CN201100768Y

CN201100768Y - 一种全玻璃真空太阳集热管

Info

Publication number: CN201100768Y
Application number: CNU2007201785512U
Authority: CN
Inventors: 王杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2017-09-19

Abstract

本实用新型涉及一种全玻璃真空太阳集热管，属于太阳能热利用领域，广泛应用于水在玻璃管内的全玻璃真空管太阳热水器和集热器。本实用新型由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件、吸气剂、吸气膜组成，其特征是内玻璃管是扁圆柱形或部分是扁圆柱形的，扁圆柱形的截面可以是椭圆形的、跑道形，也可以是上半部圆弧面曲率半径小于下半部圆弧面曲率半径的。本实用新型的优点是既减少管内存水量同时又不增加集热管重量的要求，使得运输和安装都比较安全可靠，真空部分的表面积减小，还有利于集热管真空寿命的处长。

Description

一种全玻璃真空太阳集热管

技术领域：

本实用新型涉及一种全玻璃真空太阳集热管，属于太阳能热利用领域，广泛应用于水在玻璃管内的全玻璃真空管太阳热水器和集热器(以下简称集热器)。

背景技术：

目前国家标准中的全玻璃真空太阳集热管(以下简称集热管)是由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件、吸气剂、吸气膜组成，其结构如图1所示，1是内玻璃管、2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜。这种集热管在用于热水器时有以下缺点：1是集热管内的水量大，如最常见的φ47/φ37-1500集热管水量为每支1.3公斤，造成升温慢，热交换启动时间长，不利于热量的快速交换；2是由于集热管内注满水，集热管内总水量占整个热水器总水量的15％-17％，太阳能把水加热后，用户只能使用水箱内的热水，而集热管内的热水只能留在集热管内，不能被用户使用，减少了热水器的日有用得热量，造成能量的浪费，图2是热水器的结构示意图，8是贮热水箱，9是水，10是集热管，11是集热管支撑架，12热水器支架，从图中可以看到有大量的水留在集热管内，白天加热的水，经过夜晚又变凉了，白白浪费能量。

目前有些厂家为了解决集热管内水量过多的问题，在集热管内管中插入或熔封上一根玻璃管，如图3和图4所示。图3是插入一根玻璃管以减少管内储水量，其中13是内玻璃管、2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，14是内插玻璃管，15是内插管支承件。图4是将一根玻璃管与内玻璃管封接在一起，其中13是内玻璃管、2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，15是内衬玻璃管支承件，16为封入的内衬玻璃管。这样做虽然解决了管内水量过多的问题，但由于增加了一根内插玻璃管，又带来了更多问题：1是玻璃的用量增加，增加了玻璃成本；2是由于内玻璃管的重量增加，使外玻璃管与内玻璃管的封接处容易断裂，造成运输和安装过程中的破损率大大提高。3、如果采用内插玻璃管方式，内插玻璃管的固定可靠性不高，会出现内插管掉出来或在水中浮到水箱中。4、采用熔封一根内衬玻璃管方式，由于真空内的玻璃表面积大大增加，使集热管的放气量更多，直接影响集热管的真空寿命。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的问题是：减少集热管内的水量，提高热水器日有用得热量，同时又不增加玻璃管的重量方便运输减少成本，另外真空内的玻璃表面积也应减少以提高真空寿命。

本实用新型由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件、吸气剂、吸气膜组成，其特征是内玻璃管为扁圆柱形或部分为扁圆柱形。

所说的内玻璃管可以是由圆柱形、扁圆柱形和圆柱形三部分依次连接而成，扁圆柱部分长度占内玻璃管总长的五分之四以上，即罩玻璃管是圆柱形的、内玻璃管有部分是扁圆柱形的。

所说的内玻璃管和罩玻璃管在全玻璃真空集热管整个长度上均为扁圆柱形。

所说的内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是椭圆形的。

所说的内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是跑道形的。

所说的内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是上半部圆弧面的曲率半径小于下半部圆弧面的曲率半径。

