专利名称：太阳能热水器的光能集热装置及防止其产生雾气的方法
技术领域：
本发明涉及利用太阳能加热冷水的热水器领域，更具体的说，改进涉及的是一种 太阳能热水器的光能集热装置及防止其产生雾气的方法。
背景技术：
随着人们对节能环保意识的不断增强，既节能又环保的产品开始逐渐被人们所认 识和接受，太阳能热水器就是其中之一；在现有的太阳能热水器中，其光能集热装置包括有 多个太阳能集热管及多个对应在其外侧同轴设置的真空管，用于防止产生雾气，也就是说， 为防止在所述真空管内表面产生雾气而降低所述太阳能集热管吸收太阳能的功效，在所述 太阳能集热管的外壁与所述真空管内壁之间的空间，采用了将其抽成真空的技术手段，籍 此来防止在所述真空管的内表面出现雾气，以免雾气影响到所述太阳能集热管吸收太阳 能。但是，现有技术中的真空管用透明的玻璃管制成，由于其内部与所述太阳能集热 管之间的空间被抽成真空，迫使玻璃管的管壁始终必须承受非常大的大气压，不仅提高了 太阳能热水器零部件的制作复杂度，增加了制作成本，也不利于太阳能热水器的长期使用， 同时还加大了维修的难度。因此，现有技术尚有待改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能热水器的光能集热装置及防止其产生雾气的 方法，可防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气，也可消除太阳能热水器的光能集热 装置上已有的雾气。本发明的技术方案如下—种太阳能热水器的光能集热装置，包括设置在太阳能集热管外侧的玻璃本体， 在所述玻璃本体与所述太阳能集热管之间设置有隔热层；其中所述隔热层设置为气态保 温层；在所述光能集热装置中设置有太阳能光致热层；所述太阳能光致热层位于所述玻璃 本体上。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中所述气态保温层设置为空气层。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中在所述光能集热装置上设置连通所 述空气层与外界空气的气孔。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中所述太阳能光致热层位于所述玻璃 本体表面上。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中所述玻璃本体包括一第一玻璃本体 和一第二玻璃本体；所述太阳能光致热层位于所述第一玻璃本体上；在所述太阳能光致热 层表面设置一热熔玻璃胶膜，用于将所述第一玻璃本体与所述第二玻璃本体相互粘连。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中所述玻璃本体包括一第一玻璃本体和一第二玻璃本体；所述太阳能光致热层位于所述第一玻璃本体上；在所述太阳能光致热 层表面设置一热熔玻璃胶膜，用于将所述第一玻璃本体与所述第二玻璃本体相互粘连。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中所述玻璃本体设置为与所述太阳能 集热管相适配的玻璃板或玻璃管。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中在所述光能集热装置侧面及底面的 内壁上设置有反光层。所述的太阳能热水器的光能集热装置，其中在所述反光层的背面设置有保温层。一种防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，用于防止所述光能集热 装置上的玻璃内表面产生雾气，其中，包括以下步骤位于所述光能集热装置中的太阳能光致热层吸收太阳能，产生热量；所述太阳能光致热层将热量传导到所述光能集热装置上的玻璃本体，加热所述玻 璃本体；升高所述玻璃本体的温度，使所述玻璃本体内侧的表面温度大于所述光能集热装 置内部气态保温层的温度。所述的防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，其中，在升高所述玻 璃本体温度的过程中包括所述太阳能光致热层吸收太阳能，加热所述光能集热装置内部 气态保温层的步骤。所述的防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，其中，在所述太阳能 光致热层吸收太阳能并产生热量的过程中还包括以下步骤位于所述光能集热装置中的太阳能集热管吸收太阳能，产生热量；所述太阳能集热管在与其管内冷水进行热交换的同时，加热所述光能集热装置内 部的气态保温层。