CN102032688B - 太阳能热管集热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能热管集热装置，包括热管和水箱，所述热管置于真空玻璃管内，其中真空玻璃管包括内层玻璃管和外层玻璃管，内层玻璃管与外层玻璃管之间抽成真空，热管放置于内层玻璃管内，且其上端与真空玻璃管之间留有空腔，真空玻璃管上端与水箱的外壁连接，空腔与水箱的内胆连通。优点：本发明具有一是结构简单、装拆方便、制作成本低，适于大规模生产；二是热管传热响应快、效率高；三是热管置于真空玻璃管内，其放热端不与水箱或者联箱直接接触，不但传热效率高，而且使热管不易受外界腐蚀，保证热管的使用寿命；四是在内胆与空腔之间增设循环水管，使水不直接与热管的放热端直接接触，并且使水箱内的水循环受热。

Description

太阳能热管集热装置

技术领域

本发明涉及一种集热装置，特别是一种太阳能热管集热装置。

背景技术

目前太阳能热水器的集热装置以真空玻璃管为主。由于全玻璃真空管存在热效率不高，易炸管，易结垢，热响应慢等缺陷，推出了其改进型太阳能热水器。中国专利公告号CN101377349A，公告日期2009年3月4日，名称为“涡轮增压式太阳能热水器”的发明专利，公开了一种涡轮增压式太阳能热水器，热管式真空管包括玻璃真空管，在玻璃真空管内设有钛合金传热片，在钛合金传热片的向阳面附有光热涂层，钛合金传热片的内端连接有钛合金集热棒，该钛合金集热棒穿过热水箱伸入热水箱内。其不足之处是：钛合金集热棒插入热水箱内，一旦钛合金集热棒伸入热水箱内的外表面结垢，钛合金集热棒放热不畅，导致传热效率降低，而热水箱内结垢是不可避免的；由于钛合金集热棒直接与水箱中的水接触，钛合金集热棒外壁会被水中的杂质腐蚀，造成钛合金集热棒被腐蚀损坏而不能正常工作；为了保证钛合金集热棒与热水箱连接密封，钛合金集热棒外壁还必须制造密封结构，使钛合金集热棒生产工艺复杂，制造成本高。

发明内容

本发明的目的就是为了避免背景技术中的不足之处，提供一种太阳能热管集热装置，以达到传热效率高，热响应快，使用寿命长，安装维护方便，热水器使用安全的目的。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：太阳能热管集热装置，包括热管和水箱，所述热管置于真空玻璃管内，其中真空玻璃管包括内层玻璃管和外层玻璃管，内层玻璃管与外层玻璃管之间抽成真空，热管放置于内层玻璃管内，且其上端与真空玻璃管之间留有空腔，真空玻璃管上端与水箱的外壁连接，空腔与水箱的内胆连通。

对于本发明的一种优化，内胆与空腔之间设循环水管，循环水管上端与内胆连通，其下端与热管顶端贴紧连接。

对于本发明的一种优化，所述循环水管呈U型，其上端两个管口分别伸入内胆内与内胆连通，下端与热管顶端贴紧连接。

对于本发明的一种优化，循环水管通过保温层与空腔连接。

对于本发明的一种优化，热管顶端设有容纳循环水管下端的空槽。

对于本发明的一种优化，所述热管外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

对于本发明的一种优化，内层玻璃管的外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

对于本发明的一种优化，所述水箱可替换成联箱，联箱与外置热水箱连接。

对于本发明的一种优化，其还包括一用于支撑水箱和真空玻璃管的支撑架。

对于本发明的一种优化，所述U型循环水管，其伸入内胆内的两个管口，其中一个管口位于水箱内的高度高于另一个管口位于水箱内的高度。

本发明与背景技术相比，具有一是结构简单、装拆方便、制作成本低，适于大规模生产；二是热管传热响应快、效率高；三是热管置于真空玻璃管内，其放热端不与水箱或者联箱直接接触，不但传热效率高，而且使热管不易受外界腐蚀，保证热管的使用寿命；四是在内胆与空腔之间增设循环水管，使水不直接与热管的放热端直接接触，并且使水箱内的水循环受热。

附图说明

图1是太阳能热管集热装置的结构示意图。

图2是太阳能热管集热装置的一种改进结构示意图。

图3是A放大结构示意图。

图4是B放大结构示意图。

图5是热管顶部设有空槽的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：参照图1~5。太阳能热管集热装置，包括热管1和水箱5，所述热管1置于真空玻璃管2内，其中真空玻璃管2包括内层玻璃管2b和外层玻璃管2a，内层玻璃管2b与外层玻璃管2a之间抽成真空，热管1放置于内层玻璃管2b内，且其上端与真空玻璃管2之间留有空腔3，真空玻璃管2上端与水箱外壁连接，空腔3与水箱5的内胆4连通。其中所述热管1包括平板热管或圆形热管。

