CN103900270A - 主动循环集热太阳能集热器及其使用方法 - Google Patents

主动循环集热太阳能集热器及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种主动循环集热太阳能集热器及其使用方法，所述集热器包括由多个相互串接的双内管U型集热管组成的太阳能集热管的串联结构，所述串联结构的出水口经出水管路向下延伸，所述出水管路的排水口位于一个储热水箱的液面上方；一个第二水箱置于所述储热水箱的上方，并通过第一水泵与所述储热水箱相连通，所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口；所述第二水箱通过入水管路与所述太阳能集热管的串联结构的进水口相连通。使用的时候，由于所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口，根据虹吸原理，所述第二水箱内的水自动经过太阳能集热管的串联结构流到所述储热水箱内。本发明可实现自动集热，简化集热器结构，降低集热成本。

Description

主动循环集热太阳能集热器及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热器，特别是采用了双内管集热管及其专用连接件，组成的串联集热管式太阳能集热器，并可实现微动力主动循环集热的方法。属于太阳能热利用领域。
背景技术
全玻璃真空太阳集热管集热器主要包括联集管集热器、U型管集热器和金属热管集热器三种类型。联集管集热器采用全玻璃真空太阳集热管管中有水模式，通过联箱将集热管并联起来，通过管内冷热水对流实现换热。该种集热器结构简单、成本低廉而得到广泛适用。U型管集热器则是在双层同轴全玻璃真空太阳集热管管内设置U型铜管和金属翅片，通过换热工质进行换热。金属热管集热器则是通过在集热管内设置金属热管和翅片实现换热。金属热管集热器的优点是可靠，系统可以承压运行，缺点是结构复杂、组装难度大，价格昂贵而无法大面积推广。
基于上述因素，申请人希望开发一种不同于上述三种的集热器，将集热管串联使用，以提高集热器的集热效率和换热效率，降低成本，便于大面积推广。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种主动循环集热太阳能集热器及其使用方法，实现自动集热，简化集热器结构，降低集热成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：包括由多个相互串接的双内管U型集热管组成的太阳能集热管的串联结构，所述太阳能集热管的串联结构的出水口经出水管路向下延伸，所述出水管路的排水口位于一个储热水箱的液面上方；一个第二水箱置于所述储热水箱的上方，并通过第一水泵与所述储热水箱相连通，所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口；所述第二水箱通过入水管路与所述太阳能集热管的串联结构的进水口相连通。
其中：在所述入水管路上设有第二水泵以及集热电磁阀，在所述出水管路上设有出水调节阀。
其中：自来水管经过补水电磁阀后与所述太阳能集热管的串联结构的进水口相连通，在所述太阳能集热管的串联结构的进水口与所述补水电磁阀之间设有补气阀。
其中：所述多个相互串接的双内管U型集热管是以双内管集热管连接件串联起来，所述双内管集热管连接件具有至少一个阀体，每个阀体上沿轴向设有同轴并相背的进水口与出水口，所述阀体的进水口与出水口之间具有至少一个隔墙，所述阀体上在每个隔墙两侧沿径向设有两个连接管，所有的连接管相互平行，其中，与所述阀体的进水口相邻的所述连接管与所述阀体的进水口相连通，与所述阀体的出水口相邻的所述连接管与所述阀体的出水口相连通，位于两个隔墙之间的两个所述连接管通过阀体内的空腔相互连通，用于与一个所述双内管U型集热管头端的两个开口对接；所述双内管集热管连接件是一体结构或是由至少两个所述阀体串联组合而成，位于最上游的阀体的进水口构成所述太阳能集热管的串联结构的进水口，位于最下游的阀体的出水口构成所述太阳能集热管的串联结构的出水口。
其中：所述双内管集热管连接件固定在联箱内，并在联箱内填充有保温层，所述双内管U型集热管尾端用带尾座的尾架固定，所述尾架与联箱之间用支架连接。
其中：所述出水管路的排水口距离储热水箱液面的高度大于0m且不大于0.5m，所述排水口与第二水箱的底部的落差不小于100mm，所述排水口与第二水箱的液面落差不小于0.5m。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种所述的主动循环集热太阳能集热器的使用方法，其特征在于：集热的时候，关闭补水电磁阀，打开第二水泵与集热电磁阀，以第二水泵的动力促使水由第二水箱经过太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱内；当整个系统充满水之后，关闭第二水泵，由于所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口，根据虹吸原理，所述第二水箱内的水自动经过太阳能集热管的串联结构流到所述储热水箱内。
