CN1585877A - 太阳能收集管 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能收集管(15)包括一个用于将太阳能导入太阳能收集管内的透明部分(5)。在太阳能收集管(15)内设置有一个用于吸收太阳能的吸收部分(10,12)。此外,该太阳能收集管还包括一个导管部分(20),而且该导管部分上还包括一个用于将通过透明部分(5)接收到的太阳能反射到吸收部分(10,12)上的反射表面(16)。在本发明的多个实施例中,透明部分(5)、导管部分(20)和吸收部分(10,12)一起限定了至少一个用于输送流体的流体通道(20)。在本发明的其它实施例中,一个内管(71)限定了至少一条用于输送流体的通道(78)。该内管(71)支承在太阳能收集管(80)内并受到吸收部分(72)的支承,或者该内管可被安装在两个太阳能收集管部分(81,82)之间,从而形成一个有一内管(78)从中穿过延伸的太阳能收集管。

Description

太阳能收集管
相关申请的参考
本申请为申请日为2001年9月11日的美国专利申请系列号09/952597的部分继续申请。
技术领域
本发明涉及太阳能的收集,尤其涉及一种太阳能收集管。
背景技术
随着为进行加热和冷却而使用的传统燃料和能量的价格的不断上涨,越来越多的注意力已经投向是否可将阳光用作一种加热能源的方向。目前,已经有许多种太阳能热水系统可供使用。例如,一些传统的太阳能热水系统包括一个箱体,该箱体将一个透明的玻璃板用作顶面。在该箱体内,多个圆形的黑色PVC管成蛇形往复穿过该箱体。其它传统的太阳能热水系统包括一个容纳有水的黑色圆形管,该管通过太阳辐射而被加热,而且该管位于一个由太阳能收集器限定的空间的中心位置上。
上述类型的传统太阳能热水系统被安装在一个暴露在阳光下的位置上,例如屋顶;而且多个水管,例如后院水池中的水管,与圆形管道网络的两端相连接。当太阳穿过位于箱体顶部上的玻璃或穿过太阳能收集器时,箱体内部的黑管或收集器就会吸收热能。这样,热能就被传递给在管道内流动的水,从而最终将水加热。
但是,这些传统的太阳能热水系统存在一些缺陷。传统的系统在能量收集方面效率较低。就是说,这些传统的系统没有将太阳能直接、有效地收集起来并传递给水。这样,不论太阳能吸收部件采用何种结构形式(例如,容纳有水的黑色管道),其本身的效率都很低,而且公知的对流、传导和辐射机构还会将已经吸收的大部分能量不断损失掉。这些热损耗机构限制了由吸收器传递给内部邻接流体的能量数量和流体可以达到的最高温度。
传统的系统不仅制造成本高,而且难以安装,而且在现场安装过程中,需要花费大量的劳动力,这样就会导致该系统难于维修且维修成本高。例如,传统的管道和箱式系统非常巨大(即12英尺×24英尺×8英寸),而且通常覆盖着受热结构的大部分,另外价格较高(即$6000-$10000)。箱体的尺寸导致许多问题的发生。安装这些部件必须提供大量的空间。此外,由于这些部件一般较量,因此通常必须对支承结构进行加固,以适合于支承这些重量过大的部件。
为克服这些体积上的缺陷,已经有人开发出其它类型的太阳能收集器系统,其目的在于不再使用上述的大型扁管和箱式系统。但是,这些太阳能收集器系统通常在缩小其尺寸时需要将一些结构不同的部件组装到一起,而结构不同的部件一般成本较高,而且结构也复杂。这样就会出现结合前述大型扁管和箱式系统提及的许多缺陷。
发明内容
因此,在本领域内,就需要提供一种易于制造和装配、易于维修和保养并由低成本材料制成的高效太阳能收集器,以克服传统太阳能加热系统中存在的上述缺陷。本发明的多个实施例通过提供一种能够直接输送受热流体并将太阳能直接有效地收集、传递给内部流体的太阳能收集管来解决上述问题,这样就会增加传递给内部流体的能量并提高流体可达到的最高温度。
在本发明的一个实施例中,太阳能收集管包括一个用于将太阳能导入太阳能收集管内的透明部分。在该太阳能收集管的内部设置有一个用于吸收太阳能的吸收部分。此外,还包括一个导管部分,该导管部分上包括一个反射表面,该反射表面用于将通过透明部分接收到的太阳能反射到吸收部分上。该透明部分、导管部分和吸收部分一起限定了至少一个用于输送流体的流体通道。
因此,本发明的太阳能收集管就需要许多优点,其中一个优点就是高效。就是说,通过使该透明部分和(具有一个内部反射表面的)导管部分具有一定的形状,例如抛物线形,就能够以合适方式将太阳能引向吸收部分,尤其是在其沿太阳能收集管的垂直中心轴定位时。这样,太阳能收集管内的流体就能够被通过透明部分传递进来、由导管部分之反射表面进行反射并通过吸热部分进行热传递的太阳能直接加热。此外,本发明的太阳能收集管成本较低,而且易于制造、安装、保养和维修。
在本发明的具体实施例中,太阳能收集管内的流体被容纳在一个设置在该太阳能收集管内的导管中,该导管与该太阳能收集管的吸热部分一体制成,而不是支承在该收集管的反射部分上。这样,从具有较大面积的太阳能收集管反射回来的热能就可以聚集在较少量的水上,而且可以将热量有效传递给水。在本发明的其它实施例中,内管支承在太阳能收集管的两个吸热部分之间并被一个具有合适形状的卡具所固定。此外,还可以采用与本发明其它实施例相似的端盖、连接器和固定托架。
本领域的技术人员通过参照附图结合下面对本发明的详细说明可以清楚本发明的上述特征和优点及其它特征和优点。
附图说明
下面将接合附图对本发明加以说明,其中相同的附图标记表示相同的部件。
图1为本发明的太阳能收集管的一个实施例沿图13中的剖面线1-1的端部剖视图;
图2为图1所示的太阳能收集管的剖视图,图中示出了对太阳能收集管的入射角、太阳能的光径和太阳能在一个L形吸热部分上的反射情况;
图3为根据本发明设置有一T形吸热部分的太阳能收集管的实施例的端部剖视图;
图4为根据本发明的一个实施例,设置有一Y形吸热部分的太阳能收集管的端部剖视图;
图5为根据本发明的另一实施例,设置有一个锁定凸舌结构的太阳能收集管的端部剖视图;
图6为本发明的一个安装托架的实施例的端部平面图,该安装托架能够可拆卸地安装到一个根据本发明一个实施例制成的太阳能收集管上;
