CN100412463C - 一种太阳能真空集热管的安装装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能真空集热管的安装装置,由循环用的管状流体换热腔体和安装管孔及保温材料等组成。走水的真空集热管以纵向布置于管状流体换热腔体上,腔体上有凸起或嵌入方式密封安装的波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头。非走水真空热管集热管水平或纵向布置固定,放热端的端部高于或水平于吸热端的端部,吸热端有紧固件固定。循环用的管状流体换热腔体以纵向或横向布置固定,进口布置其下,出口布置其上。管状流体换热腔体的相对两壁有两个管孔相对,管孔直径相同且同轴,两管孔内均有密封装置。真空热管集热管放热端的两管孔可有多种密封安装方式;管状流体换热腔体上可设有相应的阀门,系统所采用的密封装置为塑胶圈或其它材料密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能真空集热管的安装装置,属于太阳能应用领域。
背景技术
目前的太阳能真空集热管放热端都是直接安装于太阳能热水器水箱的下侧部内,或通过护套安装于太阳能热水器水箱内,或通过紧固元件将太阳能真空集热管放热端固定在水箱或管道上等,太阳能真空集热管以一定斜度或水平安装于真空集热管循环腔体内,并通过支撑固定架将真空集热管固定,此种方法虽然可以用于非承压及承受压力的太阳能系统中。然而,直插式真空集热管存在单支真空集热管破裂则整个系统瘫痪,而热管承压式却需要热管集热管承受较大的水压力,长期被水压作用,容易漏水及存在不易固定,容易渗漏及安装布置受限制、使成本增加等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装方便,能够承受压力、单只真空集热管破裂,系统不致于瘫痪,维修方便,可以随建筑物变化而变化,成本较低的集热系统及装置。
本发明的目的是这样实现的:一种太阳能真空集热管的安装装置为管状流体换热腔体,针对走水真空集热管和非走水真空热管集热管两种集热管管型,有对应的两种安装方式。走水真空集热管循环用的管状流体换热腔体以横向布置,非走水真空热管集热管循环用的管状流体换热腔体以纵向或横向布置。
走水真空集热管循环用的管状流体换热腔体上,以凸起或嵌入方式密封安装有波纹弹簧管常闭阀密封管接头。波纹弹簧管常闭阀密封管接头的波纹弹簧管弹性伸缩结接头,为金属波纹环状管结连接在一起形成弹性伸缩结。弹性伸缩结内固定有金属支撑面,金属支撑面固定在弹性伸缩结内的一端,弹性伸缩结内连接有金属连接杆,金属连接杆的一端穿过所述金属支撑面,金属连接杆的该端具有静止密封面,固定密封面通过密封垫圈固定在与静止密封面对应的弹性伸缩结内的另一端,弹性伸缩结受力压缩时由静止密封面与金属支撑面组成的阀门开启,当伸缩结自由弹开时由静止密封面组成的阀门关闭。
单通真空集热管或双通真空集热管通过一端加力固定,压缩弹性伸缩结来实现集热管的承压密封安装,水压作用于弹性伸缩结的弹性密封面上,通过在弹性伸缩结接头上安装弹性密封圈,实现真空集热管的良好密封。
管状流体换热腔体管道上的开口焊接有波纹弹性伸缩结连接管孔。弹性伸缩结是单向延伸的,或是双向延伸的。单向延伸的弹性伸缩结固定于上下连通管道上,双向延伸的弹性伸缩结固定于两真空集热管连接端,可实现双通真空集热管的串联。
当走水真空集热管破碎时,弹性伸缩结失去支撑,弹性伸缩结自身的弹力使其迅速弹出,与静止密封面结合,在其自身弹力和水压力的作用下实现良好密封,防止了单只走水真空集热管破损,整个系统瘫痪的弊端。
非走水真空热管集热管循环用的管状流体换热腔体以纵向或横向布置。管状流体换执腔体的相对两管壁有两个管孔相对,管孔直径相同且同轴。非走水真空热管集热管的放热端经一个管孔插到另一个管孔中,两管孔内均有密封装置,以防止管内水的渗漏。非走水真空热管集热管的放热端的端部水平或上下布置。非走水真空热管集热管固定的放热管腔的两管孔所安装的密封装置有多种安装方式,可以焊接有管头,可以设置活动的通过螺帽栓接的管结,可以焊接有弹性伸缩结,或栓接有弹性伸缩结,弹性伸缩结凸出或凹陷安装于管状流体换热腔体管道的适当部位。
此方法应用了压力平衡抵消的原理,使放热管的两端压力相等,互相平衡抵消,且又充分利用了圆玻璃管承受静压能力大的特点,可以以很低的成本将走水真空集热管玻璃管做成承压元件。
