CN108507191A - 一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其包括外玻璃管、内玻璃管，所述外玻璃管套设在所述内玻璃管的外端，在每一根所述太阳能集热管的外玻璃管与内玻璃之间设置有至少一根加强筋，所述加强筋包括多段玻璃管段以及多段金属管段，并由所述玻璃管段以及所述金属管段依次首尾连接构成，每一段所述玻璃管段均与所述金属管段密封连接，每一段所述玻璃管段均镶嵌在所述外玻璃管上，在所述外玻璃管上设置有多个与所述玻璃管段相嵌合的凹口。

Description

一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管

技术领域

本发明涉及用于新能源中的太阳能的集热技术领域，具体是涉及一种用于太阳能热水器安全高效的集热管。

背景技术

由于油价不稳定和气候变化协议的限制等，新的可再生能源的重要性变大。可再生能源包括太阳热、太阳光、生物质能、风力、小水电、地热、海洋能和废弃物能源等，而新能源包括燃料电池、液化煤炭、气化煤炭和氢能。问题是，从新的可再生能源、特别是太阳光发电的成本未达到等于利用化石燃料的传统火力发电的成本的电网平价。但是，随着技术的发展进步，从新的可再生能源中的太阳热发电的太阳热发电在发电成本上持续降低，而在发电效率正在逐渐提高。

把太阳能转换成热能主要依靠集热器。目前太阳能集热器主要有真空管集热器、热管集热器和真空平板集热器三种。

现有的家用太阳能热水器的太阳能集热器，依靠水在真空集热管中流动的过程中吸收热量，加热介质为水，然而，由于现有的太阳能热水器的太阳能真空集热管为了提高集热效率而采用纯玻璃制作，无形之中提高了其破碎的风险，降低了其安全性，且单一的加热太阳能真空集热管内的水介质，加热效率比较低，加热介质单一，不能满足用热需求。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决太阳能集热器的真空集热管集热效率低、加热介质单一、冬季易冻裂的技术缺陷，提供一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，提高其内水介质的温度均匀性以及太阳能真空集热管的安全性。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其包括外玻璃管、内玻璃管，所述外玻璃管套设在所述内玻璃管的外端，在每一根所述太阳能集热管的外玻璃管与内玻璃之间设置有至少一根加强筋，所述加强筋包括多段玻璃管段以及多段金属管段，并由所述玻璃管段以及所述金属管段依次首尾连接构成，每一段所述玻璃管段均与所述金属管段密封连接，每一段所述玻璃管段均镶嵌在所述外玻璃管上，在所述外玻璃管上设置有多个与所述玻璃管段相嵌合的凹口，每一段所述玻璃管段嵌合在所述每一个凹口内，所述金属管段为呈“U”型，其“U”型底端抵靠在所述内玻璃管的外壁面上，其“U”型顶端两侧分别与一所述玻璃管段连接，构成弯折波浪形加强筋，在所述内玻璃管的外壁面上设置有与所述“U”型底端配合的凹陷，所述“U”型底端设置在所述凹陷内；在至少一个所述凹陷内设置有贯通所述金属管段管壁以及所述内玻璃管管壁的空气喷孔，所述空气喷孔将所述金属管段内的空气送入所述内玻璃管内。

优选的，在每一个所述空气喷孔内设置有止回机构，只允许空气由所述金属管段喷入所述内玻璃管内，不允许内玻璃管内的水流介质流向所述金属管段的管内。

所述的太阳能热水器，其包括太阳能集热器、热水箱、冷水箱以及支架，所述太阳能集热器设置在所述支架上，且其上下两端分别连接所述热水箱以及冷水箱，所述热水箱设置在支架的上端，所述冷水箱设置在所述支架的下端，在所述冷水箱与所述太阳能集热器之间设置有循环水泵，所述太阳能集热器包括多根依次平行排列的太阳能集热管，每一根所述太阳能集热管的上端插入连接所述热水箱，每一根所述太阳能集热管的下端通过所述循环水泵连接所述冷水箱，所述热水箱顶部设置有排空管。

优选的，所述加强筋的首尾两端开口，一端开口为空气入口端，另一端为空气出口端，所述空气入口端以及所述空气出口端分别穿透所述外玻璃管延伸出去，所述空气入口端设置有鼓风机，所述鼓风机的入口连接环境空气，在所述鼓风机内还设置有电加热器，所述电加热器内设置电加热丝，所述空气出口端插入所述热水箱中，在所述热水箱中设置有与所述空气出口端相连接的空气软管，所述空气软管的出口位于所述热水箱底部，在所述空气软管上均匀设置有多个空气孔。