图7为一个与图6相似的视图,图中示出了本发明的另一安装托架的实施例,但该安装托架构形成可在多个角度之间进行调节的结构形式;
图8为一个与图6类似的视图,图中示出了本发明又一安装托架的实施例,而且该安装托架设置有一个定位在22.5°角度位置上的底座;
图9为一个与图6类似的视图,图中示出了本发明再一安装托架的实施例,而且该安装托架设置有一个定位在45°角度位置上的底座;
图10为本发明的一个管道连接器的实施例的端部正视图,该管道连接器构形成能够和两个根据本发明之实施例制成的太阳能收集管相配套;
图11为图10所示的管道连接器之实施例沿图10中的剖面线11-11的剖视图,图中示出了与该管道连接器及根据本发明一个实施例制成的两个太阳能收集管相互配合的凸舌和沟槽结构;
图12为根据本发明的管道连接器的另一实施例的端部平面图,该管道连接器构形成能够将本发明的一个太阳能收集管的实施例和一个圆筒形管连接起来的结构形式;
图13为本发明的太阳能收集系统的实施例与一个泵连接在一起的顶部平面图;
图14为本发明的太阳能收集系统的另一实施例的平面侧视图,该系统被安装在一个壳体上,该壳体带有一个热循环系统;
图15为一个与图1类似的剖视图,但该实施例中的太阳能收集管设置有一个用于容纳流体并支承在两个吸热肋片上的内管;
图16为一个与图15相似的端部剖视图,但该实施例设置有一个用于容纳流体并支承在三个吸热肋片上的内管;
图17为一个与图15相似的端部剖视图,但图中示出了根据本发明一个实施例的内管支承在一个由两个部分组成的支架上;
图18为一个可用于由多个部分组成的太阳能收集管(例如图17所示的太阳能收集管)上的固定夹的实施例;
图19为用于由两个部分组成的支架上的本发明的端盖实施例的前视图,其中该支架用于支承内管(例如图17所示的内管);
图20为图19所示的端盖实施例的侧视图;
图21为根据本发明一个实施例设置有一个内管的太阳能收集管的侧面剖视图,图中示出了从管道流过的流体;
图22为根据本发明一个实施例的太阳能收集管的侧视图,该太阳能收集管设置有一个内管,而且在该内管上还设置有一个端盖,图中示出了从管道流过的流体流;
图23为根据本发明的一个实施例的端盖的前视图,这种端盖可用于设置有内管的本发明之实施例上。
具体实施方式
参照图1至4,尽管本发明可以很容易地应用到太阳能收集管的很多种实施例上,但是仍可将太阳能收集管1用作本发明的太阳能收集管的一个实例。本领域的技术人员应该清楚:本发明并非局限于在附图中示出的具体结构。
太阳能收集管1直接对要加热的内部流体20进行输送,而且将太阳能有效、直接地收集起来并传导给流体20,这样就能够提高传递给流体20的能量并提高流体20可以达到的最高温度。太阳能收集管1包括透明部分5,该透明部分用于将太阳能导入太阳能收集管1内。用于吸收太阳能的吸收部分10设置在太阳能收集管1的内部。此外,还包括一个导管部分15,而且该导管部分15上还包括反射表面16,该反射表面用于将通过透明部分5接收到的太阳能反射到吸收部分10上。在一个实施例中,太阳能收集管1的整体尺寸约为4英寸高、4英寸宽。但是,太阳能收集管1的其它实施例可根据具体的应用条件而采用其它较小和较大的尺寸,而且太阳能收集管1的各个组成部分也可以具有任意的尺寸。
透明部分5可以采用任意的形状,但在本发明的具体实施例中,分别采用了横截面为弧形、拱形、抛物线形、垂曲线形和半椭圆形的透明部分。如图1至4所示,为了对构思进行示例性的说明,该透明部分5的横截面为拱形。
如图1至2所示,出于对发明构思的示例性说明,吸收部分10位于该太阳能收集管的垂直中心轴线上,其中吸收部分10基本是垂直的,而且为I形。该吸收部分10的下部与反射表面16相接触,该吸收部分10的上部12则与透明部分5相接触。
尽管这样,但是吸收部分10仍然有许多种其它形式的实施例。在某些实施例中,吸收部分10设置在太阳能收集管1的任意位置上并能够接收太阳辐射,因此,吸收部分10并非仅限于定位在太阳能收集管1的垂直中心轴线上。此外,在另一实施例中,吸收部分10包括多个吸收部分。在图3和4所示的实施例中,吸收部分10的上部12分别为T形和Y形。即使如此,上部12,或吸收部分10本身仍然可以采用任何其它能够接收太阳辐射的形状。此外,在图3和4所示的实施例中,吸收部分10的上部12没有与透明部分5相互接触,但其其它实施例中该上部12却与透明部分5相互接触。
导管部分15包括相对的壁部分17、18和一个反射表面16,这两个壁部分分别位于太阳能收集管1之垂直中心轴线的两侧。导管15可以采用任何形状,但在本发明的多个具体实施例中,相对的壁部分17和18一起形成了具有下述横截面形状之一的结构:尖拱形、下垂的尖拱形、等边的尖拱形、柳叶状尖拱形、弧形、微凸形、抛物线形、垂曲线形、半椭圆形的结构。如图1至4所示,为对本发明的构思进行示例性说明,导管部分15的横截面为下垂的尖拱形。
反射表面16可与导管部分15一体或整体制成。或者,该反射表面16可一体式地连接到导管部分15上并包括导管部分15的内表面或外表面;或者,该反射表面16可与导管部分15的内表面或外表面连接在一起。这样,导管部分15就可以包括一个一体的内部反射表面或外部反射表面。
如图5所示,图中示出了具有方形或矩形底座的导管部分15,对侧的壁部分17包括锁定凸舌22和底座表面24,该锁定凸舌22从对侧的壁部分17的邻接表面25向外伸出。对侧的壁部分18包括底座表面26和邻接表面27,在该邻接表面27内沿向里的方向限定了至少一个对侧凸舌槽23。邻接表面25和底座表面24、邻接表面27和底座表面26分别形成了一个直角,这样,导管部分15的方形或矩形底座就可通过平面支承在建筑物上。或者,也可以采用倾斜的底座,以与倾斜的建筑物相匹配。锁定凸舌22、凸舌槽23、邻接表面25和27及底座表面24和25可在太阳能收集管1的整个长度范围内延伸,或者也可构成一系列不连续的部分,而且这些不连续的部分沿太阳能收集管1的长度方向分别定位在不同的位置上。尽管如此,这些沿太阳能收集管1的整个长度范围延伸的部件或以一系列不连续的部分存在的部件可与相对的壁部分17和18整体连接在一起,如图5所示,或与相对的壁部分17和18相连接。
