一種太陽能相變集熱蓄熱管的製作方法

2023-05-27 09:57:11 2

專利名稱：一種太陽能相變集熱蓄熱管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能集熱管，特別是涉及一種太陽能相變集熱蓄熱管。
背景技術：
一種現有技術全玻璃真空集熱管通常包括兩根同向相互套接的透明玻璃盲管， 內、外兩根玻璃盲管在開口端相互熔接，兩玻璃盲管之間為真空腔，內玻璃盲管內可裝表面 鍍太陽能吸熱膜的金屬管。全玻璃真空集熱管成本低，但熱容大，熱啟動慢，可靠性差。另一種現有技術平板型集熱器性能好、可靠性高，但因為防凍要採用二次迴路，所 以造價高，安裝要求高，而且熱能利用率低。還有一種現有技術是中國專利ZL 02227528. 2披露的「相變式太陽能集熱裝置」， 該集熱裝置包括集熱體、直接存放在集熱體內的相變材料以及插入相變材料中的換熱裝 置，這種相變式太陽能集熱裝置的缺點是，相變材料過熱時，集熱體管內的高壓力無法釋放 出去，只能蓄積在管內，帶來安全隱患。

發明內容
本發明的目的是提供一種太陽能相變集熱蓄熱管，當蓄熱相變材料過熱時，能將 管內高壓力釋放出去，提高了集熱管的安全性能。為了達到上述目的，本發明的技術方案是一種太陽能相變集熱蓄熱管，包括太陽 能真空集熱管、換熱管、相變材料、相變蓄熱體和導流管；所述相變蓄熱體設置於太陽能真空集熱管內；所述換熱管置入相變蓄熱體內，該 換熱管的上部與相變蓄熱體滑動連接；所述相變材料填充於相變蓄熱體與換熱管之間；所 述導流管插入換熱管內。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述相變蓄熱體包括固定端蓋、管體和緊固端 蓋，所述管體兩端開口，所述固定端蓋設置在管體的一端，該固定端蓋與太陽能真空集熱管 的密封端相對應，所述緊固端蓋設置在管體的另一端。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述相變蓄熱體的管體連接緊固端蓋的一端 為收縮口，所述緊固端蓋卡在管體的收縮口內，所述緊固端蓋與管體的收縮口之間設有彈 性密封圈形成緊固端蓋與管體的收縮口彈性收縮連接。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述固定端蓋由尾端蓋和數個支架組成；所述數個支架垂直設置在尾端蓋的一側面，或者數個支架垂直設置在管體下部的 內壁上，該支架撐託著換熱管。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述緊固端蓋包括首端蓋、彈性密封圈、擋環、 密封脂和壓緊蓋；所述首端蓋一端的內壁上設有突臺，其另一端的外壁上設有凹槽，首端蓋設有突 臺的一端與管體連接，所述壓緊蓋插接在首端蓋外壁上的凹槽內，所述彈性密封圈和擋環 以相間隔的方式疊加在首端蓋的突臺與壓緊蓋之間，所述密封脂填充於彈性密封圈、擋環以及換熱管之間的間隙內。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述相變蓄熱體與太陽能真空集熱管的內表 面之間設有間隙。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述換熱管為一端封閉、另一端開口，所述換 熱管的封閉端置入相變蓄熱體內，該封閉端位於數個支架間，並與相變蓄熱體的尾端蓋設 有間隙，所述換熱管的開口端的外表面設有接口。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述換熱管與緊固端蓋相對應的部位與緊固 端蓋的彈性密封圈滑動連接。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，還包括導流管，所述導流管為兩端均開口，該 導流管插入換熱管內，並與換熱管的封閉端設有間隙。上述太陽能相變集熱蓄熱管，其中，所述相變材料置於相變蓄熱體的管體內，填充 管體的內表面與換熱管之間的間隙。本發明由於採用上述技術方案，使之與現有技術相比，具有以下優點和積極效 果1、本發明太陽能相變集熱蓄熱管由於相變蓄熱體的緊固端蓋設有密封脂，使換熱 管與相變蓄熱體滑動連接，當相變材料過熱時，相變蓄熱體的管體內的高壓力能推動換熱 管向外移動，釋放出高壓力，完成過熱卸載，因此，大大提高了集熱管過熱時的安全性能，保 證了相變材料不會過熱。2、本發明太陽能相變集熱蓄熱管的換熱管由於設有接口，能與外部配件快速裝 配，因此，本發明太陽能相變集熱蓄熱管安裝非常方便、簡單。3、本發明太陽能相變集熱蓄熱管由於相變材料置於相變蓄熱體的管體內，避免了 相變材料與外界大氣接觸造成材料變性、大氣汙染的問題。4、本發明太陽能相變集熱蓄熱管由於相變材料置於相變蓄熱體的管體內，能防止 相變材料洩露。5、本發明太陽能相變集熱蓄熱管由於設有直型導流管插入直型換熱管的結構，形 成了水的山型流道，因此，換熱面積大，換熱比較均勻。