本发明所提供的一种太阳能热水器的光能集热装置及防止其产生雾气的方法，由 于采用了在太阳能集热管外侧的玻璃本体上设置了太阳能光致热层的技术手段，即使隔热 层是处于非真空状态下的气态保温层，但在所述太阳能集热管吸收太阳能并与其管中的液 体进行热交换的同时，所述玻璃本体上的太阳能光致热层也同样能够吸收太阳能，并加热 所述玻璃本体使其温度上升；一方面，防止了所述气态保温层中水分子在所述玻璃本体内 表面凝结出现雾气，另一方面，温度的升高也蒸发了凝结在所述玻璃本体内表面上的雾气； 同时，非真空状态下的气态保温层不仅降低了太阳能热水器零部件的制作复杂度，减少了 制作成本，也延长了太阳能热水器的使用寿命，同时还使得其维修变得更加容易。
图1是本发明太阳能热水器的光能集热装置主视图；图2是本发明图1的B-B剖视图；图3是本发明图1中玻璃本体部分的实施例1示意图；图4是本发明图1中玻璃本体部分的实施例2示意图；图5是本发明图1中玻璃本体部分的实施例3示意图；图6是本发明防止图2中光能集热装置产生雾气方法流程图；图7是本发明消除图2中光能集热装置上的雾气方法流程图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的具体实施方式
和实施例加以详细说明。本发明的一种太阳能热水器的光能集热装置，其具体实施方式
之一，如附图1所 示，包括设置在太阳能集热管120外侧的玻璃本体130 ；在所述玻璃本体130与所述太阳能 集热管120之间设置有隔热层(或保温层)；如附图2所示，所述隔热层设置为气态保温层 150 ；其中，在所述光能集热装置中还设置有太阳能光致热层160 ；所述太阳能光致热层160 位于所述玻璃本体130上。所谓的太阳能光致热层，具体指的是通过印刷、涂覆等手段依附在玻璃、金属等物 体表面的固态物质，与所依附的物体形成层状的结构，可吸收太阳能的光能并转换成热能， 其颜色优选黑色等较深的颜色，能吸收并产生更多的热量；所谓的非真空状态下的气态保 温层，具体指的是空气层、氮气层、惰性气体层、二氧化碳气体层等，可透过光线、紫外线和/ 或红外线。由于在所述太阳能集热管120吸收太阳能并与其管中的冷水进行热交换的同时， 所述太阳能光致热层160同样在吸收太阳能，并加热所述玻璃本体130使其温度上升，由此 阻止了所述太阳能集热装置内部的水分子在所述玻璃本体130内表面凝结而出现雾气，尤 其是所述气态保温层150为空气层时，空气中的水分子凝结在所述玻璃本体130的内表面 (指接触所述太阳能集热装置内部空气层)上产生雾气；如果在所述玻璃本体130内表面 上已经产生了雾气，也会由于所述玻璃本体130温度的上升而蒸发掉，也就再不必将所述 太阳能集热管120的外壁与所述玻璃本体130内壁之间的空间抽成真空，从而也就不再限 制所述玻璃本体130的具体应用形状一定要承受巨大的压力，甚至可在所述太阳能集热管 120的外侧直接采用平板形的玻璃本体进行封装；由此可见，非真空状态下的气态保温层 150降低了太阳能热水器零部件的制作复杂度，减少了制作成本，延长了太阳能热水器的使 用寿命，大大降低了维修的技术难度。在本发明光能集热装置的优选实施方式中，优选的，所述气态保温层150设置为 空气层，为此可以简化生产工艺，降低生产成本；而且，所述气态保温层150的气压强度可 以是常压状态，也可以是具有一定气压的状态；换言之，所述太阳能集热管120与所述玻璃 本体130之间的空间，可以是非密闭的，也可以是密闭的；优选的是，所述空气层是非密闭 的，与所述玻璃本体130外侧的环境气压保持相一致，可以在所述光能集热装置上设置连 通所述空气层与外界空气的气孔，优选的，在所述玻璃本体130上设置连通所述空气层与 外界空气的气孔。所述太阳能光致热层160设置在所述玻璃本体130上的具体实施方式
可包括如下 几种实施例实施例1 如附图3所示，所述太阳能光致热层160可以设置在所述玻璃本体130表面131 上；具体的，对于单层的玻璃本体130而言，直接将所述太阳能光致热层160设置在位于 (附图2中)所述气态保温层150 —侧的玻璃本体130表面131上；从而，所述太阳能光致 热层160将吸收的热量直接传导到所述玻璃本体130上，并加热使其温度上升，由此阻挡了 所述玻璃本体130内侧(即设置有气态保温层150的一侧)的热量向外散失，也即减少了 (附图2中)所述太阳能集热管120上吸收的热量向外散失。