优选的，还包括控制器，控制器分别与光强传感器、电加热器以及鼓风机电连接，所述控制器接收设置在太阳能真空集热管上的光强传感器的信号，在所述阳光强烈时，关小所述电加热器，在阴雨天气时，则开大所述电加热器。

优选的，所述空气喷孔为渐缩喷嘴，其横截面积由所述空气导管侧向所述内玻璃管侧逐渐变小。

优选的，所述加强筋沿着所述内玻璃管的轴线方向延伸，且多根所述加强筋之间相互平行。

优选的，每一个所述太阳能集热管内设置有三根所述加强筋，所述加强筋沿着所述内玻璃管的轴线方向呈螺旋状缠绕于所述内玻璃管的外壁上。

优选的，在所述玻璃管段与所述金属管段的连接位置处设置有密封封条。

优选的，每一根所述加强筋包括至少三段玻璃管段以及至少三段金属管段。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明的用于太阳能热水器的安全高效的集热管，在每一根所述太阳能集热管中设置有加强筋，其抵靠在所述外玻璃管内壁与所述内玻璃管外壁之间，并分别通过凹口和凹陷固定，提高了二者之间的结合强度，提高了太阳能集热管的整体强度，提高了其安全性；

(2)本发明的用于太阳能热水器的安全高效的集热管，每一根所述加强筋包括多段玻璃管段以及所述金属管段，在所述玻璃管段，由于所述玻璃管段抵靠在所述外玻璃管的凹口内，所述空气可以直接在所述玻璃管段内吸收太阳能热量，升高温度，形成热空气，提高了太阳能利用率；

(3)本发明的用于太阳能热水器的安全高效的集热管，吸收太阳能热量后的热空气流经金属管段，至少一个金属管段内设置有空气喷孔，通过该空气喷孔，热空气被喷入所述内玻璃管内，一方面其可以扰动所述内玻璃管内的水流介质，提高其温度混合均匀性，另一方面其直接与水流介质接触，可以将热量传递给所述水流介质，提高水流介质的温度，合理的提高热量利用率；

(4)本发明的用于太阳能热水器的安全高效的集热管，还包括控制器，所述控制器接收光强传感器的信号，在所述阳光强烈时，关小所述电加热器，只运行所述鼓风机，在阴雨天气时，开大所述电加热器以及所述鼓风机，则可以实现智能节能加热，尽可能利用清洁的太阳能资源，而减小电量的消耗，同时，设置电加热器，能够维持热空气供应的连续性，防止在阴雨天空气温度不高等情况发生，尽可能的提高其加热性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的任一太阳能集热管的结构示意图；

图3是本发明的热水箱内的空气软管结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

参见图1-3所示，一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，6包括外玻璃管8、内玻璃管9，所述外玻璃管8套设在所述内玻璃管9的外端，在每一根所述太阳能集热管6的外玻璃管8与内玻璃管9之间设置有至少一根加强筋10，所述加强筋10包括多段玻璃管段11以及多段金属管段12，并由所述玻璃管段11以及所述金属管段12依次首尾连接构成，每一段所述玻璃管段11均与所述金属管段12密封连接，每一段所述玻璃管段11均镶嵌在所述外玻璃管8上，在所述外玻璃管8上设置有多个与所述玻璃管段11相嵌合的凹口(未示出)，每一段所述玻璃管段11嵌合在所述每一个凹口内，所述金属管段12为呈“U”型，其“U”型底端抵靠在所述内玻璃管9的外壁面上，其“U”型顶端两侧分别与一所述玻璃管段11连接，构成弯折波浪形加强筋，在所述内玻璃管9的外壁面上设置有与所述“U”型底端配合的凹陷(未示出)，所述“U”型底端设置在所述凹陷内；在至少一个所述凹陷内设置有贯通所述金属管段12管壁以及所述内玻璃管9管壁的空气喷孔(未示出)，所述空气喷孔将所述金属管段内的空气送入所述内玻璃管内，在每一个所述空气喷孔内设置有止回机构，只允许空气由所述金属管段喷入所述内玻璃管内，不允许内玻璃管内的水流介质流向所述金属管段的管内；

