，安装方便，解决了现有真空管式太阳能热水器由于真空管易碎导致的漏水问题，同时，与现有的平板太阳能热水器相比，换热效率高，平板双层真空玻璃的两层平板玻璃之间形成真空室，与外界完全隔开，显著减少了热量损失，保温效果良好。

本发明还提供了一种平板太阳能热水器，所述平板太阳能热水器包括如以上所述的平板太阳能集热器，该热水器换热效率高，安装方便，热损小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有真空管式太阳能热水器安装支架的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的平板太阳能集热器的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的平板太阳能热水器的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的平板双层真空玻璃的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的框体的结构示意图。

图中：

1ˊ、上横梁；2ˊ、下横梁；3ˊ、上托架；4ˊ、立柱；5ˊ、斜柱；6ˊ、拉杆；7ˊ、前插接件；8ˊ、后插接件；9ˊ、托盒；10ˊ、反光板；

1、框体；11、内层板；12、外层板；2、平板双层真空玻璃；21、内层平板玻璃；22、外层平板玻璃；3、水箱；31、进冷水管；32、出热水管；4、真空室；5、吸热涂层；6、隔热层；7、排气管；8、进水阀；9、用水处。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提出了一种平板太阳能热水器，包括如以下结构的平板太阳能集热器。如图2和图3所示，该平板太阳能集热器包括一端开口的框体1，所述框体1上设有平板双层真空玻璃2，所述框体1与平板双层真空玻璃2之间密封连接形成水箱3，所述水箱3上设有冷水进口和热水出口，冷水进口与进冷水管31连通，热水出口与出热水管32连通，平板双层真空玻璃2包括两层平板玻璃， 所述平板双层真空玻璃2的内侧设有吸热涂层5。所述水箱3还与排气管7连通。

在本实施例中，作为优选方案，如图4所示，相当于集热板的平板双层真空玻璃2包括内层平板玻璃21和外层平板玻璃22，所述内层平板玻璃21和外层平板玻璃22之间密封连接形成真空室4。所述内层平板玻璃21和外层平板玻璃22之间相距3-15mm，也就是说，真空室4空间的竖直高度为3-15mm，为了既能够快速将热量传递给水又能增强保温效果，真空室4空间的竖直高度优选为10mm。真空室4的设置能够与外界完全分隔，大大减少了热量散失，有效提高了集热器的保温效果。

在本实施例中，为了增强集热器的集热强度，所述内层平板玻璃21的内侧设有所述吸热涂层5，吸热涂层5为太阳能选择性吸热涂层。作为优选方案，吸热涂层5为蓝钛层。蓝钛层(TiNxOy)即为氮氧化钛蓝膜涂层，其具有特殊的光学、电学性质，突出的机械性能和化学稳定性能，采用不同N2/O2化学计量比和适当厚度的TiNxOy，可以实现优异的光热性能。氮氧化钛蓝膜涂层不仅高吸收，且在减少反射的同时将热能存在吸收体内部，提高集热器的整体效率。即使在使用一定年限30年后，太阳能集热器的氮氧化钛蓝膜也能保持初始性能的95％，而发射率低于6％。另外，在较低太阳能辐射强度下，使用该氮氧化钛蓝膜涂层的集热器也能产出较高的热水出水温度。

在本实施例中，作为优选方案，如图5所示，所述框体1包括内层板11和外层板12，所述内层板11和外层板12之间设有隔热层6，所述隔热层6填充有岩棉或矿棉或聚氨酯或聚苯乙烯等保温材料。内层板11优选为不锈钢板，外层板12优选为铝合金板。以上隔热层6的设置及内层板11和外层板12材质的选择进一步提高了热水器的保温效果。

使用过程中，开启进冷水管31上的进水阀8，水由进冷水管31进入集热器 的水箱3内，太阳光透过平板双层真空玻璃2照射在内层平板玻璃21内侧设置的吸热涂层5上，吸热涂层5的蓝钛层吸收热量后直接传递给下方水箱3内的水，水吸收热量后经热水出口和出热水管32流出至用水处9供人们洗浴使用。

由于本申请的平板太阳能集热器包括框体1与平板双层真空玻璃2之间密封连接形成的水箱3，即水箱3和集热板(平板双层真空玻璃2)为一体结构，不需要单独再设置一水箱，因此，也不需要采用如图1所示的安装支架进行安装，本申请的平板太阳能集热器只需要通过由如图1所示的上横梁1ˊ、下横梁2ˊ和成对设置的斜柱5ˊ构成的方形框架和托盒9ˊ共同支撑固定在斜屋脊表面即可，安装简单，提高了安装效率，并且风阻非常小，安全方便。

本申请的平板太阳能集热器采用平板双层真空玻璃作为吸热部件，框体1与平板双层真空玻璃2之间密封连接形成的水箱3，平板双层真空玻璃2的内层平板玻璃21内侧设有吸热涂层5，可通过吸热涂层5吸收太阳光的热量并将热量直接传递给水箱3内的水，无需单独设置水箱，结构简单，安装方便，解决了现有真空管式太阳能热水器由于真空管易碎导致的漏水问题，同时，与现有的平板太阳能热水器相比，换热效率高，平板双层真空玻璃2的两层平板玻璃之间形成真空室4，与外界完全隔开，显著减少了热量损失，保温效果良好。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。