CN102052776B - 罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置 - Google Patents

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Abstract

罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置，由若干个罩玻璃管放热的真空循环集热元件和负载容器及安装机架组成，集热元件由罩玻璃管、吸收体和一个由上行管、下行管及放热端构成的自然循环流道组成，其特征在于上行管与吸收体低热阻连接或一体制作，放热端与罩玻璃管之间含有一个弹性传热件。本发明的有益效果包括：对于可倾斜或垂直安置的场合，循环传热无需动力、启动快、抗冻、不炸管、单管损坏仍然能集热、可制造水质符合卫生标准、得热多、保温性能优异的太阳集热装置；换热界面设计自由、对真空度不敏感、可半永久性稳定工作在20～500℃范围、可用低碳钢和铝代替铜、过热保护集热元件能防止空晒事故。结合附图给出两个实施例。

Description

罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置
技术领域
本发明涉及罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置。
背景技术
真空插管太阳热水器可在冬季提供生活热水，但集热管内存水热沉大、得热少、抗冻性差、会炸管、单管破损会跑水、水质劣化细菌超标。采用热管集热元件可以制造管内无水的热水器，但铜——水热管造价高、容易冻坏、有的还存在明显的性能衰退现象。
发明内容
本发明的目的是要提供罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案：用若干个罩玻璃管放热的真空循环集热元件和负载容器及安装机架组成一台罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置，真空循环集热元件由一个闭合的罩玻璃管、置于罩玻璃管内的吸收体和一个由上行管、下行管及放热端构成的自然循环流道组成，自然循环流道内部灌装但不充满液态热媒；罩玻璃管放热的真空循环集热元件插入带绝热层的负载容器；真空循环集热元件太阳集热装置在阳光下作放热端高置的倾斜安装；真空循环集热元件的自然循环流道的上行管与置于真空隔热层内的吸收体低热阻连接或者与吸收体一体制作，自然循环流道的放热端与罩玻璃管之间含有一个弹性传热件。
还可以令集热元件罩玻璃管含有一个缩颈段，自然循环流道的管状放热端与罩玻璃管缩颈段之间含有一个弹性传热件。
还可以令集热元件真空隔热层内含有与吸收体或者下行管低热阻连接、带有自由端爪的双金属片热力元件。
还可以令罩玻璃管非受光区域内表面涂制有红外反射材料。
本发明的有益效果包括：对于可倾斜或垂直安置的场合，循环传热无需配备动力、启动快、抗冻、不炸管、单管损坏仍然能集热、可制造水质符合卫生标准、得热多、保温性能优异的太阳集热装置；换热界面设计自由、对真空度不敏感、可半永久性稳定工作在20～500℃范围、可用低碳钢和铝代替铜、过热保护的集热元件能防止空晒事故。
附图说明
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一台罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置结构示图。
图2是一台过热保护罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置结构示图。
图中1.集热元件；2.负载容器；3.罩玻璃管；4.吸收体；5.上行管；6.下行管；7.放热端；8.真空隔热层；9.缩颈段；10.自由端爪；11.热力元件。
具体实施方式
图1给出本发明第一个实施例。
图1中，罩玻璃管放热的真空循环集热元件1插入带绝热层的负载容器2，组成一台罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置。负载容器2包括贮水箱和联集盒。真空循环集热元件1由一个闭合的罩玻璃管3、置于罩玻璃管3内的吸收体4和一个由上行管5、下行管6及放热端7构成的自然循环流道组成，自然循环流道的上行管5与置于真空隔热层8内的吸收体4一体制作，管状放热端7与罩玻璃管3的缩颈段9之间采用一个弹性传热件传热。管状放热端7通过弹性传热件和缩颈段9与负载容器2换热。
图1实施例罩玻璃管放热的真空循环集热元件太阳集热装置在阳光下作放热端7高置的倾斜安装，使斜虚线所示的热媒液面呈水平状态。阳光透过罩玻璃管3在吸收体4上转换为热能，热能经吸收体4传给上行管5内的热媒并使热媒受热膨胀通过上行管5上浮，在自然循环流道的管状放热端7处，热媒放出热能温度降低下沉进入下行管6，下沉到底后再次进入上行管5被加热并上浮。如此沿带箭头曲线所示途径周而复始循环集热。与此同时，负载容器2内的水或者热媒被不断加热。
通过罩玻璃管及其缩颈段与负载换热可以省略可伐密封连接件、密封性好，耐腐蚀。
有时，与集热元件配合的负载容器也需要集热元件有这样一个缩颈段。
图1实施例的上行管5和下行管6之间真空隔热，对循环集热十分有利。
在罩玻璃管非受光区域内表面涂制红外反射材料，可有效减少集热元件的辐射热损。
图2给出本发明第二个实施例。
图2中，用自动过热保护的罩玻璃管放热真空循环集热元件1插入带绝热层的负载容器2，组成一台自动过热保护罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置。真空循环集热元件1由一个闭合的罩玻璃管3、置于罩玻璃管3内的吸收体4和一个由上行管5、下行管6及放热端7构成的自然循环流道组成，自然循环流道的上行管3与置于真空隔热层8内的吸收体4一体制作；在真空隔热层8内设置与下行管6低热阻连接、带有自由端爪10的双金属片热力元件11；管状放热端7与罩玻璃管3缩颈段9之间采用一个弹性传热件传热。管状放热端7通过弹性传热件和缩颈段9与负载容器2换热。
正常工作温度下，管状放热端7通过弹性传热件和罩玻璃管3缩颈段9放热。双金属片热力元件11的自由端爪10不与罩玻璃管3接触。
当集热元件空晒内部温度过高时，双金属片热力元件11的自由端爪10受热外翻至虚线所示位置与罩玻璃管3接触，部分热能通过这些自由端爪10和罩玻璃管3散发到环境，使集热元件1的温度降低实现过热保护。过热保护可以自动解除。
热力元件11也可与吸收体4低热阻连接；还可采用记忆合金制造热力元件。

Claims (4)

1.罩玻璃管放热真空循环集热元件太阳集热装置，由若干个罩玻璃管放热的真空循环集热元件和负载容器及安装机架组成，真空循环集热元件由一个闭合的罩玻璃管、置于罩玻璃管内的吸收体和一个由上行管、下行管及放热端构成的自然循环流道组成，自然循环流道内部灌装但不充满液态热媒，其特征在于罩玻璃管放热的真空循环集热元件插入带绝热层的负载容器；真空循环集热元件太阳集热装置在阳光下作放热端高置的倾斜安装；真空循环集热元件的自然循环流道的上行管与置于真空隔热层内的吸收体低热阻连接或者与吸收体一体制作，自然循环流道的放热端与罩玻璃管之间含有一个弹性传热件。
2.根据权利要求1所述的集热装置，其特征在于集热元件罩玻璃管含有一个缩颈段，自然循环流道的管状放热端与罩玻璃管缩颈段之间含有一个弹性传热件。
3.根据权利要求1所述的集热装置，其特征在于集热元件真空隔热层内含有与吸收体或者下行管低热阻连接、带有自由端爪的双金属片热力元件。
4.根据权利要求1所述的集热装置，其特征在于罩玻璃管非受光区域内表面涂制有红外反射材料。
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