CN101666551B - 双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器 - Google Patents

双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器 Download PDF

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Abstract

一种双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，属于太阳能设备技术领域。本发明包括：保温层、进气舱、进气管、连接装置和若干个双层玻璃真空集热管，其中：进气舱、进气管、和连接装置设于保温层内，连接装置与进气管固定连接，进气管与进气舱固定连接，保温层外部设有铁箱，双层玻璃真空集热管的顶端位于铁箱内，双层玻璃真空集热管内部设有弹性套管，弹性套管的上部套接于进气舱内，并与进气舱固定连接，弹性套管的顶端位于进气舱的上方并与连接装置固定连接。本发明结构简单，热阻小，集热效率高，能够获得150℃以上的中高温空气。

Description

双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器
技术领域
本发明涉及的是一种太阳能设备技术领域的加热器，具体是一种双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器。
背景技术
常规能源资源的有限性和环境压力的增加，使世界上许多国家加强了对新能源和可再生能源技术发展的支持，太阳能作为一种清洁、环保、高效和永不衰竭的新能源，已经成为各个国家可持续发展战略的重要内容。随着我国节能减排和建筑节能法律法规的实施，太阳能热利用产品陆续出现，其中太阳能空气加热装置在很多领域已有广泛应用，例如用于提供生活用热水、供暖及医疗物品消毒以及食品、农产品和中草药的干燥、等等。
经过对现有相关技术文献检索发现，中国专利号：ZL 200520065009.7，名称为：热管式真空管太阳能空气集热器。该实用新型的特征是在玻璃真空管内插入热管，真空管与热管之间加入金属肋片，该结构能够减小流阻，但热管成本高昂，且真空管和热管之间主要介质为空气，热阻太大，实际中多用于低温用途。
另经检索发现，中国专利号：ZL 200820036168.8，名称为：U型管式太阳能集热器。该实用新型的特征是在双层玻璃真空管内加入U型金属导热管，导热管外连接横向导热翅片，该发明热效率有所提高，但其结构复杂，成本较高，而且真空管和U型管之间的主要介质为空气，热阻依然很大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺点，提供一种双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，降低接触热阻，提高空气加热器的集热效率，从而获得中高温的空气。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：保温层、进气舱、进气管、连接装置和若干个双层玻璃真空集热管，其中：进气舱、进气管、和连接装置设于保温层内，连接装置与进气管固定连接，进气管与进气舱固定连接，保温层外部设有铁箱，双层玻璃真空集热管的顶端位于铁箱内，双层玻璃真空集热管内部设有弹性套管，弹性套管的上部套接于进气舱内，并与进气舱固定连接，弹性套管的顶端位于进气舱的上方并与连接装置固定连接。
所述的弹性套管包括：不锈钢外管、金属内管和不锈钢波纹板，其中：不锈钢外管套接于金属内管的外部，不锈钢波纹板位于不锈钢外管和金属内管之间，并与不锈钢外管和金属内管接触。
所述的不锈钢外管为闭合的筒状。
所述的不锈钢外管位于双层玻璃真空集热管吸热面的一侧为圆弧形，位于双层玻璃真空集热管底面的一侧为人字形。
所述不锈钢外管的外径与双层玻璃真空集热管的内径相匹配。
所述的进气舱为圆形筒状，进气舱的内径与所述不锈钢外管的外径相匹配。
所述的进气舱套接于不锈钢外管的外部，并与不锈钢外管密封固定连接。
所述进气舱的顶端设有一个圆形孔，该圆形孔的直径与所述金属内管的外径相匹配。
所述金属内管的顶端位于进气舱的上方，金属内管与进气舱固定连接。
由于不锈钢外管采用圆弧形与人字形相结合的弹性结构，安装时通过外力将不锈钢外管压入双层玻璃真空集热管的内管后，在弹性作用下不锈钢外管的表面能够自动贴紧双层玻璃真空集热管的内壁，使双层玻璃真空集热管收集的热量通过不锈钢外管直接加热弹性套管内的流动空气，避免弹性套管与双层玻璃真空集热管之间存在静止的空气层，从而降低了传热热阻，提高了太阳能的利用率；进气舱与不锈钢外管密封固定连接，可以将弹性套管封闭成不锈钢外管与金属内管之间的进气流路以及金属内管内的出气流路两部分；设置于不锈钢外管与金属内管之间的不锈钢波纹板一方面对不锈钢外管起支撑作用，使其能够紧贴双层玻璃真空集热管的内壁，另一方面还可以将弹性套管内的环形空气流路分割成多个流路，加强弹性套管换热能力；保温层可以使从弹性套管内管出来的高温空气与外界绝热，减少了热量损失。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在双层玻璃真空集热管中设置能够紧贴于双层玻璃真空集热管内壁的弹性套管，降低了接触热阻，提高了集热效率，能够获得150℃以上的中高温空气。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是内装弹性套管的双层玻璃真空集热管的横截面示意图；
图3是进气舱与弹性套管的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：保温层1、进气舱2、进气管3、连接装置4和若干个双层玻璃真空集热管5，其中：进气舱2、进气管3、和连接装置4设于保温层1内，连接装置4与进气管3固定连接，进气管3与进气舱2固定连接，保温层1外部设有铁箱，双层玻璃真空集热管5的顶端位于铁箱内，双层玻璃真空集热管5内部设有弹性套管6，该弹性套管6的上部套接于进气舱2内，并与进气舱2固定连接，弹性套管6的顶端位于进气舱2的上方并与连接装置4固定连接。
如图2所示，所述的弹性套管6包括：不锈钢外管7、铜内管8和不锈钢波纹板9，其中：不锈钢外管7套接于铜内管8的外部，不锈钢波纹板9位于不锈钢外管7和铜内管8之间，并与不锈钢外管7和铜内管8接触。
所述的不锈钢外管7为闭合的筒状。
所述不锈钢外管7位于双层玻璃真空集热管5吸热面一侧为弧度是340°的圆弧形，位于双层玻璃真空集热管5底面的一侧为顶角是30°的人字形。
所述不锈钢外管7的外径与双层玻璃真空集热管5的内径相匹配。
如图3所示，所述的进气舱2为圆形筒状，进气舱2的内径与所述不锈钢外管7的外径相匹配，进气舱2套接于不锈钢外管7的外部，并与不锈钢外管7焊接，不锈钢外管7与进气舱2之间的人字形缺口通过不锈钢钢板焊接密封。
所述进气舱2的顶端设有一个圆形孔，该圆形孔的直径与所述铜内管8的外径相匹配。
所述进气舱2的内部水平地设有一个由4根铁条焊接形成的井字形结构10，铜内管8位于井字形结构10内，并与该井字形结构10焊接固定。
所述铜内管8的顶端位于进气舱2的上方，并与连接装置4固定连接。
本实施例通过在双层玻璃真空集热管5中设置能够紧贴于双层玻璃真空集热管5内壁的弹性套管6，降低了接触热阻，提高了集热效率，获得了到150℃以上的高温空气；通过在不锈钢外管7与铜内管8之间设置不锈钢波纹板9，提高了弹性套管6的换热能力。

