基于功能材料的蒸发式太阳能热水器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，包括：整体支架，整体支架的顶部倾斜预设角度，以形成倾斜空腔；玻璃盖板，玻璃盖板设置于整体支架的顶部的倾斜表面；功能材料，功能材料设置于倾斜空腔内，以吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气；储水池，用于采集冷凝后的热水，且储水池的中部设置有第一开孔，以作为水箱接口，储水池的底部设置有高度不同的第二开孔和第三开孔，以得到进水口和排污口，以及储水池通过循环管路与倾斜空腔连通。该热水器扩展太阳能热水的应用场景，提高热水的比效率，有效减少金属和真空玻璃材料的使用，简单易实现。

【技术实现步骤摘要】
基于功能材料的蒸发式太阳能热水器
本专利技术涉及功能材料应用
，特别涉及一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器。
技术介绍
目前，在日常的家庭生活中，以及工业生产活动中，需要使用大量的清洁热水，因此高效清洁地获取热水资源非常重要。但是直接通过电能加热，或者燃烧加热的方式会造成极大的能源浪费。作为一种清洁能源，太阳能应用在加热吸光材料、进一步将热传送给水的方面具有很大的优势。相关技术中有许多先进的功能材料应用到了太阳能热水器领域，但是各种集热器对金属和真空玻璃材料的大量使用导致了使用场景受限、维护困难、设备笨重等问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，该热水器扩展太阳能热水的应用场景，提高热水的比效率，有效减少金属和真空玻璃材料的使用，简单易实现。本为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，包括：整体支架，所述整体支架的顶部倾斜预设角度，以形成倾斜空腔；玻璃盖板，所述玻璃盖板设置于所述整体支架的顶部的倾斜表面；功能材料，所述功能材料设置于所述倾斜空腔内，以吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气；储水池，用于采集冷凝后的热水，且所述储水池的中部设置有第一开孔，以作为水箱接口，所述储水池的底部设置有高度不同的第二开孔和第三开孔，以得到进水口和排污口，以及所述储水池通过循环管路与所述倾斜空腔连通。本专利技术实施例的基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，改进已有利用太阳能加热清洁水的结构，将太阳能热水原理与石墨烯气凝胶结合，利用石墨烯气凝胶材料的特性，从而扩展太阳能热水的应用场景，提高热水的比效率，有效减少金属和真空玻璃材料的使用，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的基于功能材料的蒸发式太阳能热水器还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：冷凝铜网，所述冷凝铜网设置于所述储水池内。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述倾斜空腔具有第一至第三空腔结构，以形成热水在所述密封容器内的循环通路，其中，后侧的第三空腔结构用于作为所述储水池。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第二开孔的高度大于所述第三开孔的高度，以将所述第二开孔作为进水口，且将所述第三开孔作为排污口。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述整体支架为采用轻质隔热材料的密封容器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述功能材料为石墨烯气凝胶。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的蒸发式太阳能热水器的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的蒸发式太阳能热水器的立体结构示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的1kW·m-2下的太阳光照射下水温变化曲线示意图。附图标记说明：基于功能材料的蒸发式太阳能热水器10、整体支架1、玻璃盖板2、功能材料3、储水池4、水箱接口5、进水口6、排污口7和循环管路8和冷凝铜网9。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于功能材料的蒸发式太阳能热水器。图1是本专利技术一个实施例的基于功能材料的蒸发式太阳能热水器的结构示意图。如图1所示，该基于功能材料的蒸发式太阳能热水器10包括：整体支架1、玻璃盖板2、功能材料3和储水池4。其中，整体支架1的顶部倾斜预设角度，以形成倾斜空腔。玻璃盖板2设置于整体支架1的顶部的倾斜表面。功能材料3设置于倾斜空腔内，以吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气。