全年用内反射式太阳能热/开水器 本发明涉及太阳能热利用中的一种全年用内反射式太阳能热/开水器。
目前，最常使用的太阳能热水器为平板型，它由外壳、透光板、集热器、循环水管、保温层、蓄水箱等部件组成。它的能量传递途径为：太阳光—光→透光板—光→金属集热器—热→循环水管—热→蓄水箱。此能量传递途径是平板式太阳能热水器的金科玉律。作为能量传递中心环节的集热器，国内外热水器厂家的首选原料为铜铝复合翼管，这种带翼管材制造工艺复杂，价格昂贵，加上每个集热器对这种翼管的用量很大，是平板式热水器价格高的主要因素，造价高也是当前太阳能热水器难以被大众接受的一个重要因素。
平板式太阳能热水器一年当中仅能在4—10月份使用，而在最需要热水的冬天却不能使用，这实在令人遗憾。虽然近年来国内外推出了全年用热管式等其它类型的全年用太阳能热水器，但都因其制造工艺复杂，成本昂贵而不能被普通家庭接受。
平板式(包括闷晒式)太阳能热水器还有一个致命弱点，就是集热器的温度不得超过50—60℃，因为当它们的集热器吸收太阳辐射能量自身温度升高时，其本身的热辐射能量也逐渐增大，当集热器的温度超过60℃时，集热器透过玻璃窗热损失会急剧增加，从而使设备的效率大大降低。
本发明的目的，是提供一种结构简单，价格低廉，既能提供大量热水和开水，效率又高的全年用内反射式太阳能热/开水器。
为实现上述目的，我们采取地技术方案是：单层透光板与热盒底面的夹角为45度，在热盒内，底面和后面均放置有反光板，将一半圆柱体蓄水箱涂黑置于热盒内最高处。其能量传递途径为：整个热盒体安装在一个坡面角调节器上，以使正午前后光线垂直于(或近于垂直于)透光板进入热盒。
图1是全年用内反射式太阳能热/开水器的侧面外观图。
图2是图1中沿A—A线(左右方向)的剖面图。
图3是图1正中部沿前后方向的部面图。
现结合附图对本发明作详细说明，全年用内反射式太阳能热/开水器由保温壳(热盒)、透光板、反光板、蓄水箱、坡面角调节系统及支架组成。
壳体1、2由保温材料做成，二者为无缝隙连接，壳体1内层下边涂黑，壳体2的左右两个内侧面涂黑。7为坡面角调整定片，3为定片7上的刻度，5为定片7上的轴孔。4为坡面角调节杆，当它相对于坡面角调整定片7转动时，可调整热盒的坡面角。坡面角调节杆4上安装有坡面角调节镙母14，坡面角调整时将镙母14松开，调整后将其紧固。6为热盒支架，它与坡面角调整定片为一整体。8为透光板(膜)，它可以是玻璃板、有机玻璃板或其它透光板、膜。蓄水箱9可选用金属材料制造，其形状为半圆柱体，底面涂黑，底面与热盒底的反光面平行。蓄水箱9上面与保温壳1的距离为10—50毫米。10为排气管。11为热盒的另一个支架。支承轴12、坡面角调节轴13与壳体2的底座固定在一起。坡面角调节杆4固定在坡面角调节轴13上。15为进/出水管，早上冷水由此管进入蓄水箱，下午或晚上热水由此管供出。16为蓄水箱支架，蓄水箱两端各有一个支架。17为后面反光板(膜)。18为底面反光板(膜)。17、18两反光板(膜)相互垂直。反光板(膜)可以是玻璃镜面，亦可为真空镀铝薄膜等其它反光材料。19为透光板压边。20、21为垂直于透光板8的太阳光线进入热盒后的反射途径。22为透光板8的支架。在垂直于透光板的每一个平面内，透光板最高点与底面、后面反光板交点的连线都垂直于透光板，这可使垂直穿过透光板的阳光恰能将反光板18完全照亮。
使用时，将本发明的采光面朝南放置(北半球)。正午时，阳光垂直穿过透光板8照在反光板18上，一部分光线被直接反射到蓄水箱底面或保温罩1内产热，一部分光线被反光板18反射到反光板17上，由反光板17反射到蓄水箱9的底面，这样，进入热盒的光线就完全被反射到蓄水箱9底面及保温罩1内。正午前，将有一部分光线被反光板反射到黑色的西侧面上产热，与其相邻的空气受热后上升，将热量带给蓄水箱9。正午以后，则有一部分光线被反光板反射到黑色的东侧面上。
实用时，光线进入热盒后，被反光板直接反射到蓄水箱上产热，省去了集热器及其循环管道，这可使故障率降低，系统工作更可靠，结构更简单，制造更容易，成本更低，使用年限更长。
在以往常用的太阳能热水器装置中，集热器都要作为热辐射源向外辐射能量，当集热器温度上升到60℃以上时，设备的效率便大幅度下降，因而只能用来生产40℃以下的低温热水，即便如此，集热器在温度上升到30—40℃时的辐射和对流热损失也是很可观的。这也是平板式和闷晒式太阳能热水器冬天不能使用的根本原因。本发明则不然，当阳光垂直于(或近似垂直于)透光板进入到热盒内时，阳光经反光板可有效的反射到蓄水箱底面上，而当蓄水箱吸光产热自身温度升高后，向上的能量辐射被不透光的保温罩1隔断，向下的能量辐射，则由于底面反光板18的存在而被重新反射到蓄水箱上。这就是说，本发明的辐射传热是单向的，即只允许阳光辐射能进入，而不向箱外辐射热能。再加上保温罩1内的空气温度升高后，其比重下降，它是不可能向下流动的，这就使得处在厚厚的保温壳内的蓄水箱处于不对流的保温层中。这样，蓄水箱9对外的辐射传热，对流传热及传导传热均被阻断，因此，蓄水箱可获得很高的热平衡温度，因而可用来生产热水和开水。
在以往的太阳能热水器装置中，透光板都要兼做隔热板使用，这就使得单层透光板热水器在冬天或高寒地区无法使用，若增加透光板的层数，不但使成本上升，结构复杂，而且还使整个系统的光利用率下降，不利于春、夏、秋季多产热水。本发明在实用过程中，热盒下部始终处于低温状态，透光板无须承担保温功能，就是在冬天或高寒地区使用，仅用一层透光板(膜)即可，这既有利于降低成本，又有利于提高光利用率。
由于热盒下部在工作时处于低温状态，使得热盒本身的传导传热损失减少，这在一定程度上可减少热盒的制造用料，并使制造工艺简化，可进一步降低成本。
本发明在实用中，一般每月调整一次坡面角，这对于任何使用者来说，并不带来更多的麻烦，相反，由于每个月一次的坡面角调整，可以使本装置在全年内均能获得很高的光利用率。