其中：在集热之前，关闭补气阀、集热电磁阀、第一水泵以及第二水泵，打开补水电磁阀与出水调节阀，自来水进入并填满所述太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱内；打开第一水泵，使第二水箱内也储存有水。
其中：在集热期间，间歇地或恒定地打开第一水泵，以保持第二水箱内有水。
其中：在需要排空时，关闭集热电磁阀，打开补气阀，由于所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口，根据虹吸原理，太阳能集热管的串联结构内的水会全部吸到储热水箱内，实现集热器和管路自然排空。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：本发明可以简单的将双内管U型集热管串联起来，实现串联加热使用，使集热管的集热效率和换热效率得到大幅度的提升，解决了普通双层同轴全玻璃真空太阳集热管无法串联使用的问题。
附图说明
图1是本发明提供的双内管集热管连接件的剖视结构图；
图1A是本发明提供的双内管集热管连接件的另一种结构的剖视图；
图1B是本发明提供的双内管集热管连接件的再一种结构的剖视图；
图2是本发明提供的太阳能集热管的串联结构示意图；
图3是本发明提供的主动循环集热太阳能集热器的结构示意图。
附图标记说明：1进水口；3阀体；4出水口；5、6连接管；7密封槽；8隔墙；9空腔；双内管U型集热管10；联箱11；保温层12；密封圈13；尾架14；支架15；自来水管16；补水电磁阀17；补气阀18；出水管路19；排水口20；储热水箱21；出水调节阀22；第二水箱23；第一水泵24；入水管路25；第二水泵26；集热电磁阀27；控制器28。
具体实施方式
首先，如图1所示，介绍本发明提供的双内管集热管连接件，其具有阀体3，阀体3上沿轴向设有同轴并相背的进水口1与出水口4，所述进水口1与出水口4之间具有至少一个隔墙，所述阀体3上在每个隔墙8两侧沿径向设有两个连接管5、6，所有的连接管5、6相互平行，其中，与所述进水口1相邻的所述连接管5与所述进水口1相连通，与所述出水口4相邻的所述连接管6与所述出水口4相连通，位于两个隔墙8之间的两个所述连接管5、6通过阀体3内的空腔9相互连通。
其中，所述双内管集热管连接件既可以是如图1所示的一体结构，也可以是如图1A所示，由至少两个所述阀体3串联组合而成。若为后者，每个阀体3的出水口4优选为光孔设计，且每个阀体3的出水口4的内径不小于阀体3的进水口1的外径，以便于两者紧配合连接，实现可靠连接和密封。
上述实施例中，所述连接件的材料可以是金属或非金属材料，优选以铜或塑料为材质，同一个隔墙8两侧的两个连接管5、6的轴线间距不小于10mm并不大于200mm。
上述实施例中，也可以将所述进水口1与出水口4的结构互换，即，使进水口1的内径与出水口4的外径相匹配。
上述实施例中，每根连接管5、6的端口外侧设有密封槽7。
另外，所述双内管集热管连接件还可以如图1B所示，进水口1与出水口4都是外凸的结构，以便于外接管道。
所述双内管集热管连接件使用时，如图2所示，将每个隔墙8所对应的两个连接管5、6对接到一个双内管U型集热管10的两个开口，即可将数个双内管U型集热管10串联起来。冷水从进水口1进，依次流经各个双内管U型集热管10后，再从出水口4流出。由此可见，本发明可以简单的将双内管U型集热管10串联起来，实现串联加热使用，使集热管的集热效率和换热效率得到大幅度的提升，解决了普通双层同轴全玻璃真空太阳集热管无法串联使用的问题。
再请参阅图2，介绍本发明提供的太阳能集热管的串联结构，其可以仅包括一个联箱11，也可以包含两个以上相互串接的联箱11，其中，位于最上游的阀体3的进水口1构成所述太阳能集热管的串联结构的进水口1，位于最下游的阀体3的出水口4构成所述太阳能集热管的串联结构的出水口4。所述双内管集热管连接件固定在联箱11内，并在联箱11内填充有保温层12，以免热量流失。所述双内管U型集热管10头端的两个开口与所述双内管集热管连接件相接，并用密封圈13密封，尾端则用带尾座的尾架14固定，所述尾架14与联箱11之间用支架15连接。所述双内管U型集热管10为双层的全玻璃热管结构，包括内管与外管，所述内管的内部可供水流通，内管与外管之间抽真空，内管中的水吸收太阳能热量而升温。