实施例2 如附图4所示，所述玻璃本体130包括一第一玻璃本体131和一第二玻璃本体 132，所述太阳能光致热层160设置在所述第一玻璃本体131和所述第二玻璃本体132之 间；所述太阳能光致热层160与所述第一玻璃本体131和所述第二玻璃本体132相接触设 置；从而，所述太阳能光致热层160将吸收的热量直接传导到所述第一玻璃本体131和所述 第二玻璃本体132上，并加热使其温度上升，由此阻挡了非真空状态下的隔热层向外散失 热量，也即减少了(附图2中)所述太阳能集热管120上吸收的热量向外散失。实施例3 如附图5所示，所述玻璃本体130包括一第一玻璃本体131和一第二玻璃本体 132 ；所述太阳能光致热层160位于所述第一玻璃本体131上；在所述太阳能光致热层160 表面还设置一热熔玻璃胶膜133，用于将所述第一玻璃本体131与所述第二玻璃本体132相 互粘连；从而，由于所述热熔玻璃胶膜133的热传导系数大大低于玻璃的热传导系数，所述 太阳能光致热层160将吸收的热量直接传导到所述第一玻璃本体131上，并加热使其温度 上升，由此阻挡了非真空状态下的隔热层向外散失热量，也即减少了(附图2中)所述太阳 能集热管120上吸收的热量向外散失。在本发明光能集热装置的上述实施例中，如附图2所示，所述玻璃本体130可以设 置为与所述太阳能集热管120相适配的玻璃板，例如，平面的玻璃板，其长宽适配所述太阳 能集热管120，又如，曲面的玻璃板，其形状适配所述太阳能集热管120 ；或者，所述玻璃本 体还可以设置为与所述太阳能集热管120相适配的玻璃管，将所述玻璃管同轴套装在所述 太阳能加热管120上；例如，圆柱形的玻璃管，其直径超过所述太阳能集热管120设置，又 如，棱柱形的玻璃管，其形状适配所述太阳能集热管120。为了进一步降低处于非真空的状态下太阳能集热管120向外散失的热量，如附图 2所示，可在所述太阳能集热管120的周围设置一反光层170，利用该反光层170反射太阳 能，加热所述气态保温层150，可进一步阻止处于非真空的状态下太阳能集热管120向外散 失的热量；所述反光层170具体的实施方式根据所述玻璃本体130的形状可分为两种情况 一种情况是，当所述玻璃本体130为玻璃板时，可将所有的太阳能集热管120集中设置在一 光能集热装置中，并将玻璃板设置在该光能集热装置的一面，用于保证所述太阳能集热管 120能够吸收太阳能，此时，可将所述反光层170设置在所述光能集热装置侧面及其底部的 内壁上；另一种情况是，当所述玻璃本体为玻璃管时，每一玻璃管中可设置一所述太阳能集 热管120，此时，可将所述反光层170设置在所述玻璃管的外壁上，并保证所述太阳能集热 管120能够吸收太阳能。进一步地，如附图2所示，在所述反光层170的基础上，在所述反光层170的背面 设置有保温层180，所述保温层180可以由实心的固态保温材料构成，也可以由夹带气孔的 固态保温材料构成，可以阻止所述光能集热装置或玻璃管的热量向外散失。基于上述光能集热装置，本发明提出了一种防止太阳能热水器的光能集热装置产 生雾气的方法，用于防止所述光能集热装置上的玻璃内表面产生雾气，如附图6所示，包括 以下步骤步骤S610、位于所述光能集热装置中的太阳能光致热层160吸收太阳能，产生热 量；
步骤S620、所述太阳能光致热层160将热量传导到所述光能集热装置上的玻璃本 体130，加热所述玻璃本体130 ；步骤S630、升高所述玻璃本体130的温度，使所述玻璃本体130内侧的表面温度大 于所述光能集热装置内部气态保温层150的温度。 其中，在所述步骤S630中，包括所述太阳能光致热层160吸收太阳能，加热所述光 能集热装置内部气态保温层150的步骤；以及，在所述步骤S610中，还包括以下步骤位于所述太阳能集热管120吸收太阳 能，产生并散发热量；所述太阳能集热管120在与其管内液体进行热交换的同时，加热所述 光能集热装置内部的气态保温层150。同时，基于上述光能集热装置，本发明还提出了一种消除太阳能热水器的光能集 热装置上雾气的方法，用于消除所述光能集热装置的玻璃内表面上的雾气，如附图7所示， 包括以下步骤步骤S710、位于所述光能集热装置中的太阳能光致热层160吸收太阳能，产生热 量；步骤S720、所述太阳能光致热层160将热量传导到内表面具有雾气的玻璃本体 130上，加热所述玻璃本体；步骤S730、所述玻璃本体130吸收所述太阳能光致热层160产生的热量，蒸发所述 玻璃本体160内表面上的雾气。其中，在所述步骤S730中，包括将所述雾气从所述光能集热装置的内部引导出去 的步骤；以及，在所述步骤S710中，还包括以下步骤位于所述太阳能集热管120吸收太阳 能，产生并散发热量；所述太阳能集热管120在与其管内冷水进行热交换的同时，加热所述 光能集热装置内部的气态保温层150。需要说明的是，由于所述太阳能光致热层只有在吸收太阳能的情况下才能消除玻 璃本体表面的雾气，也就是说，在没有太阳能的情况下(例如夜晚)，所述太阳能光致热层 并不能防止和/或消除所述玻璃本体表面上的雾气，然而这并不影响其内侧的太阳能集热 管吸收太阳能，这是因为，只要所述太阳能集热管能吸收太阳能，所述太阳能光致热层就能 吸收太阳能，从而可以消除所述玻璃本体表面上的雾气和/或防止在所述玻璃本体表面上 产生雾气，所以，在实际应用中并不会影响到太阳能集热管等集热装置的使用。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