至少一个对侧的凸舌槽23按照下述方式进行构造:使其能够以可拆卸的啮合方式容纳一个设置在不同太阳能收集管之对侧壁部分上的锁定凸舌23,从而使各个太阳能收集管的邻接表面至少通过多个部分相互抵靠在一起。但是,如图5所示,至少一个对侧凸舌槽23可包括多个凸舌槽23,每个凸舌槽都按照下述方式进行设计:使其能够以可拆卸的啮合方式容纳设置在另一太阳能收集管之对侧壁部分上的锁定凸舌23,从而使不同的太阳能收集管可以定位在角度不同的建筑物上。此外,相对的壁部分17和18可由能够消除传导性热损失和对流性热损失的多种不同绝缘材料制成。或者,相对的壁部分17和18内可分别限定一个可装满绝缘材料的内部空间,该材料例如硬化泡沫。
透明部分5可由多种允许太阳辐射透过的材料制成,例如玻璃和透明的复合材料、聚合物、聚碳酸酯、聚苯乙烯,或本领域公知的其它塑性材料。吸收部分10可由多种太阳能吸收材料制成,例如暗色或黑色:玻璃、复合材料、聚合物、聚碳酸酯、聚苯乙烯或本领域公知的其它塑性材料,或由粘土和各种助熔剂制成的玻璃状陶瓷材料。或者,吸收部分10上还可具有一个暗色或黑色的涂层,例如铬黑。导管部分15可由多种易于加工成形并可输送流体的材料制成,例如复合材料、聚合物、聚碳酸酯、聚苯乙烯或本领域公知的其它塑性材料;或由粘土和各种助熔剂制成的玻璃状陶瓷材料;金属,例如象锌或镁这样的耐腐蚀金属;或合金,例如铝。反射表面16可由多种不同的太阳能反射材料制成,例如Al、Cu、Pb、Ag或Au。反射表面16可用由上述材料制成的曲线状抛光薄板或柔性箔构成,而且抛光薄板或柔性箔可设置在导管部分15的内表面或外表面上;或者,该反射表面16也可以是设置在导管部分15之内表面或外表面上并由上述材料构成的涂层。或者,制造反射表面16所用的材料可与制成导管部分15所用的材料整体混合在一起。
构成本发明任一实施例之太阳能收集管的部件可以单独制成,然后将这些部件装配到一起。但是,这些部件也可同时制成并相互连接成一体。单独或同时制成这些零部件可能涉及到挤压、注塑、铸造、铣削等工序。如果所有的部件都是单独制成的,那么可以通过本领域公知的任何一种方法(例如通过粘接剂或焊接)将其密封连接在一起,具体方法要根据制成各个部件所用的特定材料而定。因此,如图1和2中的实施例所示,透明部分5与导管部分15接合成一个整体。但,如图3中的实施例所示,该透明部分5和导管部分15的相对壁部分17、18是多个密封连接在一起的独立部分。或者,如图4的实施例所示,透明部分5和导管部分15为密封连接到一起的两个独立部分。参照图2所示的实施例,吸收部分10与透明部分5及导管部分15连成一体,而在图4所示的实施例中,吸收部分10仅与导管部分15连接成一个整体。但是,在图1所示的实施例中,吸收部分10与透明部分5及导管部分15密封接合,但在图3所示的实施例中,吸收部分10仅与导管部分15密封接合。或者,吸收部分10可以是一个设置在太阳能收集管1内的插件。例如,吸收部分10可以通过凸舌和沟槽结构被连接到设置在太阳能收集管1的内部并位于导管部分15和透明部分5上的对置沟槽内。
本发明的太阳能收集管的实施例用于改善流体20的加热方法并提高对流体20的加热效率。该方法包括提高本发明的太阳能收集管对要加热的流体20进行输送,其中本发明的太阳能收集管构形成能够提高透明部分5将太阳能导入流体20中的结构形式。在太阳能收集管1内输送的流体可以是任何一种所需的保温流体,例如空气、水、油、凝胶、食品防冻混合剂或上述流体的任意组合。这样,当通过太阳能收集管对要加热的流体20进行输送时,如果反射表面16与导管部分15的内表面按照上述方式连成一体或相互连接时,流体20就可以与吸收部分10的至少一部分和反射表面16的至少一部分直接接触。或者,如果反射表面16按照上述方式与导管部分15的外表面相接合,那么流体20可与吸收部分10的至少一部分及导管部分15的至少一部分直接接触。这样,太阳能就能够通过透明部分5导入太阳能收集管1内,而还可以通过两种直接的方式对流体20进行加热:直接反射的方式和传动的方式。
具体而言,为对发明构思进行示例性说明,内部流体20与反射表面16的至少一部分及吸收部分10的至少一部分直接接触,如图4的实施例所示,其中反射表面16与导管部分15的内表面接合在一起。尽管如此,但是流体20仍然可以与透明部分5的至少一部分直接接触,或者完全充满太阳能收集管1,如图2和3所示,从而能够与透明部分5、吸收部分10及反射表面16直接接触。流体20是以直接的方式得以加热的:直接反射式和传动式,但一般通过所有的三种方式进行加热。这样,太阳能收集管1的效率就很高,因为该太阳能收集管1能够将太阳能收集起来并有效传递给内部流体20,从而增加传递给内部流体20的能量数量并提高流体20可以达到的最高温度。
现具体参照图2,图中示出了一天中的不同时间点及相关的太阳高度角、太阳能(例如在图2中分别位于45°、90°和180°的角度位置上的光线29)的入射和反射模式。通过该收集管1,就可以在一个从东到西基本延伸180°的方向范围内收集太阳能,即使太阳能收集管1处于一种固定不动的结构中。这样,就可以保证从上午很早到下午很晚的时间段内有效收集太阳能。此外,在早上的头几个小时和下午的最后几个小时内,收集到的大部分太阳能直接照射在吸收部分10上,而且照射的角度有利于实现预期的加热作用。很清楚,沿太阳能收集管1的垂直中心轴线设置的吸收部分10仅对入射的太阳能进行一次反射。“入射”或“收集到”的太阳能在反射表面16上的照射方向一般不包括0度和入射位置垂直于反射表面16的角度,这样收集到的太阳能就不会向外反射。此外,没有直接照射到吸收部分10上的太阳能一般会在经过一次反射后到达该吸收部分,这样就可以提高加热效率。此外,流体20还被用作透镜,这样就能够对通过流体20照射进来的太阳能折射并分布到吸收部分10上,从而再次提高加热效率。
现参照图6至9,本发明还包括一个安装托架,该安装托架用于可本发明的太阳能收集管可拆卸地安装到一个建筑物上,目的是通过使太阳能收集管在不同的角度位置上和不同的地理位置上直接面向太阳而最大限度地暴露在太阳能作用下。通过本发明的安装托架,就可以很容易地将本发明的太阳能收集管安装到具有各种倾角的屋顶上,垂直的墙壁上,其它支承结构上,等等。