然后请参阅图3，介绍本发明提供的主动循环集热太阳能集热器的结构与使用方法，自来水管16经过补水电磁阀17后与所述太阳能集热管的串联结构的进水口1相连通，在所述太阳能集热管的串联结构的进水口1与所述补水电磁阀17之间设有补气阀18，所述太阳能集热管的串联结构的出水口4经出水管路19向下延伸，所述出水管路19的排水口20位于一个储热水箱21的液面上方，在所述出水管路19上设有出水调节阀22；一个第二水箱23置于所述储热水箱21的上方，并通过第一水泵24与所述储热水箱21相连通，所述第二水箱23的底面高度高于所述出水管路19的排水口20；所述第二水箱23又通过入水管路25与所述太阳能集热管的串联结构的进水口1相连通，在所述入水管路25上设有第二水泵26以及集热电磁阀27；所述补水电磁阀17、补气阀18、出水调节阀22以及集热电磁阀27均与一个控制器28相连，接受控制器28的统一控制。
使用的时候，首先关闭补气阀18、集热电磁阀27、第一水泵24以及第二水泵26，打开补水电磁阀17与出水调节阀22，则自来水进入并填满所述太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱21内；之后，打开第一水泵24，使第二水箱23内也储存足量的水；
补水完毕后，即可进行集热，此时，关闭补水电磁阀17，打开第二水泵26与集热电磁阀27，以第二水泵26的动力促使水由第二水箱23经过太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱21内；当整个系统充满水之后，就关闭第二水泵26，由于所述第二水箱23的底面高度高于所述出水管路19的排水口20，根据虹吸原理，整个系统会进行主动循环集热。
在主动循环集热期间，可以间歇地或恒定地打开第一水泵24，以保持第二水箱23内有水，即可维持主动循环集热的不停运转。由于第二水箱23与储热水箱21之间的高度差可以设置得较小，可使第一水泵24所需要的功率和扬程都很低，从而达到系统微动力循环集热的目的。
当集热结束，需要排空时，关闭集热电磁阀27，打开补气阀18，由于所述第二水箱23的底面高度高于所述出水管路19的排水口20，根据虹吸原理，太阳能集热管的串联结构内的水会全部吸到储热水箱21内，实现集热器和管路自然排空。如此，不但可以将集热管内的冷热水全部排入储热水箱21，使系统集热性能大幅度提高，同时解决了北方寒冷地区集热系统冬季易冻的问题。
为保证系统有效实现自循环功能，所述出水管路19的排水口20距离储热水箱21液面不大于0.5m，而且所述排水口20不能插入储热水箱21的液面，两者之间的距离越小效果越好。另外，所述排水口20与第二水箱23的底部的落差最好不小于100mm，与第二水箱23的液面落差不小于0.5m，以使主动循环集热的水流速不会过快或过慢。

Claims (10)

1.一种主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：包括由多个相互串接的双内管U型集热管组成的太阳能集热管的串联结构，所述太阳能集热管的串联结构的出水口经出水管路向下延伸，所述出水管路的排水口位于一个储热水箱的液面上方；一个第二水箱置于所述储热水箱的上方，并通过第一水泵与所述储热水箱相连通，所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口；所述第二水箱通过入水管路与所述太阳能集热管的串联结构的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：在所述入水管路上设有第二水泵以及集热电磁阀，在所述出水管路上设有出水调节阀。
3.根据权利要求2所述的主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：自来水管经过补水电磁阀后与所述太阳能集热管的串联结构的进水口相连通，在所述太阳能集热管的串联结构的进水口与所述补水电磁阀之间设有补气阀。
4.根据权利要求1所述的主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：所述多个相互串接的双内管U型集热管是以双内管集热管连接件串联起来，所述双内管集热管连接件具有至少一个阀体，每个阀体上沿轴向设有同轴并相背的进水口与出水口，所述阀体的进水口与出水口之间具有至少一个隔墙，所述阀体上在每个隔墙两侧沿径向设有两个连接管，所有的连接管相互平行，其中，与所述阀体的进水口相邻的所述连接管与所述阀体的进水口相连通，与所述阀体的出水口相邻的所述连接管与所述阀体的出水口相连通，位于两个隔墙之间的两个所述连接管通过阀体内的空腔相互连通，用于与一个所述双内管U型集热管头端的两个开口对接；所述双内管集热管连接件是一体结构或是由至少两个所述阀体串联组合而成，位于最上游的阀体的进水口构成所述太阳能集热管的串联结构的进水口，位于最下游的阀体的出水口构成所述太阳能集热管的串联结构的出水口。
5.根据权利要求4所述的主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：所述双内管集热管连接件固定在联箱内，并在联箱内填充有保温层，所述双内管U型集热管尾端用带尾座的尾架固定，所述尾架与联箱之间用支架连接。