一种太阳能热水器的光能集热装置，包括设置在太阳能集热管外侧的玻璃本体，在所述玻璃本体与所述太阳能集热管之间设置有隔热层；其特征在于所述隔热层设置为气态保温层；在所述光能集热装置中设置有太阳能光致热层；所述太阳能光致热层位于所述玻璃本体上。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于所述气态保温层设置为空气层。
3.根据权利要求2所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于在所述光能集 热装置上设置连通所述空气层与外界空气的气孔。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于所述太阳能光 致热层位于所述玻璃本体内侧的表面上。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于所述玻璃本体 包括一第一玻璃本体和一第二玻璃本体；所述太阳能光致热层位于所述第一玻璃本体上； 在所述太阳能光致热层表面设置一热熔玻璃胶膜，用于将所述第一玻璃本体与所述第二玻 璃本体相互粘连。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于所述玻璃本体 设置为与所述太阳能集热管相适配的玻璃板或玻璃管。
7.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于在所述光能集 热装置侧面及底面的内壁上设置有反光层。
8.根据权利要求7所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于在所述反光层 的背面设置有保温层。
9.根据权利要求1所述的太阳能热水器的光能集热装置，其特征在于在所述光能集 热装置的内部设置有感温探头。
10.一种防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，用于防止所述光能集热 装置上的玻璃内表面产生雾气，其特征在于，包括以下步骤位于所述光能集热装置中的太阳能光致热层吸收太阳能，产生热量； 所述太阳能光致热层将热量传导到所述光能集热装置上的玻璃本体，加热所述玻璃本体；升高所述玻璃本体的温度，使所述玻璃本体内侧的表面温度大于所述光能集热装置内 部气态保温层的温度。
11.根据权利要求10所述的防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，其特 征在于，在升高所述玻璃本体温度的过程中包括所述太阳能光致热层吸收太阳能，加热所 述光能集热装置内部气态保温层的步骤。
12.根据权利要求10所述的防止太阳能热水器的光能集热装置产生雾气的方法，其特 征在于，在所述太阳能光致热层吸收太阳能并产生热量的过程中还包括以下步骤位于所述光能集热装置中的太阳能集热管吸收太阳能，产生热量； 所述太阳能集热管在与其管内冷水进行热交换的同时，加热所述光能集热装置内部的 气态保温层。
全文摘要
本发明公开了太阳能热水器的光能集热装置及防止其产生雾气的方法，包括设置在太阳能集热管外侧的玻璃本体，在玻璃本体与太阳能集热管之间设置气态保温层作为隔热层；在光能集热装置中的玻璃本体上设置太阳能光致热层。由于采用了在太阳能集热管外侧的玻璃本体上设置了太阳能光致热层的技术手段，即使隔热层是处于非真空状态下的气态保温层，但在所述太阳能集热管吸收太阳能并与其管中的液体进行热交换的同时，所述玻璃本体上的太阳能光致热层也同样能够吸收太阳能，并加热所述玻璃本体使其温度上升；一方面，防止了所述气态保温层中水分子在所述玻璃本体内表面凝结出现雾气，另一方面，温度的升高也蒸发了凝结在所述玻璃本体内表面上的雾气。
文档编号F24J2/24GK101975467SQ201010253410
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月13日 优先权日2010年8月13日
发明者袁德平, 邓玉芳, 邱成飞 申请人:佛山市高明区通洋高科太阳能有限公司