储水池4用于采集冷凝后的热水，且储水池的中部设置有第一开孔，以作为水箱接口5，储水池4的底部设置有高度不同的第二开孔和第三开孔，以得到进水口6和排污口7，以及储水池通过循环管路8与倾斜空腔连通。本专利技术实施例的热水器10扩展太阳能热水的应用场景，提高热水的比效率，有效减少金属和真空玻璃材料的使用，简单易实现。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，倾斜空腔具有第一至第三空腔结构，以形成热水在密封容器内的循环通路，其中，后侧的第三空腔结构用于作为储水池4。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，第二开孔的高度大于第三开孔的高度，以将第二开孔作为进水口6，且将第三开孔作为排污口7。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，整体支架1为采用轻质隔热材料的密封容器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，功能材料3可以为石墨烯气凝胶。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，如图1所示，本专利技术实施例的热水器10还包括：冷凝铜网9。其中，冷凝铜网9设置于储水池4内。具体而言，如图1和图2所示，本专利技术实施例的热水器10包括：整体支架1、玻璃盖板2、功能材料3、储水池4、水箱接口5、进水口6、排污口7和循环管路8和冷凝铜网9。整体支架1为一个采用轻质隔热材料的密封容器，密封容器的顶部倾斜，玻璃盖板2置于整体支架1顶部的倾斜表面，容器内部的形成三部分空腔结构，这三部分形成了热水在容器内的循环通路；功能材料3放置于整体支架1内部的倾斜空腔中，后侧的空腔形成储水池4，用于收集冷凝后的热水。冷凝铜网9放置于储水池4中，储水池4的中部开孔，作为水箱接口5，储水池的底部再开一高一低两个孔，其中较高的孔作为进水口6，较低的孔作为排污口7；的循环管路8连接了储水池和放置功能材料的倾斜空腔。在本专利技术的第一个具体实施例中，具体如下：(1)将石墨烯气凝胶材料作为太阳能集热蒸发材料放置在整体支架1内部的倾斜空腔中，后侧的空腔形成储水池4，用于收集冷凝后的热水。该石墨烯气凝胶材料具有大量的微观孔洞，具有很好的光热转换能力。(2)将安装好太阳能集热蒸发材料的热水器装置进行太阳能水蒸发式热水收集测试，环境温度为21摄氏度，测试过程中储水池为封闭状态。(3)在一个太阳光(利用太阳光模拟器)下，该装置中储水池的上液面升温速率为5.252℃/h、下液面升温速率为4.944℃/h。如图3所示，经过5小时后，储水池内的平均水温稳定在46.8摄氏度左右。在本专利技术的第二个具体实施例中，具体如下：(1)将石墨烯气凝胶材料作为太阳能集热蒸发材料放置在整体支架1内部的倾斜空腔中，后侧的空腔形成储水池4，用于收集冷凝后的热水。(2)将安装好太阳能集热蒸发材料的热水器装置进行太阳能水蒸发式热水收集测试，环境温度为23摄氏度，测试过程中储水池为封闭状态。(3)在两个太阳光(利用太阳光模拟器)下，该装置中储水池的上液面升温速率为9.152℃/h、下液面升温速率为8.692℃/h，经过4小时后，储水池内的平均水温稳定在57.1摄氏度左右。综上，本专利技术实施例的功能材料放置于容器内部的倾斜空腔，用于吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气。其中的冷凝铜网放置于储水池中，用于将高温的水蒸气冷凝为次高温的水滴收集在储水池中。本专利技术的蒸发式太阳能热水器使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，其特征在于，包括：整体支架，所述整体支架的顶部倾斜预设角度，以形成倾斜空腔；玻璃盖板，所述玻璃盖板设置于所述整体支架的顶部的倾斜表面；功能材料，所述功能材料设置于所述倾斜空腔内，以吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气；以及储水池，用于采集冷凝后的热水，且所述储水池的中部设置有第一开孔，以作为水箱接口，所述储水池的底部设置有高度不同的第二开孔和第三开孔，以得到进水口和排污口，以及所述储水池通过循环管路与所述倾斜空腔连通。

【技术特征摘要】
1.一种基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，其特征在于，包括：整体支架，所述整体支架的顶部倾斜预设角度，以形成倾斜空腔；玻璃盖板，所述玻璃盖板设置于所述整体支架的顶部的倾斜表面；功能材料，所述功能材料设置于所述倾斜空腔内，以吸收回流的冷水并在太阳照射下蒸发出温度更高的水蒸气；以及储水池，用于采集冷凝后的热水，且所述储水池的中部设置有第一开孔，以作为水箱接口，所述储水池的底部设置有高度不同的第二开孔和第三开孔，以得到进水口和排污口，以及所述储水池通过循环管路与所述倾斜空腔连通。2.根据权利要求1所述的基于功能材料的蒸发式太阳能热水器，其特征在于，还包括：冷凝铜网，所述冷凝铜网设置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲良体，廖启华，张盼盼，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11