CN201081427Y - 联集管式太阳能集热器 - Google Patents

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张国平
赵娟
韩成明
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Abstract

本实用新型涉及一种联集管式太阳能集热器，主要由联集箱、真空集热管、支架、尾架组成，支架和尾架连接在一起，支撑着联集箱，真空集热管布置在支架上，其一端连接到尾架上，另一端通过硅橡胶密封圈密封与联集箱连接，其特征在于：联集箱包括有外壳，外壳内设置有内胆，内胆内装有传热工质；在外壳和内胆之间填充有保温层。内胆内设置有换热器，该换热器具有进水口和出水口，内胆中的传热工质包围在换热器周围。

Description

联集管式太阳能集热器
技术领域
本实用新型涉及利用太阳能的领域，特别涉及一种联集管式太阳能集热器，适用于太阳能与建筑结合的热水工程，为整体住宅、单独住户提供生活用热水，为太阳能采暖、太阳能房、蔬菜大棚、海水加热养殖等领域提供热量。
背景技术
如图1所示，现有技术中的联集管式太阳能集热器包括有联集箱11，通常在联集箱11的内部直接设置有内胆12，内胆12内盛装有工质(实际上就是热水器中需要加热的水等)，内胆12两端分别与蓄热水箱连接，这样，集热器的集热管将太阳光产生的热量传导至联集箱11的工质中，对工质进行加热。加热后的工质循环到蓄热水箱，蓄热水箱中的冷水又回流到内胆12中，由此形成循环加热。
上述结构是由集热器与蓄热水箱直接连接，集热器不能承受压力，整个系统无法承压运行，用户使用水压小，舒适度差。
为了使得集热器可以承压，现有的真空管太阳能集热器采用金属热管，将金属热管插入到真空集热管中，而金属热管可以承受较高的压力，从而使得集热器能够承压运行。虽然现有的金属热管式真空管太阳能集热器克服了上述缺点，但由于其采用金属热管，尤其是采用铜质热管的时候，生产成本高，不利于市场推广。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可承压运行的联集管式太阳能集热器，用于太阳能热水工程或单独住户。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种联集管式太阳能集热器，主要由联集箱、真空集热管、支架、尾架组成，支架和尾架连接在一起，支撑着联集箱，真空集热管布置在支架上，其一端连接到尾架上，另一端通过硅橡胶密封圈密封与联集箱连接，其中：联集箱包括有外壳，外壳内设置有内胆，内胆内装有传热工质；在外壳和内胆之间填充有保温层，内胆内设置有换热器，该换热器具有进水口和出水口，内胆中的传热工质包围在换热器周围。
本实用新型进一步优选的是：联集箱内还设置有入水口和排气口，该入水口和排气口与内胆连通，并伸出到联集箱外。入水口用于补充联集箱内的传热工质，排气口用于将联集箱与大气相通。
本实用新型进一步优选的是：所述换热器为U形管、直线形管、两根平行的直线形管、蛇形管或者螺旋形管。进一步的是，所述换热器上可以设置有多个传热翅片，这样可以增大传热面积，提高热交换的效率。
本实用新型具有的优点：
1、换热箱与蓄热箱分离，实现用户用水与集热部分的分离；
2、使用普通真空集热管可以达到承压运行的目的；
3、蓄热水箱可实现承压运行，便于与建筑结合，特别适用于高层建筑阳台壁挂式热水系统中；
4、多种换热器形状和结构，以及可以增加传热翅片，给用户更多的选择，而达到最佳性价比；
5、安装简单方便，集热器可竖置放置，也可横置放置。
本实用新型的上述和另外的特征、优点可以通过以下结合附图的详细说明得到进一步的理解。
附图说明
图1为现有技术的联集管式太阳能集热器结构示意图；
图2为本实用新型的联集管式太阳能集热器结构示意图；
图3为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图4为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图5为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图6为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图7为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图8为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图；
图9为联集管式太阳能集热器另一种实施例的结构示意图。
附图标记说明：联集箱11；内胆12；联集箱2；外壳21；内胆22；入水口221；排气口222；保温层23；换热器24；进水口241；出水口242；真空集热管3；支架4；尾架5。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型提供一种联集管式太阳能集热器，主要由联集箱2、真空集热管3、支架4、尾架5组成。支架4和尾架5连接在一起，支撑着联集箱2，真空集热管3布置在支架4上，其一端连接到尾架5上，另一端通过硅橡胶密封圈密封与联集箱2连接。上述结构属于现有技术中的结构，在此不再详细描述。
本实用新型主要是针对联集箱2内部的改进，在优选实施例中，联集箱2包括有外壳21，外壳21内设置有内胆22，内胆22内装有传热工质；在外壳21和内胆22之间填充有保温层23。内胆22内设置有换热器24，该换热器24具有进水口241和出水口242，内胆22中的传热工质包围在换热器24周围，由此可以将传热工质的热传递到换热器24内。在图2所示的实施例中，换热器24的进水口241与蓄热水箱的出水管连通，出水口242与蓄热水箱的进水管连通。由于在内胆22内设置了换热器24，那么用户使用的要加热的水在换热器24内流通，而与内胆22内的传热工质隔离开，这样，不仅可以采用水作为传热工质，也可以采用其它的效率更高的传热工质。