所述加强筋的首尾两端开口，一端开口为空气入口端13，另一端为空气出口端14，所述空气入口端13以及所述空气出口端14分别穿透所述外玻璃管8延伸出去，所述空气入口端13设置有鼓风机15，所述鼓风机15的入口连接环境空气，在所述鼓风机15内还设置有电加热器16，所述电加热器16内设置电加热丝，所述空气出口端14插入所述热水箱3中，在所述热水箱3中设置有与所述空气出口端14相连接的空气软管17，所述空气软管17的出口位于所述热水箱2底部，在所述空气软管17上均匀设置有多个空气孔18。

所述的太阳能热水器包括太阳能集热器1、热水箱2、冷水箱3以及支架4，所述太阳能集热器1设置在所述支架4上，且其上下两端分别连接所述热水箱2以及冷水箱3，所述热水箱2设置在支架4的上端，所述冷水箱3设置在所述支架4的下端，在所述冷水箱3与所述太阳能集热器1之间设置有循环水泵5，所述太阳能集热器1包括多根依次平行排列的太阳能集热管6，每一根所述太阳能集热管6的上端插入连接所述热水箱2，每一根所述太阳能集热管6的下端通过所述循环水泵5连接所述冷水箱3，所述热水箱2顶部设置有排空管7。

还包括控制器19，控制器19分别与光强传感器20、电加热器16以及鼓风机15电连接，所述控制器19接收设置在太阳能真空集热管6上的光强传感器20的信号，在所述阳光强烈时，关小所述电加热器16，在阴雨天气时，则开大所述电加热器16。

实施例2

一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，6包括外玻璃管8、内玻璃管9，所述外玻璃管8套设在所述内玻璃管9的外端，在每一根所述太阳能集热管6的外玻璃管8与内玻璃管9之间设置有至少一根加强筋10，所述加强筋10包括多段玻璃管段11以及多段金属管段12，并由所述玻璃管段11以及所述金属管段12依次首尾连接构成，每一段所述玻璃管段11均与所述金属管段12密封连接，每一段所述玻璃管段11均镶嵌在所述外玻璃管8上，在所述外玻璃管8上设置有多个与所述玻璃管段11相嵌合的凹口(未示出)，每一段所述玻璃管段11嵌合在所述每一个凹口内，所述金属管段12为呈“U”型，其“U”型底端抵靠在所述内玻璃管9的外壁面上，其“U”型顶端两侧分别与一所述玻璃管段11连接，构成弯折波浪形加强筋，在所述内玻璃管9的外壁面上设置有与所述“U”型底端配合的凹陷(未示出)，所述“U”型底端设置在所述凹陷内；在至少一个所述凹陷内设置有贯通所述金属管段12管壁以及所述内玻璃管9管壁的空气喷孔(未示出)，所述空气喷孔将所述金属管段内的空气送入所述内玻璃管内，在每一个所述空气喷孔内设置有止回机构，只允许空气由所述金属管段喷入所述内玻璃管内，不允许内玻璃管内的水流介质流向所述金属管段的管内；

所述加强筋的首尾两端开口，一端开口为空气入口端13，另一端为空气出口端14，所述空气入口端13以及所述空气出口端14分别穿透所述外玻璃管8延伸出去，所述空气入口端13设置有鼓风机15，所述鼓风机15的入口连接环境空气，在所述鼓风机15内还设置有电加热器16，所述电加热器16内设置电加热丝，所述空气出口端14插入所述热水箱3中，在所述热水箱3中设置有与所述空气出口端14相连接的空气软管17，所述空气软管17的出口位于所述热水箱2底部，在所述空气软管17上均匀设置有多个空气孔18。

所述的太阳能热水器包括太阳能集热器1、热水箱2、冷水箱3以及支架4，所述太阳能集热器1设置在所述支架4上，且其上下两端分别连接所述热水箱2以及冷水箱3，所述热水箱2设置在支架4的上端，所述冷水箱3设置在所述支架4的下端，在所述冷水箱3与所述太阳能集热器1之间设置有循环水泵5，所述太阳能集热器1包括多根依次平行排列的太阳能集热管6，每一根所述太阳能集热管6的上端插入连接所述热水箱2，每一根所述太阳能集热管6的下端通过所述循环水泵5连接所述冷水箱3，所述热水箱2顶部设置有排空管7。

还包括控制器19，控制器19分别与光强传感器20、电加热器16以及鼓风机15电连接，所述控制器19接收设置在太阳能真空集热管6上的光强传感器20的信号，在所述阳光强烈时，关小所述电加热器16，在阴雨天气时，则开大所述电加热器16。