为对本发明进行示例性的说明,如图6至9所示实施例的安装托架30构形成能够可拆卸地安装太阳能收集管1的结构形式。安装托架30整体上包括底座32,该底座32用于将安装托架30可拆卸地连接到一个建筑物上。相对而置的接合部件34、35分别设置在安装托架30之垂直中心轴线的两侧并组合在一起构成了一种具有下述形状的结构:尖拱形、下垂的尖拱形、等边的尖拱形、柳叶状尖拱形、弧形、微凸形、抛物线形、垂曲线形、半椭圆形。如图6至9所示,为对本发明进行示例性的说明,相对而置的接合部件34、35一起形成了一种下垂的尖拱形结构。相对而置的接合部件34、35与底座32连接在一起或与底座32连成一体,而且构形成能够可拆卸地安装太阳能收集管1的结构形式。
安装托架30的对置型接合部件34和35包括上部保持部分36和37,这两个保持部分分别沿朝向安装托架30的垂直中心轴线方向向里延伸。上部保持部分36和37按照下述方式制成:当对置的接合部件34和35将太阳能收集管1可拆卸地安装到位时,使其能够可拆卸地保持该太阳能收集管1。就是说,上部保持部分36和37卡在太阳能收集管1的边缘上,该边缘设置在相对的壁部分17、18与透明部分5相交的位置上。虽然如此,但是本发明的安装托架的其它实施例也可不包括上部保持部分36和37。
本发明的安装托架的各种实施例通过使本发明的太阳能收集管正确定位来提高太阳能的收集效率和/或太阳能的强度。这种太阳能收集管无需调整倾角就能够有效地操作。因此,图6、8和9所示的安装托架30的实施例能够使太阳能收集管1没有倾斜的垂直定位。安装托架30的底座32可相对安装托架30的下部水平轴线定位在任意角度位置上,例如从0°到90°的角度范围内;而且,还可以使太阳能收集管1保持在无倾斜的垂直定位状态下。例如,如图8的实施例所示,底座32相对安装托架30的下部水平轴线定位在22.5°的位置上。作为另一实例,底座32相对安装托架30的下部水平轴线定位在45°的位置上,如图8的实施例所示。如图8和9的实施例所示,底座32的角度反映出了传统的屋顶倾角。
或者,太阳能收集管1以可以移动的方式进行设置,从而使其能够随着太阳的位置而回转,这样就能够使太阳辐射具有最佳的入射角。为实现这种必要的性能,安装托架30的接合部件34和35可在其下部部分连成一体,从而形成一个整体式的接合部件33,如图7中的实施例所示。在底座32上,可在多个角度位置之间对一体式的接合部件33进行调节。在图7所示的实施例中,一体式的接合部件33可围绕例如螺钉的紧固件39回转。就是说,一体式接合部件33的顶点定位在一个安装槽内,该安装槽又由底座32的顶面向里延伸。紧固件39穿过底座32上的孔和一体式接合部件33的顶点延伸,从而能够使该一体式接合部件33转动所需的角度并能够可拆卸地安装到位。这样,如图7所示实施例的安装托架30就能够间歇性地改变太阳能收集管1的方位。尽管如此,这种一体式的接合部件33仍然可通过必要的传感器、控制和电机驱动机构连续定向。
在安装托架30的另一实施例中,安装托架30包括一个方形或矩形的底座,该实施例与图5中导管部分15的方形或矩形底座实施例相似。具体而言,在该安装托架30的实施例中,图6中的对置接合部件34还包括一个锁定凸舌和一个底座表面,该锁定凸舌从对置接合部件34的一个邻接表面向外伸出。图6所示的对置接合部件35还包括一个底座表面和一个邻接表面,其中邻接表面上限定了至少一个向里延伸的对置凸舌槽。各个邻接表面和底座表面一起构成了一个直角,从而使方形或矩形的底座实施例能够呈平面状支承在一个建筑物上。或者,可利用倾斜的底座来适应倾斜的建筑物。这种锁定凸舌、凸舌槽、邻接表面和底座表面可与对置的接合部件34和35一体制成或连接在一起。
至少一个对置的凸舌槽按照下述方式进行设计:能够以可拆卸的接合方式容纳一个设置在另一安装托架上的对置接合部件,从而使每个安装托架的邻接表面至少通过多个部分相互抵靠在一起。但是,至少一个对置凸舌槽可包括多个凸舌槽,每个凸舌槽都被设计成能够以可拆卸的接合方式容纳一个设置在另一安装托架上的对置接合部件的结构形式,这样就可以根据建筑物角度的不同而采用不同的安装托架。此外,该方形或矩形实施例中的对置接合部件34、35可由能够消除传导性热损失和对流性热损失的多种不同绝缘材料制成,例如由硬化泡沫制成。或者,对置的接合部件34和35内也可分别限定一个能够装满绝缘材料的空间,该材料例如硬化泡沫。
本发明的安装托架可由易于制造成形的任何材料制成,例如复合材料、聚合物、聚碳酸酯、聚苯乙烯,或本领域公知的其它塑性材料,由粘土和各种助熔剂制成的玻璃状陶瓷材料;金属,例如象锌或镁这样的耐腐蚀金属;或合金,例如铝;或具有足够弹性和足够刚性的材料,具有足够弹性的目的在于能够利用上部保持部分36将太阳能收集管1卡在接合部件34、35内的材料,具有足够刚性的目的在于能够将太阳能收集管1可靠地保持到位。
安装托架的零部件可同时制成并连接成一体。这些零部件可通过挤压、注塑、铸造、铣削等工序制成。安装托架可被切割成或制造成多个能够沿太阳能收集管1的长度方向安装在选定位置上的独立部分。这些独立部分的宽度可约为1”,但其宽度也可以更小或更大。可根据制成安装托架所用的材料和建筑物所用材料的不同,而通过使用粘接剂、焊接、紧固件(例如螺钉、钉、螺栓等)或其它连接机构将安装托架与该结构连接在一起。如果需要采用螺钉,如图6至9的实施例所示,那么可在方便的角度和位置上钻出多个穿过底座32的螺钉孔38。
本发明还包括一种用于本发明之太阳能收集管上的管道连接器。现参照图10至13,管道连接器的实施例40、41和43及其它管道连接器的实施例整体上包括一个管道连接器主体42,该主体包括至少一个内部通孔44和三个壁部分46、47和48。壁部分46构成了一种弧形、拱形、抛物线形、垂曲线形和半椭圆形的结构。如图10和12所示,为对本发明进行示例性说明,壁部分46为拱形。壁部分47和48在管道连接器的垂直中心轴线的两侧彼此相对而置并组合在一起形成了一种尖拱形、下垂的尖拱形、等边的尖拱形、柳叶状尖拱形、弧形、微凸形、抛物线形、垂曲线形、半椭圆形的结构。如图10和12所示,为对该构思进行示例性的说明,壁部分47和48一起形成了一种下垂的尖拱形。此外,还包括至少两个孔,即分别用于允许流体进入主体42内的入口和允许流体从主体42内流出的出口孔,,其中至少两个孔中的至少一个构形成能够与本发明的太阳能收集管相互配合的结构形式。但是,上述的至少两个孔可构形成能够与本发明的太阳能收集管相互配合的结构形式,例如图10、11和13所示的管道连接器的实施例40、43,其中孔50和51分别构形成能够与太阳能收集管1相互配合的结构形式。
