CN105571157B - 热追踪太阳能集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热追踪太阳能集热管，本热追踪太阳能集热管包括有透明管、吸热管和反光膜；所述透明管和所述吸热管之间呈抽真空状；在所述透明管的内管壁上还固定安装有反光膜；所述透明管可转动的安装在机体上；在所述透明管的外部还同轴套设有传动管，所述传动管与所述透明管通过传动齿轮连接；各所述传动齿轮的轴线与所述透明管的轴线平行，各所述传动齿轮等距的周向均布在所述透明管的外周壁上；在所述传动管的外部还同轴的固定套设有热追踪环，所述热追踪环的外环壁由吸热材料做成；在所述热追踪环内紧密的填充有热胀球；该集热管有效提高了吸热面，同时能够实时保持正对阳光，大大提高了太阳能的利用率。

Description

热追踪太阳能集热管
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器配件，特别的，是一种集热管。
背景技术
热水器是一种为有限范围提供热水的工具，热水器经过多年的发展后分成如下几类：储水式电热水器、即热式电热水器、速热式电热水器、燃气热水器、太阳能电热水器和空气源热水器；其中，太阳能热水器以其环保、节能、便利等优势受到广大用户青睐；传统的太阳能热水器为了保证集热管能够在各个时段保持一定的吸热面积，它们会将集热管做成圆筒形或复合曲面，这种结构虽能够保持集热管各个时间段吸收的光照强度相等，但是却无法最大效率的吸收光能；这使得太阳能热水器的工作效率明显降低；因此，一种更科学、先进的集热管成为提高太阳能效率的关键因素。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种热追踪太阳能集热管，该集热管有效提高了吸热面，同时能够实时保持正对阳光，大大提高了太阳能的利用率。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：本热追踪太阳能集热管包括有透明管、吸热管和反光膜；所述透明管同轴套设在所述吸热管的外部，所述透明管和所述吸热管之间呈抽真空状；在所述透明管的内管壁上还固定安装有反光膜；所述透明管可转动的安装在机体上；所述吸热管连接在机体内部的储水箱内；在所述透明管的外部还同轴套设有传动管，所述传动管与所述透明管通过传动齿轮连接；各所述传动齿轮的轴线与所述透明管的轴线平行，各所述传动齿轮等距的周向均布在所述透明管的外周壁上；在所述传动管的外部还同轴的固定套设有热追踪环，所述热追踪环的外环壁由吸热材料做成；在所述热追踪环内紧密的填充有热胀球。
本发明的有益效果是：当阳光垂直照射在本热追踪太阳能集热管上时，所述反光膜能够将太阳光完整的反射到所述吸热管的表面，吸热管高效吸热、升温并对内部的水体加热，从而实现水体升温功能；由于所述热追踪环由吸热材料做成，因此外环壁上正对太阳光的部分受热升温较快，则与此处紧密贴合的所述热胀球升温较快，随着温度的上升，热胀球逐渐膨胀并挤压周围，因此高温区的热胀球将膨胀较大并将附近的热胀球向低温区推挤，因此低温区的质量增大、高温区的质量减小；在重力的作用下所述热追踪环将发生旋转以恢复至稳定状态；热追踪环的旋转带动所述传动管同步旋转，再通过传动齿轮传动后，所述透明管反向旋转，因此随着太阳的东升西落，所述热追踪环将与太阳同角度的反向转动，从而使透明管与太阳同向转动；由于反光膜与透明管保持相对固定，因此随着透明管的转动，所述反光膜能够始终正对太阳光，进而实现热追踪效果。
本发明结构精巧，操作方便；无需智能电路、机械臂控制即可实现太阳光的自动追踪，简单高效；在追踪光照的同时保证最大面积的吸收光能，有效提高了太阳光的吸收效果，从而大大提升了太阳能的加热效果。
作为优选，所述反光膜为一组对称的抛物面弧形膜；所述抛物面弧形膜的焦点在所述吸热管的轴线上；该结构能够最大程度的使吸热管吸收太阳能，进而实现光吸收面积的最大化。
作为优选，在各所述热胀球内嵌设有配重块；以便于增大热胀球的重量，从而增大热追踪环的旋转驱动力。
作为优选，在所述吸热管上涂附有吸热涂层；以便于进一步提升光吸收效果。
作为优选，在所述透明管内填充有吸气剂；以便于长时间的保持透明管与吸热管之间的真空程度。
作为优选，所述传动管与所述透明管之间保持抽真空状；以便于进一步减小热传递，减小热量损失，从而提高集热管的加热能力；同时能够降低传动齿轮的受腐蚀几率，从而延长本发明的使用寿命。
附图说明
图1为本热追踪太阳能集热管一个实施例的端面结构示意图。