圖1是本發明太陽能相變集熱蓄熱管的結構示意圖。圖2是本發明太陽能相變集熱蓄熱管的太陽能真空集熱管的結構示意圖。圖3是本發明太陽能相變集熱蓄熱管的相變蓄熱體實施例之一的結構示意圖。圖4是本發明太陽能相變集熱蓄熱管的相變蓄熱體實施例之二的結構示意圖。
具體實施例方式以下參見附圖具體說明本發明的較佳實施方式參見圖1，一種太陽能相變集熱蓄熱管，包括太陽能真空集熱管1、相變蓄熱體2、 相變材料3、換熱管4和導流管5，所述相變蓄熱體2設置於太陽能真空集熱管1內，所述換 熱管4置入相 變蓄熱體2內，該換熱管4的上部與相變蓄熱體2滑動連接，相變材料3填充 於相變蓄熱體2與換熱管4之間，所述導流管5插入換熱管4內。
參見圖2，所述太陽能真空集熱管1由外玻璃管11、內玻璃管12組成，所述外玻璃 管11和內玻璃管12均一端封閉，另一端開口，內、外玻璃管12和11同向相套，在開口端內、 外玻璃管12和11熔接形成一真空腔14。在本實施例中，所述外玻璃管11和內玻璃管12 均呈「U」型。所述相變蓄熱體2的材質可以為塑料、金屬或橡膠。參見圖3，所述相變蓄熱體2包括固定端蓋21、管體22和緊固端蓋23，所述管體22兩端開口，所述固定端蓋21設置在管體22的一端，該固定端蓋21與太陽能真空集熱管 1的密封端相對應，所述緊固端蓋23設置在管體22的另一端。所述固定端蓋21由尾端蓋24和數個支架25組成，所述數個支架25垂直設置在 尾端蓋24的一側面，所述數個支架25撐託著換熱管4。所述支架25可為圓環或叉狀。所述緊固端蓋23包括首端蓋26、彈性密封圈27、擋環28和壓緊蓋30，所述首端蓋 26 一端的內壁上設有突臺，其另一端的外壁上設有凹槽，首端蓋26設有突臺的一端與管體 22連接，所述壓緊蓋30插接在首端蓋26外壁上的凹槽內，所述彈性密封圈27和擋環28以 相間隔的方式疊加在首端蓋26的突臺與壓緊蓋30之間。在彈性密封圈27、擋環28以及換熱管4之間的間隙內可填充密封脂29。在圖3中，所述緊固端蓋23焊接在管體22上。參見圖4，所示為相變蓄熱體2的另一實施例，所述相變蓄熱體2的管體22連接緊 固端蓋23的一端為收縮口，所述緊固端蓋23卡在管體22的收縮口內，所述緊固端蓋23與 管體22的收縮口之間設有彈性密封圈20，形成緊固端蓋23與管體22的收縮口彈性收縮連接。所述數個支架25垂直設置在管體22下部的內壁上，所述數個支架25撐託著換熱管4。所述首端蓋26對管體22起連接作用、對彈性密封圈27、擋環28起固定作用，所 述彈性密封圈27起密封作用，所述擋環28對彈性密封圈27起隔離、壓緊作用，所述密封脂 29起密封和潤滑雙重作用，所述壓緊蓋30起緊固作用。所述相變蓄熱體2設置在太陽能真空集熱管1的內玻璃管12內，所述相變蓄熱體 2與內玻璃管12的內表面之間設有間隙。所述換熱管4為一端封閉、另一端開口的直管，所述換熱管4的封閉端42置入相 變蓄熱體2內，該封閉端42位於數個支架25間，並與相變蓄熱體2的尾端蓋24設有間隙， 所述換熱管4的開口端43的外表面設有接口 41，該接口 41可與外部配件快速裝配。所述換熱管4與緊固端蓋23相對應的部位與緊固端蓋23的彈性密封圈27滑動 連接。所述導流管5為兩端均開口的直管道，該導流管5插入換熱管4內，並與換熱管4 的封閉端42設有間隙。導流管5插入換熱管4內形成了水的山型流道，增大了換熱面積，使換熱比較均 勻。所述相變材料3置於相變蓄熱體2的管體22內，填充管體22的內表面與換熱管 4之間的間隙。
相變材料3置於相變蓄熱體2的管體22內，避免了相變材料3與外界大氣接觸造 成材料變性、大氣汙染的問題，而且能防止相變材料洩露。所述 相變材料3可以為水化物、石蠟或浙青。本發明太陽能相變集熱蓄熱管的工作原理是貯熱過程為太陽能真空集熱管1吸 收太陽能並將太陽能轉化成熱能，熱能經管體22傳遞給相變材料3，相變材料3貯存熱能； 放熱過程為相變材料3將貯存的熱能釋放，釋放出的熱能經換熱管4傳遞給導流管5導入 的外部流體；相變材料3過熱時，管體22內壓力升高，管體22內的高壓力對換熱管4產生 一個向外的推力，當該推力大於彈性密封圈27施加給換熱管4的摩擦力時，換熱管4向管 體22外移動，釋放出高壓力，完成過熱卸載。本發明太陽能相變集熱蓄熱管當相變材料過熱時，相變蓄熱體的管體內的高壓力 能推動換熱管向外移動，釋放出高壓力，完成過熱卸載，大大提高了集熱管過熱時的安全性 能，保證了相變材料不會過熱。
權利要求