现参照图10至11,图中示出了一个180°的首尾相接的管道连接器的实施例40。该管道连接器40包括一个管道连接器主体42,该主体42又包括一个内部通孔44和三个壁部分46、47和48。壁部分46形成了一种拱形的结构。壁部分47和48在管道连接器40的垂直中心轴线的两侧相对而置并组合在一起形成了一个下垂的尖拱形。此外,还包括两个孔50和51,这两个孔分别被用作允许流体进入主体42的入口和允许流体从主体42内流出的出口;而且,孔50和51分别构形成能够与太阳能收集管1的一端通过凸舌和沟槽结构相互配合的结构形式。具体而言,壁部分46、47和48在孔50和51处限定了多个向里延伸的沟槽。如图11所示,两个太阳能收集管1的端部定位在位于孔50和51处的沟槽内。或者,管道连接器40可包括连接在管道连接器40后端上或与该后端连成一体的凸起56,该凸起构形成能够将管道连接器40可拆卸地安装在一个结构上的结构形式。
尽管如此,在本发明的其它管道连接器的实施例中,主体42可以构成一种在0度(例如图13所示的管道连接器43)到180度(例如图10至11所示的管道连接器40)的范围内延伸的角形结构。但是,主体42也可构成其它的形状。例如,在一个实施例中,连接器的主体42为T形,其中至少一个内孔44分岔延伸形成了两个分别与三个开口流体连通的内孔。在另一实施例中,连接器的主体42形成了一种Y形结构,在该结构中,至少一个内孔44分岔延伸形成了三个分别与三个开口流体连通的内孔。此外,上述至少两个开口中的至少一个可构形成能够与太阳能收集管1的一端通过其它结构相互配合的结构形式,例如通过一种臂和套管结构。就是说,上述至少两个开口中的至少一个可构成一个套管,太阳能收集管1的一端可插装在该套管内。例如,如图12中的管道连接器的实施例41所示,开口52形成了一个圆筒形的套管,以用于将一个圆筒形管道的一端插装到该套管内。
管道连接器的实施例40、41和43及其它管道连接器的实施例均可由易于制造成形的材料制成,例如复合材料、聚合物、聚碳酸酯、聚苯乙烯或本领域公知的其它塑性材料;由粘土和各种助熔剂制成的玻璃状陶瓷材料;金属,例如象锌或镁这样的耐腐蚀金属;或合金,例如铝;或其它可用于输送流体的材料。
构成管道连接器实施例40、41和43及其它管道连接器实施例的零部件可以单独制成,然后将其组装到一起;或者,也可以同时制成成形并连接成一体。这些零部件的制造可分别或同时从挤压、注塑、铸造、铣削等工序开始。如果这些零部件是分别制成的,那么就可利用本领域公知的方式将其密封连接到一起,例如套管粘接剂或焊缝,这要根据构成各个零部件所用的材料来决定。本领域的技术人员可以为选定的应用条件和材料的不同而选择合适的制造技术和连接技术。
图15示出了太阳能收集管1的另一实施例,该实施例与图1至4所示的太阳能收集管的实施例相似,但该实施例包括一个导管71,该导管71用于在太阳能收集管70内运送流体,而且可与吸热支架72一体制成。与图1至4所示的太阳能收集管的实施例相似,该实施例中的太阳能收集管70包括一个用于将太阳能导入太阳能收集管70内的透明部分73和一个导管部分74,该导管部分74包括相对的壁部分75和76,每个壁部分都在其内表面上设置有一个反射表面77。与图1至4所示的实施例不同,在图15的实施例中,在太阳能收集管70内运送的流体78可在内管71内被运送,而不是在导管部分74内被运送;或者,除了在导管部分74内运送的流体外,还在内管71中运送流体78。内管71的尺寸被加工成可以容易地与现有的管道固定件(即,直径为1/2英寸,3/4英寸,1英寸等)相互接合的结构形式。
内管71受到吸热支架72的支承。该吸热支架72可在太阳能收集管70的整个长度范围内连续延伸,或者,也可以出于对内管71进行支承的需要,而在太阳能收集管70的多个部分上周期性地间隔分布。该内管71可用相同的吸热材料与吸热支架72一体制成,或者也可与内管71分别制成,而且仅仅是支承着内管71。例如,内管7171可以是传统的黑色PVC管,该管被安装在位于太阳能收集管70内的吸热支架72上。还可以考虑:将传统的铜或铝制金属管用作内管71。通过将该内管71与吸热支架72一体制成,例如通过同一挤压工艺,或通过将内管71安装在能够与吸热支架72直接接触的位置上,就可以使热量更加容易地从吸热支架72传递给内管71。如图16所示,该吸热支架72还可被制造成三个或更多吸热支架的结构形式,这些支架可具有任意的结构,只要这种结构能够比图15所示的两个支架提供更多的支承并提高吸热性能。
如果该内管71用于运送流体78,而不是象前述实施例那样利用导管部分74的两个相对的侧面75和76来运送流体,那么就会产生许多优点。首先,与仅仅设置有导管部分74的实施例相比,内管78更容易与在市场上可以买到的现有管路固定件可靠连接在一起。而且,可以利用传统的接头将将现有的管道系统与内管71的一端连接在一起。其次,如果流体仅在内管71内,而不是装在导管部分74内,那么收集到的太阳能可以用来对较小体积的流体进行加热,这样就能够使被加热的流体达到一个较高的温度。第三,当较小体积的流体从内管流过时,太阳能收集管70在装有流体后的总重量将轻于其它的实施例。第四,还可以提高热传导效率。
在设置有内管71的本发明之实施例中,将太阳能收集管70内除内管71外的那部分容积抽成真空并进行真空密封,以提高通过热能的反射和折射传递给吸热支架72和内管71的热传导效率。本领域的技术人员可在太阳能收集管70的制造过程中在将太阳能收集管70抽空后通过利用气密密封件对已被排气的太阳能收集管70进行密封并使内管延伸到太阳能收集管70的端部之外的方式而实现这一点。或者,为了使太阳能收集系统的安装人员在安装过程中对一个特定的太阳能收集管70进行切割后更加容易地将太阳能收集管70的体积79抽空,可在该太阳能收集管70的端盖上设置一个抽气口(见图22和23)。在端盖上安装有气密密封件后,可利用真空泵将太阳能收集管抽成真空。