管道内安装有弹簧控制的在水流作用下,可以自行关闭的水压控制阀。此阀门的阀芯纵向安置,阀芯上有柔性密封面,弹簧作用可以使阀芯运动关闭,成为常闭阀门。凸密封面和水平背面可以使阀芯在水流动的情况下产生自关闭动力,以实现在换装非走水真空热管集热管时,管内流体的最少泄漏。
本装置所有的循环管腔进水口均置于管腔的底部,出水口置于管腔的顶部。管腔以一定上斜倾角任意安装组合。此管道须有一定的强度,其管道的连接口可按照常规方式连接。
对于非走水真空集热管,管状流体换热腔体纵向布置时,真空集热管置于纵向管状流体换热腔体的两侧,管状流体换热腔体横向布置时,真空集热管置于横向管状流体换热腔体的下侧,真空热管集热管的放热端高,吸热端低,或者两端水平,使热管内的传热液体自流到吸热端底部,或通过热管内安置的传热芯以毛吸现象实现其液体到吸热端的自流。管状流体换热腔体所连接的不同长度的真空热管集热管可根据需要随意排列,其中,真空热管集热管吸热端有固定装置固定。管状流体换热腔体所连接的非走水真空热管集热管的长度可随建筑物的尺寸变化而随意变化排列。管状流体换热腔体管道可通过其多组串、并联,以实现集热面积的扩充。循环管腔上可设有相应的连络阀门和排水阀,以防止系统内压力过高或在检修时放出液体。
系统所采用的密封装置为塑胶圈,或为其他材料进行机械密封。
本发明的有益效果是:本发明可实现太阳能双通集热管和单通集热管的纵向方便安装,实现非走水真空热管集热管的纵向、横向的方便安装,可以很好的实现太阳能集热装置与建筑一体化设计安装,从根本上解决太阳能集热装置与建筑物不能很好的结合的弊端。实现了太阳能集热装置不受建筑物造形设计的制约,使其可作为实现太阳能溴化锂制冷、太阳能采暖、建筑物保温、自身集热生产饮用蒸馏水等功能的配套装置。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明:
图1为全玻璃真空热管集热管横向安装在纵向布置的有保温材料保温的循环用的管状流体换热腔体管孔内的剖面视图;
图2为全玻璃单通及双通真空集热管通过凸起或嵌入方式密封安装的波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头纵向安装在横向布置的循环用的管状流体换热腔体上的剖面视图;
A——全玻璃双通集热管凸出弹缩波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头密封固定装置式弹缩波纹弹簧管常闭阀密封装置连接示意图;
B——全玻璃双通集热管与沉入、双向伸缩、凸出式弹缩波纹弹簧管常闭阀密封装置连接示意图;
C——全玻璃单通管沉入式弹缩波纹弹簧管常闭阀密封装置连接示意图;
图3为全玻璃真空热管集热管横向安装在纵向布置的有凸起或嵌入方式,密封安装波纹弹簧管密封装置管接头,及水压控制阀的循环用的管状流体换热腔体管孔上的密封安装剖面视图,图中A、B、C、D、E、F为各种全玻璃真空热管集热管密封结构示意图。
图中:1管状流体换热腔体、2换热腔体管壁、3真空热管集热管外管壁、4真空集热管吸热膜、5金属热管吸热端、6真空热管集热管管头、7密封螺帽、8真空热管集热管放热端腔体、9放热端外管密封固定装置、10管状流体换热腔体进水口、11真空热管集热管连接喉部密封保温环、12保温材料外壳、13热管吸热端固定封头、14保温材料、15上管腔管壁、16上管腔、17上管腔连接管孔、18上管腔凸出波纹弹缩管头连接密封管接、19波纹弹缩管壁、20双通真空集热管、21双通真空集热管管腔、22密封垫圈、23阀门定位连杆、24弹缩连接管腔进水口、25密封管孔螺纹、26下管连接管腔、27下管连接管腔管壁、28真空集热管管尾固定底座、29单通真空集热管保护帽、30单通真空集热管、31单通集热管管腔、32双通集热管管壁、33弹缩真空集热管接头密封阀阀面、34双向弹缩阀门连杆、35真空集热管双向伸缩固定连杆底座管孔、36弹缩波纹阀门金属支撑面、37自闭阀静止密封面、38沉入式法兰盘连接螺纹、39法兰盘密封垫圈、40沉入式弹缩管接头支撑面、41沉入式密封管接头外管壁、42沉入式密封管弹缩管管壁、43沉入式弹缩管接头开口、44连接焊口、45连接管孔、46封头螺帽、47真空热管集热管放热端、48凸出弹缩管管接、49弹缩波纹管管壳、50波纹密封管密封面、51管壳密封管槽、52密封垫圈、53密封法兰盘、54真空热管集热管吸热端、55真空集热管保护管帽、56支撑固定管座、57管座螺栓孔、58真空热管集热管真空腔、59管孔连接密封面、60密封垫圈、61螺帽压紧垫圈、62栓接固定限位管、63水压控制阀门阀体、64固定限位锁扣、65阀体凸起支撑筋