一種太陽能相變集熱蓄熱管，包括太陽能真空集熱管(1)、換熱管(4)和相變材料(3)，其特徵在於，還包括相變蓄熱體(2)和導流管(5)；所述相變蓄熱體(2)設置於太陽能真空集熱管(1)內；所述換熱管(4)置入相變蓄熱體(2)內，該換熱管(4)的上部與相變蓄熱體(2)滑動連接；所述相變材料(3)填充於相變蓄熱體(2)與換熱管(4)之間；所述導流管(5)插入換熱管(4)內。
2.如權利要求1所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述相變蓄熱體(2)包 括固定端蓋(21)、管體(22)和緊固端蓋(23)，所述管體(22)兩端開口，所述固定端蓋(21) 設置在管體(22)的一端，該固定端蓋(21)與太陽能真空集熱管(1)的密封端相對應，所述 緊固端蓋(23)設置在管體(22)的另一端。
3.如權利要求2所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述相變蓄熱體(2)的管 體(22)連接緊固端蓋(23)的一端為收縮口，所述緊固端蓋(23)卡在管體(22)的收縮口 內，所述緊固端蓋(23)與管體(22)的收縮口之間設有彈性密封圈(20)形成緊固端蓋(23) 與管體(22)的收縮口彈性收縮連接。
4.如權利要求2所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述固定端蓋(21)由尾 端蓋(24)和數個支架(25)組成；所述數個支架(25)垂直設置在尾端蓋(24)的一側面，或者數個支架(25)垂直設置在 管體(22)下部的內壁上，該支架(25)撐託著換熱管(4)。
5.如權利要求2所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述緊固端蓋(23)包括 首端蓋(26)、彈性密封圈(27)、擋環(28)、密封脂(29)和壓緊蓋(30)；所述首端蓋(26) —端的內壁上設有突臺，其另一端的外壁上設有凹槽，首端蓋(26)設 有突臺的一端與管體(22)連接，所述壓緊蓋(30)插接在首端蓋(26)外壁上的凹槽內，所 述彈性密封圈(27)和擋環(28)以相間隔的方式疊加在首端蓋(26)的突臺與壓緊蓋(30) 之間，所述密封脂(29)填充於彈性密封圈(27)、擋環(28)以及換熱管(4)之間的間隙內。
6.如權利要求1所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述相變蓄熱體(2)與太 陽能真空集熱管(1)的內表面之間設有間隙。
7.如權利要求3所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述換熱管(4)為一端封 閉、另一端開口，所述換熱管(4)的封閉端(42)置入相變蓄熱體(2)內，該封閉端(42)位 於數個支架(25)間，並與相變蓄熱體(2)的尾端蓋(24)設有間隙，所述換熱管(4)的開口 端(43)的外表面設有接口(41)。
8.如權利要求4所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述換熱管(4)與緊固端 蓋(23)相對應的部位與緊固端蓋(23)的彈性密封圈(27)滑動連接。
9.如權利要求7所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，還包括導流管(5)，所述 導流管(5)為兩端均開口，該導流管(5)插入換熱管(4)內，並與換熱管(4)的封閉端(42) 設有間隙。
10.如權利要求1所述的太陽能相變集熱蓄熱管，其特徵在於，所述相變材料(3)置於 相變蓄熱體(2)的管體(22)內，填充管體(22)的內表面與換熱管(4)之間的間隙。
全文摘要
本發明涉及一種太陽能相變集熱蓄熱管，包括太陽能真空集熱管、換熱管、相變材料、相變蓄熱體和導流管；所述相變蓄熱體設置於太陽能真空集熱管內；所述換熱管置入相變蓄熱體內，該換熱管的上部與相變蓄熱體滑動連接；所述相變材料填充於相變蓄熱體與換熱管之間；所述導流管插入換熱管內。本發明太陽能相變集熱蓄熱管由於相變蓄熱體的緊固端蓋設有密封脂，使換熱管與相變蓄熱體滑動連接，當相變材料過熱時，相變蓄熱體的管體內的高壓力能推動換熱管向外移動，釋放出高壓力，完成過熱卸載，因此，大大提高了集熱管過熱時的安全性能，保證了相變材料不會過熱。
文檔編號F24J2/34GK101846398SQ20091004847
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者蘇樹強 申請人:上海錦立新能源科技有限公司