图17示出了由两个部分组成的太阳能收集管80,其第一部分81和第二部分82安装在一个独立的内管71上。与前述的实施例相同,内管71可以是一个标准的PVC管、铜管、铝管或其它可从市场上买到的管子。通过使用传统的金属管,就可以降低由于热应力反复作用于管子上而使管子产生泄漏的可能性,从而延长了管道的使用寿命。另外,将传统的管子用作内管71还便于将太阳能收集管系统应用到现有的管道系统上。太阳能收集管80的各个部分81、82的吸热部分72其尺寸和形状可被加工成能够以滑动配合安装在内管71上的结构形式,以实现最佳的热传导,但这并非是本发明的必要技术特征。为实现太阳能加热,采用一种由两个部分组成的太阳能收集管80就可以对某些现有的管道系统进行改进,而无需将现有的管道系统拆卸下来。或者,也可以采用由三个或更多部分组成的太阳能收集管,如果这种结构对特定的实施例有利的话。
图18示出了一种夹紧装置83,该夹紧装置用于将如图17中的实施例所示的太阳能收集管80的两个部分81和82固定在一起。该夹紧装置83可由任何可以或能够被制造成所需形状的材料制成。可成形的材料例如包括:金属和复合材料,塑料,橡胶,硅等。在本发明的一个具体实施例中,该夹紧装置83包括两个侧面部分88和89,这两个部分在底部被一个铰链84连接在一起并在顶部被一个螺栓86和螺母87连接在一起,这样就可以在连接口85处将夹紧装置83的两个侧面88和89连接起来。其它夹紧装置、连接件和铰链对于本领域的技术人员而言都是公知的,而且本领域的技术人员可用这些公知的部件替换图18所示的夹紧装置。例如,铰链84可被制造成夹紧装置83的一个柔性部分,该柔性部分能够弯曲,从而使夹紧装置83能够围绕太阳能收集管80延伸,接着,在将其连接到顶部上之前,弯回到合适的位置上。此外,在夹紧装置的顶部连接在一起的螺栓86和螺母87还可被一个开口销、一个锁定托架或本发明其它实施例中所用的部件所替代。
如图19和20所示,图中示出了用于由两个部分组成的太阳能收集管80(图17)上的局部端盖90。该部分端盖90包括一个前表面91和一个开口,该前表面的形状基本与由两个部分组成的太阳能收集管80的局部横截面相同,而内管可穿过该开口延伸。或者,端盖90可构形成能够与内管71的一端相接合的结构形式,而且还可设置有一个由端盖90的表面伸出的接头(未示出),该接头能够与另一管道固定件(例如管子)连接起来。端盖90的背面包括一个凸起部分92,该部分的尺寸和形状确定成能够以滑动配合的方式安装到太阳能收集管部分80的端部内。与前述的太阳能收集管的实施例相同,该实施例的太阳能收集管也可被抽成真空,以提高其导热性。本领域的技术人员应该清楚:太阳能收集管的正面92其尺寸远大于太阳能收集管的横截面,而且其形状不同于太阳能收集管的横截面形状。在本发明的一个特殊实施例中,正面91设置有应该方形底座,当将该方形底座连接到太阳能收集管上时,该方形底座被用作太阳能收集管的支架。端盖90可通过摩擦、螺钉、粘接剂或其它本领域公知的连接部件与太阳能收集管连接起来。
通过内管71流动的流体已经在图21中示出。图22和23示出了设置有一内管71和一端盖92的太阳能收集管80的实施例。该端盖92包括一个隆起部分93,该隆起部分从其背面伸出,而且其尺寸和形状确定成能够通过滑动配合安装在太阳能收集管80的一个端部内和/或安装在其整个端部上。内管71穿过端盖92延伸并用于与相邻的管道、其它太阳能收集管或类似部件相连接。该端盖92还可构形成:可通过沿垂直于隆起部分93的方向在该隆起部分上设置一个沟槽并使该沟槽的宽度足以将各个部分81和82(图17)的吸热部分72安装在该沟槽内而能够对由两个部分或更多部分构成的太阳能收集管(例如图17所示的实施例)的端部进行固定的结构形式。合适的粘接剂、焊缝、螺钉或本领域公知的其它方法也可用于将端盖92安装到位。穿过端盖92可包括有一个抽气口94,该抽气口用于当在端盖92、太阳能收集管80和内管71之间已经形成其它形式的气密密封时将太阳能收集管80抽空。一旦利用合适的真空泵将太阳能收集管80抽空后,该抽气口94就可被一个合适的密封件堵住或以其它方式将该口94封住,以保持太阳能收集管80内的真空状态。
根据本发明该实施例的太阳能收集管还可安装在一个太阳能收集系统及其实施例中。尽管本发明可以容易地应用到太阳能收集系统的不同实施例中,参照图13和14,但是太阳能收集系统60只是本发明的太阳能收集系统的一个实例。太阳能收集系统60包括至少两个彼此流体连通的太阳能收集管1,以用于输送要加热的流体并用于将已经加热的流体移走,但是至少两个太阳能收集管可包括多个太阳能收集管1。接着,来自太阳能收集系统60的已加热流体,例如热空气或热水,就可用于对一个生活空间内的空气进行调节,而且可以提供适用于多种环境条件的家用热水并对其它流体(例如游泳池中的水)或类似物进行加热。
上面已经对太阳能收集管1作出了说明。本领域的技术人员可以用本文所述的太阳能收集管的其它实施例来替代示例性和非限制性的太阳能收集管1。这样,太阳能收集管60的至少两个太阳能收集管1大体分别包括:透明部分5,太阳能可透过该透明部分进行照射;设置在收集管1内的吸热部分10,该部分用于吸收太阳能;和导管部分15,该导管部分上包括有反射表面16,反射表面16又用于将通过透明部分接收到的太阳能反射到吸热部分上。透明部分5、导管部分15和吸热部分10一起限定了至少一个用于输送流体的流体通道。
尽管如此,在本发明的太阳能收集系统的另一实施例中,多个太阳能收集管1以固定不动的方式连接在一起并形成一个整体。这种整体式的太阳能收集系统可用于任何领域,只要能够按照上述方式或下述方式对太阳能收集系统60进行使用。每个整体结构中的每个太阳能收集管1都包括透明部分5、吸热部分10和导管部分15,这些部件与上述的太阳能收集系统60的零部件相似。对于每个整体而言,连接到一起的太阳能收集管1包括一个与导管部分15一体成形的下部部件和一个与封盖部分5一体成形的顶部部件。