具体实施方式
如图1所示:换热腔体管壁2构成纵向的管状流体换热腔体1,换热腔体管壁2复合有保温材料14,真空热管集热管通过密封螺帽7、放热端外管密封固定装置9和真空热管集热管连接喉部密封保温环11横向安装在换热腔体管壁2上。
Claims (10)
1. 一种太阳能真空集热管的安装装置,包括管状流体换热腔体、安装管孔、保温材料,其特征为:当真空集热管为走水真空集热管时,管状流体换热腔体横向布置,管状流体换热腔体上以凸起或嵌入方式密封安装有波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头,走水真空集热管通过波纹弹簧常闭阀密封装置管接头与流体换热腔体相连,其中波纹弹簧常闭阀密封装置管接头包括弹性伸缩结、金属连接杆、静止密封面、固定密封面,金属支撑面固定在弹性伸缩结内的一端,弹性伸缩结内连接有金属连接杆,金属连接杆的一端穿过所述金属支撑面,金属连接杆的该端具有静止密封面,固定密封面通过密封垫圈固定在与静止密封面对应的弹性伸缩结内的另一端,弹性伸缩结受力压缩时由静止密封面与金属支撑面组成的阀门开启,当伸缩结自由弹开时由静止密封面组成的阀门关闭;当真空集热管为非走水真空集热管集热管时,管状流体换热腔体纵向或横向布置,管状流体换热腔体的相对两壁有两同轴管孔相对,两管孔内均有密封装置,真空集热管放热端首尾分别密封安装在两个管孔上。
2. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:弹性伸缩结由金属波纹环状管连接在一起而形成。
3. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:弹性伸缩结用于单通真空集热管或双通真空集热管,单通真空集热管或双通真空集热管通过在一端加力而固定,并且通过压缩单通真空集热管或双通真空集热管上的弹性伸缩结实现真空集热管的承压密封安装,波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头焊接在管状流体换热腔体管孔上。
4. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:波纹弹簧管常闭阀密封装置管接头连接在同一真空集热管的上下管道间或连接在两个真空集热管间。
5. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:非走水真空热管的放热端经一个管孔插到另一个管孔中,非走水真空集热管的放热管的端部水平或纵向布置,固定的两管孔所安装的密封装置的安装方式为焊接管头,或设置活动的通过螺帽栓接的管结,或焊接弹性伸缩结、或栓接弹性伸缩结。
6. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:非走水真空热管循环用的管状流体换热腔体管道内安装有弹簧控制的在水流作用下可以自行关闭的水压控制阀,水压控制阀的阀芯纵向安置,阀芯上有柔性凸密封面和水平背面,在弹簧的作用下水压控制阀常闭。
7. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:管状流体换热腔体流体进口置于管状流体换热腔体的管腔的下部,流体出口置于管状流体换热腔体的管腔的上部。
8. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:所述管腔以一定上斜倾角安装组合。
9. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:对于非走水真空集热管,管状流体换热腔体纵向布置时,真空集热管置于纵向管状流体换热腔体的两侧,管状流体换热腔体横向布置时,真空集热管置于横向管状流体换热腔体的下侧,真空热管集热管的放热端高,吸热端低,或者两端水平,使热管内的传热液体自流到吸热端底部,或通过毛吸现象使形成液体到吸热端的自流,管状流体换热腔体所连接的不同长度的真空热管集热管可根据需要随意排列,其中,真空热管集热管吸热端有固定装置固定。
10. 根据权利要求1所述的太阳能真空集热管的安装装置,其特征是:管状流体换热腔体的管腔上设有相应的阀门,密封装置为塑胶圈,管状流体换热腔体内流动的是液体或汽体。
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