联集箱2内还设置有入水口221和排气口222，该入水口221和排气口222与内胆22连通，并伸出到联集箱2外，入水口221用于补充联集箱2内的传热工质，排气口222用于将联集箱2与大气相通。
换热器24采用可承压的管状部件，比如金属管，因为换热器是只设置在内胆中，而不像现有的金属热管式真空管太阳能集热器那样要用到多根金属热管，所以能够大大节省成本，提高了性价比。
在如图2所示的实施例中，换热器24为U形管，其进水口和出水口位于同一侧，这样的布置适合于家庭太阳能热水器使用，节省空间，安装方便。
图3所示的是本实用新型的另一种实施例，其中，换热器24为直线形管，其进水口和出水口分别位于联集箱2的两侧。这种结构由于换热器24进一步缩小，所以可以节省更多的成本。
图4至图9分别显示了适用于本实用新型的各种实施例，其中各个实施例中的结构大体相同，不同之处在于换热器24的形状和结构。图4中所示的换热器24为两根平行布置的直线形管，在使用时可以只使用一根或者两根同时使用，其进水口和出水口可以同时的位于联集箱2的两侧，也可以交错的位于联集箱2的两侧。此外，可以通过软管或其它形式的连接部件将两根直线形管的一端连接起来，这样就可以形成类似于图2中所示的U形管，只不过U形部分位于联集箱2的外侧。这样的结构可以有较多的变化，便于扩展连接，实用性较强。
图5中所示的换热器24也是为一根直线形管，与图3中所示的不同的是，在该直线形管上设置有多个传热翅片，这样可以进一步增大传热的面积，更加有效的进行换热。图6中所示的换热器24也是在图4所示的基础上增加了多个传热翅片。而图7中所示的换热器24是在图2所示的U形管的基础上增加了多个传热翅片。
为了更加有效的进行换热，可以增加换热器24与工质之间的接触面积，比如可以采用图8和图9中所示的结构。图8中所示的换热器24为蛇形管，图9中所示的换热器24为螺旋形管，与上述换热器的结构相比，这样的形状可以极大的增加换热器24与工质之间的接触面积。当然，如果条件(比如空间)许可的话，也可以在这些结构上进一步增加传热翅片(图中未示)。
上述这些换热器24由于其不同的结构和形状，其最后的生产成本和材料成本也不相同，其传热效率也不一致。形状越复杂，传热翅片越多，与工质之间的接触面积越大，那么其传热效率也就越高，但是成本也越高。同时，这也给了用户多种选择，用户可以选择采用不同的形状结构和/或增加传热翅片而在效率和成本之间选择一个平衡点，以达到最高的性价比。
此外，上述的真空集热管3可以是双层同轴全玻璃真空集热管、三层同轴全玻璃真空集热管或者玻璃热管式真空集热管。采用玻璃热管式真空集热管与联集箱结合使用时，其优点在于：不漏水，如果真空管意外破损，联集箱不漏水，集热器继续运行，安全可靠、不冻裂、不结垢，与金属热管式真空管太阳能集热器成本相比大幅度降低。而集热器可竖置放置，也可横置放置。
本实用新型联集管式太阳能集热器的运行方式为：太阳光照射在真空集热管3上，集热管3通过硅橡胶密封圈密封将太阳光产生的热量传导至联集箱2内胆22内的传热工质中，工质加热换热器24，换热器24与蓄热水箱连接，实现水箱内水被加热。联集箱2设计有入水口221、排气口222，入水口221用于补充联集箱2内的传热工质，排气口222用于将联集箱2与大气相通。这样的结构可以实现蓄热水箱与换热器内的水承压运行，而联集箱内工质非承压运行。
以上结合实施例的说明对本实用新型而言只是说明性而非限制性的，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可对本实用新型做出许多变更和修改，其都将落在由权利要求所限定的本实用新型的范围内。

Claims (8)

1.一种联集管式太阳能集热器，主要由联集箱、真空集热管、支架、尾架组成，支架和尾架连接在一起，支撑着联集箱，真空集热管布置在支架上，其一端连接到尾架上，另一端通过硅橡胶密封圈密封与联集箱连接，其特征在于：联集箱包括有外壳，外壳内设置有内胆，内胆内装有传热工质；内胆内设置有换热器，该换热器具有进水口和出水口，内胆中的传热工质包围在换热器周围。
2.如权利要求1所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：联集箱内还设置有入水口和排气口，该入水口和排气口与内胆连通，并伸出到联集箱外。
3.如权利要求2所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器为U形管。
4.如权利要求2所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器为直线形管。
5.如权利要求2所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器为两根平行的直线形管。
6.如权利要求2所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器为蛇形管。
7.如权利要求2所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器为螺旋形管。
8.如上述权利要求中任一个所述的联集管式太阳能集热器，其特征在于：所述换热器上设置有多个传热翅片。
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