构成一个整体结构的顶部部件和下部部件可被分别制成,然后将其装配到一起;或者,也可同时制成并连成一体。单独或同时制成这些部件可能包括挤压、注塑、铸造、铣削或类似工序。如果这些部件是单独制成的,那么就可按照本领域公知的方式将其密封连接到一起,例如利用粘接剂或焊缝,这主要决定于制成这些部件所用的材料。
太阳能收集系统60还可包括至少一个如上所述的安装托架30,其用于将太阳能收集系统60的至少两个太阳能收集管1可拆卸地安装到一个构件上。这样,至少一个安装托架30就可以相对至少一个安装托架30的下部水平轴线定位在22.5°或45°的位置上。而且,作为另一实例,可在多个角度位置之间对至少一个安装托架30进行调节。
太阳能收集系统60还可包括至少一个管道连接器,例如管道连接器40、41和43及如上所述的其它管道连接器的实施例。因此,上述的至少一个管道连接器就可以将太阳能收集系统60的至少两个太阳能收集管1以流体连通的方式连接到一起(例如图13中的管道连接器40和43)。此外,上述的至少一个管道连接器还可将太阳能收集系统60的至少两个太阳能收集管1之一与圆筒形管62或64以流体连通的方式连接到一起(例如,图13中的管道连接器41)。
太阳能收集系统60还可包括一个加热系统,该加热系统可以流体连通的方式与该太阳能收集系统60连接在一起。该加热系统可对来自太阳能收集系统60的已加热流体进行利用,目的是对某一区域进行加热,例如建筑物内的一个房间、游泳池等。太阳能收集系统60涉及到能够对被太阳能加热的流体进行利用的所有加热系统装置的公知实施例。
因此,加热系统可包括一个蓄热器部件,其用于存储已被太阳能收集系统60加热后的流体,例如热水加热水箱、涤气水箱(gas watertank)、保温水箱或类似部件。该蓄热器可与加热系统和太阳能收集系统60以流体连通的方式直接或间接连接在一起。该加热系统还可包括一个用于使流体在太阳能收集系统60和加热系统内循环流动的泵。该泵以流体连通的方式与加热系统及太阳能收集系统60连接在一起,而且可以是用于使流体循环流动的任何泵,例如水池泵、热力泵、用于辐射式地板加热系统的串联净化泵等。该加热系统还可包括一个设置在要加热区域内的热循环系统,该热循环系统可与加热系统以流体连通的方式相互连接。这种热循环系统可以是嵌在建筑物地板内的辐射式地板加热(循环加热)管、空气导管等等。
对于某些装置而言,将已被加热的流体存放在一个位于地面高度,而不是屋顶高度上的保温容器中是最便利的。因此,可以方便地采用一个由传感器控制的流体泵使热交换流体以适当的方式循环流动。许多简单的标准电路用于对水箱内的流体温度和太阳能收集系统60内的流体温度进行对比,而且仅在需要时才使泵工作。显然,该程序的优点就在于可将该太阳能收集系统60修改成现有的热水系统。本发明的实施例无需提供一个新型的热水水箱,而且无需进一步的修改就能够将现有的气体或电气系统用作备用设备。与太阳能收集系统60组合到一起的传感器控制型泵能够比传统的平板式收集器产生和存储更热的水,这样就能够使太阳能热水系统可以仅采用一种小于常规推荐容量的热水蓄热器。
在图13所示的装置中,太阳能收集系统60可与入口管62和出口管64相连接,而该入口管和出口管又分别与一个热循环系统相连接,例如辐射型地板加热装置(未示出)。在图中,泵66与入口管62连接在一起,但泵66也可以与出口管64连接在一起。泵66能够使要加热的流体(热水或食品级防冻混合剂)通过嵌入式管道在太阳能收集系统60内循环流动,从而使混凝土的热质量得以升温并对位于地板上方的区域进行加热。
参照图13,作为另一种辐射式地板加热装置,太阳能收集系统60内的已加热流体可通过热虹吸管作用在嵌入式的管道内流动,从而使混凝土的热质量升温并对地板上方的区域进行加热。热虹吸管现象是水因受热而产生的自然流动,这种自然流动作为循环设计的一部分允许水流在一个封闭回路型的辐射式地板加热系统中通过对流而上升。例如,在太阳能收集系统60内被加热的水将自然上升,这样就会有效地推动和拉动较凉的水循环流动,从而将已经被加热的水从太阳能收集系统60移动到管道内,以备使用。但是,被设计成能够对通过热虹吸管作用而循环流动并被太阳能加热的水进行利用的加热和循环系统容易被气泡堵塞。因此,泵66可以是一个小型的串联泵66,其用于净化和清理堵塞物。在该实施例中,泵66将使水通过管道以足以将气泡移走的速度循环流动。一般情况下,清洗泵66仅当系统堵塞时才工作,而且,当恢复循环流动时,泵66停止工作。
下面将参照图14对太阳能收集系统60的使用和安装加以说明。在图14中示出了太阳能收集系统60与房屋80的一侧连接在一起。尽管如此,但是太阳能收集系统60还可安装在房屋80的屋顶上或安装在其它建筑物的屋顶上,例如车库、走廊、水池围栏等,以增加太阳能收集系统60暴露于太阳能下的时间。太阳能收集系统60与一个包括有一进气孔67和一出气孔70的加热系统连接在一起。来自太阳能收集系统60的已加热空气70通过对流而上升并通过出气孔68排出。就是说,在太阳能收集系统60内被加热的空气70将自然上升,这样就可以通过进气孔67以循环模式对较冷的空气69进行推动和拉动,从而将热空气70从太阳能收集系统60移动到房间72内并对房间内的空气进行调节。或者,可将一个吹风机、风扇、泵或类似部件安装到加热系统中,以使较冷的空气69和已加热的空气70通过太阳能收集系统60循环流动,从而对房间72内空气进行调节。
因此,本发明的太阳能收集管克服了传统太阳能加热系统的上升缺陷。该太阳能收集管易于制造和安装并便于对已经损坏的部件进行维修和更换,而且还可由价格低廉的材料制成。例如,根据本发明特定实施例的太阳能收集管系统因为没有喷头而比传统的喷洒系统更易于装配。此外,太阳能收集管可直接对要加热的流体进行输送,而且将太阳能收集起来并有效、直接地传递给内部流体,从而使传导给内部流体的能量最多,而且还可以提高流体可以达到的最高温度。具体而言,通过使太阳能收集管的透明部分和导管部分(设置在该导管部分上的反射表面)具有一定的形状,例如抛物线形,就能够将太阳能正确地导向吸热部分,尤其是在该吸热部分设置在太阳能收集管的垂直中心轴线上时。这样,太阳能收集管内的流体就能够被通过透明部分传导的太阳能及来自导管部分之反射表面的反射能和从吸热部分传递出来的热量直接加热。
