渐伸面反光板在太阳能热水器上的应用

湖北省随州市职业技术学院 ■ 林学军

在《对太阳能利用中阳光采集问题的探讨》（刊登于本刊2008年第11期）一文中，笔者根据光的直线传播规律和光的反射定律，运用高等数学微积分，探讨出一种由圆管及与圆管相适配的渐伸面反光板组合而成的太阳光采集装置。如何将此装置应用在太阳能热水器上？带着这个问题，通过大量反复的推敲和实践，最终完成了一种新型的太阳能热水器——轴支承太阳能热水器，它是渐伸面反光板在太阳能热水器上的一个很好的应用。下面对这种新型的太阳能热水器的结构及创新要点进行简要介绍：

一 轴支承太阳能热水器的结构

图1为轴支承太阳能热水器的结构示意图，它由水箱承重轴、透光管、隔热层、反光板及支架组成。水箱为圆柱体，其外表曲面上涂有黑色的吸光材料，位于透光管之中，透光管与水箱曲面之间为真空，承重轴与水箱固定连接，透光管两端、承重轴上靠近水箱两端面的部分均位于隔热层的套包之中，反光板的反光面为与圆柱体水箱相适配的渐伸面。

位于水箱的端面上分别设置有进水口、排气孔、电辅助加热装置、温度水位传感器，它们以及热水器的支架均为现有成熟的技术，故图中省略未画，在此也不作论述。关于承重轴其方位角及仰角的调整与安装固定也为现有成熟的技术，在此同样也不作论述。

二 轴支承太阳能热水器的四个创新

(1)轴支承太阳能热水器的水箱直接吸收太阳能，从而克服了常见太阳能热水器太阳能必须通过集热管传递到水箱中的弊端，吸收太阳能更快。

(2)轴支承太阳能热水器应用渐伸面反光板与圆柱体水箱巧妙组合，采光效率最高可达314%，从而克服了常见太阳能热水器无反光板或反光板效率不高的弊端，吸收太阳能更多。

(3)轴支承太阳能热水器中水箱曲面与透光管之间的真空以及套包水箱和透光管两端的隔热层最大限度减少了水箱中向外的热传递，从而克服了常见太阳能热水器每根与水箱中热水接触的集热管一端均通过集热管外层玻璃向外传热的弊端，保温效果更好。

(4)整个轴支承太阳能热水器仅由一根承重轴支承，从而克服了常见太阳能热水器集热管多、结构复杂的弊端，结构简单，用材少、成本低，其市场前景不可估量。