V形管太陽能集熱器的製作方法

2023-06-14 06:07:56

專利名稱：V形管太陽能集熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱器，特別是一種抗凍、防過熱型金屬-玻璃結構
真空管太陽能集熱器。
背景技術：
利用太陽能加熱是近年來廣泛採用的一項環保型先進技術，在熱水器領域中更是 得到了廣泛應用。真空管太陽能集熱器將收集到的太陽能轉變成熱能，再傳輸給水或者其 它傳熱介質。真空管由內外玻璃盲管構成，兩玻璃管的開口端密封連接成一體，兩管之間抽 成真空，在內管的外壁上塗有吸熱材料。內管中充滿水或者其它傳熱介質，依靠吸收太陽能 將水加熱。各真空管可以直接與集熱水箱相連，也可以通過集熱器聯箱與集熱水箱相連或 者進行熱交換。這種集熱器的真空管的內部由於存有大量的水或者傳熱介質，熱交換不能 順暢進行，從而使輸出的水溫較低。在使用過程中，真空管內始終存有水，因此容易結垢，使 吸熱效率降低，到冬季還容易結冰，經常將真空管凍裂、炸漏。因此經過實踐人們在真空管 內放置了一種U型的金屬管，將水或者傳熱介質放在金屬管內，這樣玻璃的真空管內不在
直接存水，可以防止真空管凍裂、炸漏。但是在冬季的夜晚，金屬管內仍然會結冰，影響太陽 能熱水器的使用，在非常嚴寒的天氣裡，金屬管也會被凍裂。另外當發生過熱或停電時，循 環系統中的介質會發生蒸發損失，並造成系統損壞。 中國專利02118948. x中公開了一種抗凍型真空管太陽能集熱器，能夠在酷寒期 防止因為水結冰而導致集熱管內的金屬管凍裂。該集熱器是在真空管內放入U形管，U形 管的上部是金屬管，下部是矽橡膠管，U形管內通入水，U形管的兩端插入集熱器聯箱中，真 空管內放入傳熱金屬片。U形管內的水在太陽能的作用下形成自然循環，將集熱器聯箱內的 水加熱。當玻璃管內的溫度降至零度以下時，U形管內的水結冰而體積增大時，矽膠皮管會 膨脹，防止金屬管凍壞。但是此種結構的集熱器，仍然存在著很多缺點，首先矽橡膠管的導 熱效率差，不能充分利用太陽能；其次，其U型管內一直存有水，沒有陽光的天氣下，或者溫 度極低時，U形管內的水會散熱變涼結冰，仍不能保證金屬管不被凍裂；再次，解決不了系 統過熱造成的問題；且玻璃真空管與U形管之間固定不可靠，金屬管易碰碎玻璃真空管；再 有其保溫質量無可靠保證，存在熱量損失大等缺點。

實用新型內容本實用新型需要解決的技術問題是提供一種V形管太陽能集熱器，在夜晚或無光 照時，可以保證集熱器內的傳熱介質完全回流到集熱器聯箱，即使在酷寒時也不會使金屬 管凍裂，另外當系統發生過熱或停電時，保證介質自流回排，減少損失。 為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是 —種V形管太陽能集熱器，包括集熱器聯箱、與集熱器聯箱連接的真空管、位於真 空管內的與集熱器聯箱連通的導熱管，真空管的內壁上塗有吸熱塗層，導熱管為V形，V形 導熱管的兩端一上一下連接在集熱器聯箱上。由於V形導熱管有坡度，能夠起到導流的作用，根據熱流體向上升冷流體下降的原理，被加熱的介質會自下而上流動；放空時，導熱管 內介質會自上而下流出，導熱管內不存水或導熱介質。 本實用新型的進一步改進在於真空管內設置有支撐導熱管的導熱翅片，導熱翅 片間隔密集排列，導熱翅片上開有放置導熱管的槽。
本實用新型的進一步改進在於真空管開口的端部和導熱管之間設置有端蓋，端
蓋上設置有與導熱管對應的孔以及排氣孔。端蓋將真空管與v形導熱管定位後，通過氬弧
焊或者耐高溫金屬膠固定。端蓋的中心開有排氣孔，保證真空管內的氣壓平衡。
本實用新型的進一步改進在於導熱管通過矽膠圈插接在集熱器聯箱的側面。
本實用新型的進一步改進在於導熱管的端部設置有卡頭，卡頭通過矽膠圈插入
集熱器聯箱，使V形導熱管固定在集熱器聯箱壁上，可以達到中低壓承壓運行。
本實用新型的進一步改進在於內置導熱管的真空管與集熱器聯箱的保護層之間
設置有防塵圈。
由於採用了上述技術方案，本實用新型所取得的技術進步在於 本實用新型由於非水平安裝的V形導熱管所形成的循環坡度起到的導流作用，使 得經過集熱管加熱後的傳熱介質沿坡度自下而上流動，加快了導熱速度；在無光照、嚴寒而 可能使系統結冰時或陽光過強、停電而使系統發生過熱時，都需要放掉集熱器內的水或者 傳熱介質，本實用新型的結構可以使V形導熱管內的傳熱介質自上而下全部回流到集熱器 聯箱的保溫回排箱內，使V形導熱管內不存有殘餘傳熱介質，從而避免了 V形導熱管的凍 裂，或因過熱造成傳熱介質損失及系統損壞，有效地保護了集熱器。保溫回排箱對傳熱介質 起有保溫作用，達到熱能的充分利用，且減少了循環泵的頻繁啟動，降低了故障率，延長了 使用壽命。 本實用新型的翅片不僅起到對導熱管的支撐作用，還可以作為吸熱裝置吸收熱量 並傳遞給導熱管，進而將傳熱介質加熱；而導熱翅片上的槽用來穩定導熱管，並增加接觸和 導熱面積，從而提高集熱效率。V形導熱管與集熱器聯箱採用的分體式結構中，卡頭通過矽 膠圈伸入集熱器聯箱，矽膠圈起到固定導熱管，密封導熱管與集熱器聯箱中傳熱介質的作 用，突出的卡頭可以有效地防止導熱管脫落，避免損壞；端蓋不僅起到支撐導熱管的作用， 還可以保護真空管，防止在放置或安裝時擠碎真空管；真空管和集熱器聯箱的保護層之間 設置的防塵圈，可以夾緊真空管，安裝更加方便、牢固可靠。