实施例2：参照图2、4和5。在实施例1的基础上，内胆4与空腔3之间设循环水管7，循环水管7上端与内胆4连通，其下端与热管1顶端贴紧连接。所述循环水管7呈U型，其上端两个管口分别伸入内胆4内与内胆4连通，下端与热管1顶端放热端贴紧连接。循环水管7通过保温层6与空腔3连接。热管1顶端放热端设有容纳循环水管7下端的空槽1a。对于平板热管而言，将平板热管顶部冷凝端与U型循环水管7底部粘接或紧固连接即可实现高效热输运。对于圆热管而言，设置一圆转平过渡面，然后将圆热管顶部冷凝端与U型循环水管7底部平面粘接或紧固连接即可实现高效热输运。

实施例3：参照图1~5。在实施例1的基础上，所述热管1的外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

实施例4：参照图1~5。在实施例1的基础上，内层玻璃管2b的外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

实施例5：参照图1~5。在实施例1的基础上，所述太阳能热管集热装置还包括一用于支撑水箱和真空玻璃管的支撑架。

实施例6：参照图1~4。在实施例1的基础上，所述水箱5可替换成联箱，联箱与外置热水箱连接。

实施例7：参照图2和4。在实施例2的基础上，所述U型循环水管7，其伸入内胆内的两个管口，其中一个管口位于水箱内的高度高于另一个管口位于水箱内的高度。

实施例8：参照图1~5。太阳能热管集热装置的工作原理：太阳光射入真空玻璃管2的腔体内，间接加热真空玻璃管2腔体内的空气，加热后的空气中的热量被设置在内层玻璃管2b内的热管1吸收，热管1内吸热端的冷凝工质吸热后被蒸发并迅速将热传递到热管1的放热端，放热端加热空腔3内的水，由于水箱5内内胆4中的水热上冷下原理，空腔3内的水加热后回到水箱5内内胆4的顶部，水箱5内内胆4底部的冷水补充进空腔3进行加热，如此反复，从而将整个水箱5内胆4内的水加热。其中热管1顶端放热端与内层玻璃管2b之间的连接为密封连接，以防止内胆4内的水进入内层玻璃管2b内。

对于本装置的一种改进，内胆4与空腔3之间设置循环水管7，内胆4与循环水管7连通，且内胆4内的水通过循环水管7与热管1进行热交换。热管1的放热端与循环水管7的下端贴紧连接，热管放热端将热传递给循环水管7并将循环水管7内的水加热，热管1内冷凝工质放热后回到热管1的吸热端，循环水管7中的水受热后进入内胆4，循环水管7内由于内胆7内水的热上冷下原理，加热后的水流入内胆4，内胆4内的冷水补充进循环水管7，如此反复，从而将整个内胆4内的水加热。另外，由于循环水管7呈U型，且其伸入内胆4内的两个管口，其中一个管口位于内胆4内的高度高于另一个管口位于内胆4内的高度，使得水箱5内胆4底部的冷水从U型循环水管7稍低的管口吸入，经加热后，U型循环水管7内的热水从U型循环水管7稍高的管口放出。

对于改进后的太阳能热管集热装置而言，热管1的放热端不需要插入到保温水箱5的内胆4内进行热交换，不占用内胆4的空间，使得内胆4在保存相同水量的情况下体积可以做得最小，节约生产成本；其次，本装置使用安全，热管1与需要加热的水隔离，避免了热管1表面结垢而影响传热效率，即使热管1破损，热管1内冷凝工质也不会污染内胆4内的水；装拆方便，在安装保温水箱5前先将循环水管7与保温水箱5内内胆4连接，然后在安装现场再将真空玻璃管与水箱外壁连接，并保证热管1的放热端与循环水管7低端外壁贴紧连接即可。

需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对本发明的简单说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种太阳能热管集热装置，包括热管和水箱，其特征是：所述热管置于真空玻璃管内，其中真空玻璃管包括内层玻璃管和外层玻璃管，内层玻璃管与外层玻璃管之间抽成真空，热管放置于内层玻璃管内，且其上端与真空玻璃管之间留有空腔，真空玻璃管上端与水箱的外壁连接，空腔与水箱的内胆连通；内胆与空腔之间设循环水管，循环水管上端与内胆连通，其下端与热管顶端贴紧连接；循环水管呈U型，其上端两个管口分别伸入内胆内与内胆连通，下端与热管顶端贴紧连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：循环水管通过保温层与空腔连接。

3.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：热管顶端设有容纳循环水管下端的空槽。

4.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：所述热管外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

5.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：内层玻璃管的外壁上镀有吸热涂膜或喷涂有吸热涂料。

6.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：所述水箱可替换成联箱，联箱与外置热水箱连接。

7.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：其还包括一用于支撑水箱和真空玻璃管的支撑架。

8.根据权利要求1所述的太阳能热管集热装置，其特征是：所述U型循环水管，其伸入内胆内的两个管口，其中一个管口位于水箱内的高度高于另一个管口位于水箱内的高度。