Claims (7)

1.一种双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，包括：保温层、进气舱、进气管、连接装置和若干个双层玻璃真空集热管，其中：进气舱、进气管、和连接装置设于保温层内，连接装置与进气管固定连接，进气管与进气舱固定连接，保温层外部设有铁箱，双层玻璃真空集热管的顶端位于铁箱内，其特征在于，双层玻璃真空集热管内部设有弹性套管，弹性套管的上部套接于进气舱内，并与进气舱固定连接，弹性套管的顶端位于进气舱的上方并与连接装置固定连接；
所述的弹性套管包括：不锈钢外管、金属内管和不锈钢波纹板，其中：不锈钢外管套接于金属内管的外部，不锈钢波纹板位于不锈钢外管和金属内管之间，并与不锈钢外管和金属内管接触；
所述的不锈钢外管位于双层玻璃真空集热管吸热面的一侧为弧度是340°的圆弧形，位于双层玻璃真空集热管底面的一侧为顶角是30°的人字形。
2.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，所述的不锈钢外管为闭合的筒状。
3.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，所述不锈钢外管的外径与双层玻璃真空集热管的内径相匹配。
4.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，所述的进气舱为圆形筒状，进气舱的内径与所述不锈钢外管的外径相匹配。
5.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，进气舱套接于不锈钢外管的外部，并与不锈钢外管密封固定连接。
6.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，所述进气舱的顶端设有一个圆形孔，该圆形孔的直径与所述金属内管的外径相匹配。
7.根据权利要求1所述的双层玻璃真空集热管太阳能高温空气加热器，其特征是，所述金属内管的顶端位于进气舱的上方，金属内管与进气舱固定连接。
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