圖1是本實用新型的V形管太陽能集熱器局部結構的示意圖； 圖2是V形管太陽能真空管的頭部的結構示意圖； 其中1.真空管，2.導熱管，3.集熱器聯箱，4.端蓋，5.翅片，6.防塵圈，7.矽膠 圈，11，傳熱介質，12.保護層，21.卡頭，41.排氣孔。 圖中，逆時針的實心箭頭是加熱時的傳熱介質的流動方向，順時針的虛線箭頭是 排空時傳熱介質的流動方向。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明[0020] 本實用新型的V形管太陽能集熱器由真空管1、 V形導熱管2和集熱器聯箱3構 成。真空管1由內外兩層玻璃盲管構成，兩玻璃管的開口端密封連接成一體，兩管之間抽成 真空，內層玻璃管的外壁塗有吸熱塗層，其端部設置端蓋4，端蓋4上帶有與V形導熱管2對 應的孔以及排氣孔41，端蓋4將真空管1與V形導熱管2連接在一起，並採用氬弧焊或者 耐高溫金屬膠進行固定；V形導熱管2由銅管焊接或者彎制而成；V形導熱管2伸出真空管 1的端部設計有卡頭21，並通過矽膠圈7插入集熱器聯箱3，使V形導熱管2固定在集熱器 聯箱壁上；真空管1內設置間隔密集排列的導熱翅片5，導熱翅片5上開有與V形導熱管2 形狀對應的槽，V形導熱管2放置於槽內。V形導熱管2的兩根管一上一下非水平安裝，形 成循環坡度，其管內的傳熱介質ll在太陽能的作用下形成自下而上的自然循環，而在夜間 或無光照需要放空時，傳熱介質可全部自動回流到與集熱器聯箱相連的保溫回排箱中，保 證了傳熱介質的溫度，在酷寒溫度下導熱管內也不會結冰。另外當陽光過強或停電系統有 可能發生過熱時，傳熱介質也能自流回排到保溫回排箱，減少損失，避免系統損壞。在連接 好真空管和集熱器聯箱後，在真空管1和集熱器聯箱的保護層12之間再採用防塵圈6進行 夾緊。 本實用新型中的傳熱介質可以是水，也可以是其他更高溫度的傳熱介質。採用其 他高溫度傳熱介質時，可將加熱的傳熱介質傳輸到換熱箱中，通過傳熱介質對水進行加熱。
權利要求一種V形管太陽能集熱器，包括集熱器聯箱(3)、與集熱器聯箱(3)連接的真空管(1)、位於真空管(1)內的與集熱器聯箱(3)連通的導熱管(2)，其特徵在於導熱管(2)為V形，V形導熱管(2)的兩端一上一下連接在集熱器聯箱(3)上。
2. 根據權利要求1所述的V形管太陽能集熱器，其特徵在於真空管(1)內設置有支 撐導熱管(2)的導熱翅片(5)，導熱翅片(5)上開有放置導熱管(2)的槽。
3. 根據權利要求1或者2所述的V形管太陽能集熱器，其特徵在於真空管(1)開口 的端部和導熱管(2)之間設置有端蓋(4)，端蓋(4)上設置有與導熱管(2)對應的孔以及排 氣孔(41)。
4. 根據權利要求1所述的V形管太陽能集熱器，其特徵在於導熱管(2)通過矽膠圈 (7)插接在集熱器聯箱(3)的側面。
5. 根據權利要求4所述的V形管太陽能集熱器，其特徵在於導熱管(2)的端部設置 有卡頭(21)。
6. 根據權利要求1、4或者5所述的V形管太陽能集熱器，其特徵在於內置導熱管(2) 的真空管(1)與集熱器聯箱(3)的保護層之間設置有防塵圈(6)。
專利摘要本實用新型公開了一種V形管太陽能集熱器，包括集熱器聯箱、真空管、位於真空管內的與集熱器聯箱相連的V形導熱管，真空管內設置有支撐導熱管的導熱翅片，導熱翅片上開有放置導熱管的槽，導熱管的端部設置有卡頭並通過矽膠圈固定在集熱器聯箱的側面，真空管通過端蓋與導熱管固定，真空管與保護層之間採用防塵圈夾緊。本結構在利用太陽能加熱過程中可使V形管內的傳熱介質形成自然向上的循環；在無陽光或酷寒時，或者當系統發生過熱或停電時，可以將導熱管內的傳熱介質回排到保溫回排箱內，而導熱管和集熱器聯箱內不再存有殘餘傳熱介質，不會使金屬管凍裂，減少蒸發損失，避免系統損壞。本實用新型安裝方便牢固，循環效果好，大大提高了集熱效應。
文檔編號F28F1/12GK201463323SQ20092010360
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月6日 優先權日2009年7月6日
發明者劉增川, 安笑蕊, 李金鐸, 王紅剛, 胡吉書, 趙克升, 郝文榮 申請人:石家莊市桑迪實業有限公司