6.根据权利要求1所述的主动循环集热太阳能集热器，其特征在于：所述出水管路的排水口距离储热水箱液面的高度大于0m且不大于0.5m，所述排水口与第二水箱的底部的落差不小于100mm，所述排水口与第二水箱的液面落差不小于0.5m。
7.一种如权利要求3所述的主动循环集热太阳能集热器的使用方法，其特征在于：集热的时候，关闭补水电磁阀，打开第二水泵与集热电磁阀，以第二水泵的动力促使水由第二水箱经过太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱内；当整个系统充满水之后，关闭第二水泵，由于所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口，根据虹吸原理，所述第二水箱内的水自动经过太阳能集热管的串联结构流到所述储热水箱内。
8.根据权利要求7所述的主动循环集热太阳能集热器的使用方法，其特征在于：在集热之前，关闭补气阀、集热电磁阀、第一水泵以及第二水泵，打开补水电磁阀与出水调节阀，自来水进入并填满所述太阳能集热管的串联结构之后，流到所述储热水箱内；打开第一水泵，使第二水箱内也储存有水。
9.根据权利要求7所述的主动循环集热太阳能集热器的使用方法，其特征在于：在集热期间，间歇地或恒定地打开第一水泵，以保持第二水箱内有水。
10.根据权利要求7所述的主动循环集热太阳能集热器的使用方法，其特征在于：在需要排空时，关闭集热电磁阀，打开补气阀，由于所述第二水箱的底面高度高于所述出水管路的排水口，根据虹吸原理，太阳能集热管的串联结构内的水会全部吸到储热水箱内，实现集热器和管路自然排空。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106369843A (zh) * 2016-10-26 2017-02-01 广西大学 一种太阳能真空管空气集热器
CN106568212A (zh) * 2015-10-09 2017-04-19 刘正彬 组合式太阳能热水器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453524A (zh) * 2002-04-26 2003-11-05 罗桂荣 串联式太阳能集热器
CN201000227Y (zh) * 2006-09-15 2008-01-02 江苏省华扬太阳能有限公司 一种u型管式太阳能集热管
CN201011473Y (zh) * 2006-12-28 2008-01-23 范佳民 双u型管承压式集热器
US20120266864A1 (en) * 2009-11-10 2012-10-25 Alan Derek Wright Solar heating and pasteurisation system
CN202630475U (zh) * 2012-04-23 2012-12-26 王志平 漂浮式虹吸管道供水的多层快速排空引水装置
CN103591716A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 程功 太阳能热水器防冻系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1453524A (zh) * 2002-04-26 2003-11-05 罗桂荣 串联式太阳能集热器
CN201000227Y (zh) * 2006-09-15 2008-01-02 江苏省华扬太阳能有限公司 一种u型管式太阳能集热管
CN201011473Y (zh) * 2006-12-28 2008-01-23 范佳民 双u型管承压式集热器
US20120266864A1 (en) * 2009-11-10 2012-10-25 Alan Derek Wright Solar heating and pasteurisation system
CN202630475U (zh) * 2012-04-23 2012-12-26 王志平 漂浮式虹吸管道供水的多层快速排空引水装置
CN103591716A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 程功 太阳能热水器防冻系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568212A (zh) * 2015-10-09 2017-04-19 刘正彬 组合式太阳能热水器
CN106369843A (zh) * 2016-10-26 2017-02-01 广西大学 一种太阳能真空管空气集热器

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