CN101408353A - 热管式太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管，要点是在真空玻璃管的内腔通过柔性支撑体设有超导集热件，所说超导集热件由两端密封的金属真空超导管和设置在金属真空超导管内腔中的换热管组成，金属真空超导管的外壁设有吸热涂层，内腔的下部灌有超导液。本发明承压高，强度大，不爆管，不结冻，单管集热温度可达300摄氏度以上，集热效果优于目前其它结构的太阳能集热器。将换热管两端通过各种串联、并联或串并联的方式进行组合，就可用于家用热水、洗浴、采暖，或用于集体采暖、热水工程、产品烘干和高温蒸汽，适合范围广。

Description

热管式太阳能集热器
所属技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，具体地说是一种复合集热结构的中高温太阳能集热装置。
背景技术
目前，太阳能集热器的种类很多，市售的诸多真空管太阳能热水器，大部分采用的真空集热管是一端开口的双层同轴玻璃真空管，内管外壁有吸热涂层。这种真空集热管大致有两种吸热形式，一种是在真空玻璃管内腔中装水集热；另一种是在真空玻璃管内腔中装有吸热良好的金属管，在金属管中装有适量的低温介质，抽空密封制成集热管。这种集热管的集热过程，是通过玻璃真空管吸收太阳能，使金属热管内的介质发生相变，由相变的热气体上升到热管上部的散热端，再与太阳能热水器水箱中的水进行热交换。如此反复，使凉水加温成热水。但是，这种热水器的太阳能集热器，大多局限于低温热水的范围，热利用效率较低，水温限于100摄氏度以下。冬季难以保温，时有发生冻结、爆裂现象。特别是这类热水器不承压，不能获取高温，所以使用范围受到很大的限制。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供了一种抗寒、承压、复合中高温集热、高效换热的热管式太阳能集热器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口、内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管，真空管为单通管或直通管结构，主要是在真空玻璃管的内腔通过柔性支撑体设有超导集热件；所述超导集热件由两端密封的金属真空超导管和设置在金属真空超导管内腔中的换热管组成，换热管的两端分别设有进液(气)管和出液(气)管，进液(气)管和出液(气)管设有接头，金属真空超导管为圆形管或翅片管、波纹管、多边形管等结构，其外壁设有吸热涂层，内腔的下部灌有超导液；所说换热管为可以为“U”形管或套管、盘管、直管等结构，换热管内灌有包括水、醚类、烷类、醇类、油类的换热介质。
本发明可以通过金属真空超导管内腔中换热管两端的接头，根据需要将两个以上的真空玻璃管单元组合成串联式、并联式或串并联式的太阳能集热装置。
本发明的有益效果是：
一是由于采用了复合热管技术进行集热，在金属真空超导管的内腔中直接安装了换热管，因此热交换面积可达到最大化，单管集热温度可达300～500摄氏度以上，集热效果远远优于目前其它结构的太阳能热水器或太阳能锅炉。
二是由于本实用新型以一个元件独立的结构形式存在，因此只需将换热管的两端通过各种串联、并联或串并联的方式进行组合，就能够适应任何太阳能集热的需要。既可用于家庭热水、洗浴、采暖，也可用于集体采暖、热水工程、产品烘干和高温蒸汽的需要，适用范围广，发展前景好。
三是由于本实用新型的金属真空超导管和换热管都采用金属材料制成，因此承压高，强度大，而且不爆管，不结冻，适合任何地区使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是真空玻璃管为直通管，真空超导管为多边形管，换热管为纵向管的结构示意图；
图4是图3的A-A向剖视图；
图5是真空玻璃管为直通管，真空超导管为翅片管，换热管为纵向管的结构示意图；
图6是图5的A-A向剖视图；
图7是真空玻璃管为单通管，真空超导管为圆形管，换热管为套管的结构示意图；
图8是图7的A-A向剖视图；
图9是真空玻璃管为单通管，真空超导管为圆形管，换热管为管“U形”管的结构示意图；
图10是图9的A-A向剖视图；
图11是真空玻璃管为直通管，真空超导管为波纹管，换热管为直管的结构示意图；
图12是图11的A-A向剖视图。
图中1.接头，2.接头，3.进液(气)管，4.弹性封口，5.真空玻璃管，6.金属真空超导管，7.换热管，8.超导集热件，9.超导液，10.柔性支撑体，11.出液(气)管，12.吸热涂层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在单通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，所述超导集热件8由两端密封的圆形金属真空超导管6和设置在圆形金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，换热管7为盘管结构，其两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有油类换热介质。金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。
如图3、4所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在直通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，所述超导集热件8由两端密封的多边形金属真空超导管6和设置在多边形金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。换热管7为纵向管结构，其上下两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有醇类的换热介质。
如图5、6所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在直通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，所述超导集热件8由两端密封的翅片形金属真空超导管6和设置在翅片形金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，翅片形金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。换热管7为纵向管结构，其上下两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有油类的换热介质。
如图7、8所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在单通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，超导集热件8由两端密封的圆形金属真空超导管6和设置在圆形金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，圆形金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。换热管7为套管结构，其进液(气)管3和出液管(气)管11的两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有水换热介质。
如图9、10所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在单通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，超导集热件8由两端密封的圆形金属真空超导管6和设置在圆形金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，圆形金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。换热管7为“U”形管结构，其进液(气)管3和出液管(气)管11的两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有油类换热介质。
如图11、12所示，这种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口4内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管5，主要是在直通真空玻璃管5的内腔通过柔性支撑体10设有超导集热件8，所述超导集热件8由两端密封的波纹管的金属真空超导管6和设置在波纹管的金属真空超导管6内腔中带进液(气)管3和出液(气)管11的换热管7组成，金属真空超导管6的外壁设有吸热涂层12，其内腔的下部灌有超导液9。换热管7为纵向管结构，其上下两端分别设有接头1和2，换热管7内灌有醇类的换热介质。

Claims (5)

1、一种热管式太阳能集热器，包括带弹性封口(4)内层外壁设有吸热膜的真空玻璃管(5)，其特征在于：在真空玻璃管(5)的内腔通过柔性支撑体(10)设有超导集热件(8)，所述超导集热件(8)由两端密封的金属真空超导管(6)和设置在金属真空超导管(6)内腔中的换热管(7)组成，换热管(7)的两端分别设有进液(气)管(3)和出液(气)管(11)，进液(气)管(3)和出液(气)管(11)分别设有接头(1)、(2)，金属真空超导管(6)的外壁设有吸热涂层(12)，其内腔的下部灌有超导液(9)。
2、根据权利要求1所述的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述真空玻璃管(5)为单通管或直通管结构。
3、根据权利要求1所述的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述金属真空超导管(6)为圆形管或翅片管、波纹管、多边形管结构。
4、根据权利要求1所述的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热管(7)为“U”形管或套管、盘管、直管结构。
5、根据权利要求1所述的热管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热管(7)内灌有包括水、醚类、烷类、醇类、油类的换热介质。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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