所述空气喷孔为渐缩喷嘴，其横截面积由所述空气导管侧向所述内玻璃管侧逐渐变小。

所述加强筋沿着所述内玻璃管的轴线方向延伸，且多根所述加强筋之间相互平行。

每一个所述太阳能集热管内设置有三根所述加强筋，所述加强筋沿着所述内玻璃管的轴线方向呈螺旋状缠绕于所述内玻璃管的外壁上。

在所述玻璃管段与所述金属管段的连接位置处设置有密封封条。

每一根所述加强筋包括至少三段玻璃管段以及至少三段金属管段

有益效果在于：

(1)在每一根所述太阳能集热管中设置有加强筋，其抵靠在所述外玻璃管内壁与所述内玻璃管外壁之间，提高了二者之间的结合强度，提高了太阳能集热管的整体强度，提高了其安全性；

(2)每一根所述加强筋包括多段玻璃管段以及所述金属管段，在所述玻璃管段，由于所述玻璃管段抵靠在所述外玻璃管的凹口内，所述空气可以直接在所述玻璃管段内吸收太阳能热量，升高温度，形成热空气，提高了太阳能利用率；

(3)同时，吸收太阳能热量后的热空气流经金属管段，至少一个金属管段内设置有空气喷孔，通过该空气喷孔，热空气被喷入所述内玻璃管内，一方面其可以扰动所述内玻璃管内的水流介质，提高其温度混合均匀性，另一方面其直接与水流介质接触，可以将热量传递给所述水流介质，提高水流介质的温度，合理的提高热量利用率；

(4)还包括控制器，所述控制器接收光强传感器的信号，在所述阳光强烈时，关小所述电加热器，只运行所述鼓风机，在阴雨天气时，开大所述电加热器以及所述鼓风机，则可以实现智能节能加热，尽可能利用清洁的太阳能资源，而减小电量的消耗，同时，设置电加热器，能够维持热空气供应的连续性，防止在阴雨天空气温度不高等情况发生，尽可能的提高其加热性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其特征在于，包括外玻璃管、内玻璃管，所述外玻璃管套设在所述内玻璃管的外端，在每一根所述太阳能集热管的外玻璃管与内玻璃之间设置有至少一根加强筋，所述加强筋包括多段玻璃管段以及多段金属管段，并由所述玻璃管段以及所述金属管段依次首尾连接构成，每一段所述玻璃管段均与所述金属管段密封连接，每一段所述玻璃管段均镶嵌在所述外玻璃管上，在所述外玻璃管上设置有多个与所述玻璃管段相嵌合的凹口，每一段所述玻璃管段嵌合在所述每一个凹口内，所述金属管段为呈“U”型，其“U”型底端抵靠在所述内玻璃管的外壁面上，其“U”型顶端两侧分别与一所述玻璃管段连接，构成弯折波浪形加强筋，在所述内玻璃管的外壁面上设置有与所述“U”型底端配合的凹陷，所述“U”型底端设置在所述凹陷内；

在至少一个所述凹陷内设置有贯通所述金属管段管壁以及所述内玻璃管管壁的空气喷孔，所述空气喷孔将所述金属管段内的空气送入所述内玻璃管内。

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其特征在于，所述的太阳能热水器，其包括太阳能集热器、热水箱、冷水箱以及支架，所述太阳能集热器设置在所述支架上，且其上下两端分别连接所述热水箱以及冷水箱，所述热水箱设置在支架的上端，所述冷水箱设置在所述支架的下端，在所述冷水箱与所述太阳能集热器之间设置有循环水泵，所述太阳能集热器包括多根依次平行排列的太阳能集热管，每一根所述太阳能集热管的上端插入连接所述热水箱。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其特征在于，所述加强筋的首尾两端开口，一端开口为空气入口端，另一端为空气出口端，所述空气入口端以及所述空气出口端分别穿透所述外玻璃管延伸出去，所述空气入口端设置有鼓风机，所述鼓风机的入口连接环境空气，在所述鼓风机内还设置有电加热器，所述电加热器内设置电加热丝，所述空气出口端插入所述热水箱中，在所述热水箱中设置有与所述空气出口端相连接的空气软管，所述空气软管的出口位于所述热水箱底部，在所述空气软管上均匀设置有多个空气孔。

4.根据权利要求1-3所述的一种用于太阳能热水器的安全高效的集热管，其特征在于，所述加强筋沿着所述内玻璃管的轴线方向延伸，且多根所述加强筋之间相互平行。