图2为图1所示实施例的轴截面结构示意图。
具体实施方式
实施例
在图1、图2所示的实施例中，本热追踪太阳能集热管包括有透明管1、吸热管2和反光膜3；所述透明管1同轴套设在所述吸热管2的外部，所述透明管1和所述吸热管2之间呈抽真空状，在所述透明管1内填充有吸气剂，从而长时间的保持透明管1与吸热管2之间的真空程度；在所述吸热管2上涂附有吸热涂层；在所述透明管1的内管壁上还固定安装有反光膜3，所述反光膜3为一组对称的抛物面弧形膜；所述抛物面弧形膜的焦点在所述吸热管2的轴线上；所述透明管1可转动的安装在机体上；所述吸热管2通过旋转轴承连接在机体内部的储水箱内；在所述透明管1的外部还同轴套设有透明的传动管4，所述传动管4与所述透明管1通过传动齿轮41连接；所述传动管4与所述透明管1之间保持抽真空状；各所述传动齿轮41的轴线与所述透明管1的轴线平行，各所述传动齿轮41等距的周向均布在所述透明管1的外周壁上；在所述传动管4的外部还同轴的固定套设有热追踪环5，所述热追踪环5的外环壁由吸热材料做成；在所述热追踪环5内紧密的填充有热胀球51，在各所述热胀球51内嵌设有配重块。
由于所述吸热管2和透明管1之间、所述传动管4与所述透明管1之间保持抽真空状，因此热量不易通过空气传递，热量损失较少，因此集热管的加热能力得到有效保证；同时，处于真空状态的传动齿轮41受到腐蚀的几率变小，因此能够更稳定、长久的工作，因此本发明具有较长的使用寿命。
当阳光垂直照射在本热追踪太阳能集热管上时，所述反光膜3能够将太阳光完整的反射到所述吸热管2的表面，吸热管2高效吸热、升温并对内部的水体加热，从而实现水体升温功能；本实施例中反光膜3做成抛物面型，根据立体几何可知，平行的太阳光在经过抛物面的反射后光线集中于焦点处，因此所述反光膜3能够高效集光，大大提高本集热管的集热效率；同时吸热管2表面的吸热涂层能够进一步提升光的吸收率，起到辅助增热功能；由于所述热追踪环5由吸热材料做成，因此外环壁上正对太阳光的部分受热升温较快，则与此处紧密贴合的所述热胀球51升温较快，随着温度的上升，热胀球51逐渐膨胀并挤压周围，因此高温区的热胀球51将膨胀较大并将附近的热胀球51向低温区推挤，因此低温区的质量增大、高温区的质量减小；在重力的作用下所述热追踪环5将发生旋转以恢复至稳定状态；热追踪环5的旋转带动所述传动管4同步旋转，再通过传动齿轮41传动后，所述透明管1反向旋转，因此随着太阳的东升西落，所述热追踪环5将与太阳同角度的反向转动，从而使透明管1与太阳同向转动；由于反光膜3与透明管1保持相对固定，因此随着透明管1的转动，所述反光膜3能够始终正对太阳光，进而实现热追踪效果。
本实施例中，在各所述热胀球51内嵌设有配重块，该配重块能够有效增大各所述热胀球51的质量，在热胀球51形变推挤的过程中，增大质量的移动程度，从而使得热追踪环5内的质量更不平衡，进而促进热追踪环5的转动；随着热胀球51质量的增加，热追踪环5在旋转过程中将拥有更大的旋转驱动力，从而使得本集热管旋转更快速、准确、灵敏。
本发明结构精巧，操作方便；无需智能电路、机械臂控制即可实现太阳光的自动追踪，简单高效；在追踪光照的同时保证最大面积的吸收光能，有效提高了太阳光的吸收效果，从而大大提升了太阳能的加热效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种热追踪太阳能集热管，本热追踪太阳能集热管包括有透明管（1）、吸热管（2）和反光膜（3）；所述透明管（1）同轴套设在所述吸热管（2）的外部，所述透明管（1）和所述吸热管（2）之间呈抽真空状；在所述透明管（1）的内管壁上还固定安装有反光膜（3）；其特征在于：所述透明管（1）可转动的安装在机体上；所述吸热管（2）连接在机体内部的储水箱内；在所述透明管（1）的外部还同轴套设有传动管（4），所述传动管（4）与所述透明管（1）通过传动齿轮（41）连接；各所述传动齿轮（41）的轴线与所述透明管（1）的轴线平行，各所述传动齿轮（41）等距的周向均布在所述透明管（1）的外周壁上；在所述传动管（4）的外部还同轴的固定套设有热追踪环（5），所述热追踪环（5）的外环壁由吸热材料做成；在所述热追踪环（5）内紧密的填充有热胀球（51）；
在所述吸热管（2）上涂附有吸热涂层；
在所述透明管（1）内填充有吸气剂；
在各所述热胀球（51）内嵌设有配重块；
所述传动管（4）与所述透明管（1）之间保持抽真空状；
所述反光膜（3）为一组对称的抛物面弧形膜。
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