上面已经给出了一些实施例和实例,目的在于更好地解释本发明及其应用领域并使本领域的技术人员能够制造和使用本发明。但是,本领域的技术人员应该知道:上面给出的说明和实例仅是说明和实例。上述的说明并非穷尽的,或者并非是对本发明的具体限制。在由所附权利要求书限定的保护范围和构思范围内,可对本发明作出多种修改和变化。因此,无需赘述,在附图和说明书中示出的本发明的所有零部件都是可用零部件的实例,而并非是一种限制。同样,除非另有说明,否则在本文中提及的本发明之方法的所有步骤或各个步骤的顺序仅是可用步骤的实例或可用步骤的顺序,而并非是一种限制。

Claims (18)

1.一种用于输送要加热的流体并用于将已经被加热的流体移走的太阳能收集管,该太阳能收集管包括:
透明部分,该部分用于将太阳能导入太阳能收集管内;
至少一个吸收部分,所述吸收部分设置在太阳能收集管的内部并用于吸收太阳能;
内部导管,所述内部导管设置在太阳能收集管内并用于输送流体;和
相对设置的太阳能收集管壁,所述管壁分别设置在一个垂直的中心轴线的两侧,该壁上包括反射表面,该反射表面用于将通过透明部分接收到的太阳能反射到吸收部分和内部导管上;
其中,所述相对设置的太阳能收集管壁一起构成了横截面形状为下述形状的结构之一:尖拱形、下垂的拱形、等边的拱形和柳叶状拱形。
2.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:所述透明部分与导管部分连成一体。
3.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:所述透明部分的横截面形状为下述形状中的一种:弧形、曲面形、抛物线形、悬链线形和半椭圆形。
4.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:第一吸收部分的下部与反射表面相接触,而第二吸收部分的上部与透明部分相接触。
5.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:至少一个吸收部分与透明部分连成一体,而至少一个吸收部分与太阳能收集管壁连成一体。
6.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:至少三个吸收部分与内部导管接触并支承着该内部导管。
7、根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:所述导管部分还包括位于太阳能收集管的垂直中心轴线的两侧的相对设置的壁部分,所述壁部分又包括:从第一对置的壁部分伸出的锁定凸舌;和至少一个由第二对置的壁部分限定而成的凸舌槽,其中至少一个对置的凸舌槽构形成能够以可拆卸的接合方式容纳设置在不同的太阳能收集管上的锁定凸舌的结构。
8.根据权利要求7所述的太阳能收集管,其特征在于:至少一个对置的凸舌槽包括:多个凸舌槽,这些凸舌槽构形成能够以可拆卸的接合方式容纳不同的太阳能收集管上的锁定凸舌的结构形式,从而能够以不同的结构角度将不同的太阳能收集管定位。
9.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:其还包括端盖,该端盖具有从中通过的导管孔,该端盖的尺寸和形状确定成能够密封太阳能收集管的一端的结构形式。
10.根据权利要求9所述的太阳能收集管,其特征在于:所述端盖还包括抽气口。
11.根据权利要求1所述的太阳能收集管,其特征在于:所述太阳能收集管是被排气的太阳能收集管。
12.一种用于输送要加热的流体并用于将已被加热的流体移走的太阳能收集管,该太阳能收集管包括:
至少两个部分,每个部分都包括:
透明部分,该部分用于将太阳能导入太阳能收集管部分内;
第一壁,该第一壁上设置有用于在所述部分内吸收太阳能的吸收部分和凹入部分,该凹入部分的尺寸和形状确定成能够将部分导管安装并抵靠在该凹入部分内的结构形式;
第二壁,该第二壁上包括反射表面,该表面用于将通过透明部分接收到的太阳能反射到吸收部分上;
其中,所述至少两个部分以其相应的第一壁相互抵靠在一起的方式进行定向,导管可被封装在所述壁的凹入部分内,以将热能从吸收部分传递给该导管。
13.根据权利要求12所述的太阳能收集管,其特征在于:所述第二壁由一种吸热材料制成。
14.根据权利要求12所述的太阳能收集管,其特征在于:其还包括端盖,该端盖具有从中通过的端盖孔,该端盖的尺寸和形状确定成能够密封太阳能收集管的一端的结构形式。
15.根据权利要求14所述的太阳能收集管,其特征在于:其还包括:抽气口。
16.根据权利要求12所述的太阳能收集管,其特征在于:所述太阳能收集管的每个部分是被排气的太阳能收集管部分。
17.根据权利要求12所述的太阳能收集管,其特征在于:其还包括夹紧装置,该夹紧装置构形成能够将第一和第二部分固定到一起的结构形式。
18.一种用于输送要加热的流体并用于将已经加热的流体移走的太阳能收集管,该太阳能收集管包括:
流体导管,该流体导管包括:
设置在流体导管的外表面上的透明部分,该透明部分具有第一端和第二端,而且其横截面形成了下述形状中的一种:弧形、曲面形、抛物线形、悬链线形和半椭圆形;
导管部分,该导管部分包括第一对置壁和第二对置壁,第一对置壁设置有第一端,该第一端与透明部分的第一端连接在一起,第二对置壁设置有第一端,该第一端与透明部分的第二端连接在一起,第一和第二对置壁分别设置有连接在一起的第二端并组合在一起形成了一种在太阳能收集管之垂直中心轴线的任意一侧的横截面形状为下述形状之一的结构:尖拱形、下垂的尖拱形、等边的尖拱形和柳叶状尖拱形;
相对设置的壁上包括反射表面,该反射表面用于将通过透明部分接收到的太阳能反射到太阳能收集管的垂直中心轴线上;以及
吸收部分,该部分设置在流体导管的内部并沿中心垂直轴线的至少部分范围内延伸。
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