以上各种情况均可以是罩玻璃管内表面带镜面反射膜，镜面反射膜的膜面积小于等于半个罩玻璃管内表面面积，其展开形状为矩形。

本实用新型的优点是：1、由于内玻璃管做成扁圆形截面，因此管内水量大大减少，可使热水器升温快，热交换启动时间短，提高热水器的日有用得热量，减少能量浪费；2、内玻璃管的玻璃重量不仅比带内插管的集热管重量小，也比普通集热管重量小，玻璃成本降低，运输和安装过程中的破损率也降低；3、真空夹层空间增大为原来的1.8到2.4倍，而玻璃放气的表面积减小为原来的0.9左右，可改善由于玻璃放气带来的真空度下降问题，延长真空集热管的真空寿命；4、由于水量的减小和玻璃热容的降低，以及内玻璃管表面积减小，使集热管的热损减小，减少能量损失。

附图说明：

图1是国家标准中全玻璃真空太阳集热管结构示意图；

图2是图1中A-A截面结构示意图；

图3是使用国家标准中全玻璃真空太阳集热管的太阳热水器装水量结构示意图；

图4是带内插管的全玻璃真空太阳集热管结构示意图；

图5是内插管与内玻璃管封接的全玻璃真空太阳集热管结构示意图；

图6是内玻璃管扁圆柱部分的截面为椭圆形的全玻璃真空太阳集热管；

图7是图6中B-B截面结构示意图；

图8是内玻璃管扁圆柱部分的截面为跑道形的全玻璃真空太阳集热管；

图9是图8中C-C截面结构示意图；

图10是内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是上半部圆弧面的曲率半径小于下半部圆弧面的曲率半径；

图11是图10的D-D截面结构示意图；

图12是内玻璃管和外玻璃管均为扁圆柱形；

图13是图12的E-E截面结构示意图；

图14是使用本实用新型的太阳热水器装水量结构示意图；

图15是内玻璃管为扁圆柱结构，并在罩玻璃管内表面镀上镜反射膜聚光的全玻璃真空太阳集热管的截面示意图。

具体实施方式：

图6和图7给出了本实用新型的一个具体实施方式，图中2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，17是内玻璃管。从图6中可以看出，本具体实施方式中，集热管的内玻璃管由圆柱、扁圆柱和圆柱依次连接在一起，从图7中可以看出内玻璃管的扁圆柱形的截面形状为椭圆形。

图8和图9给出了本实用新型的第二个具体实施方式，图中2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，18是内玻璃管。从图8中可以看出，本具体实施方式中，集热管的内玻璃管由圆柱、扁圆柱和圆柱依次连接在一起，从图9中可以看出内玻璃管的扁圆柱形的截面形状为跑道形。

图10和图11给出了本实用新型的第三个具体实施方式，图中2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，19是内玻璃管。从图10中可以看出，本具体实施方式中，集热管的内玻璃管由圆柱、扁圆柱和圆柱依次连接在一起，从图11中可以看出内玻璃管的扁圆柱形的截面形状是上半部圆弧曲率半径小于下半部圆弧曲率半径的。这种形状的内玻璃管由于上半部截面的曲率半径与普通集热管类似，因此仍具有对太阳的准跟踪性。

图12和图13给出了本实用新型的第四个具体实施方式，图中2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、5是内玻璃管支承件、6是吸气剂、7是吸气膜，20是内玻璃管，21是罩玻璃管。从图12和图13中可以看出，本具体实施方式中，集热管的内玻璃管和罩玻璃管在集热管的整个长度上都是扁圆柱形的。这样接受直接入射阳光的面积没有改变，但管内的水大量减少。内玻璃管和罩玻璃管的圆柱形的截面是相同的，罩玻璃管均匀大于内玻璃管的截面尺寸，其截面形状同样可以是椭圆形的、跑道形的和上半部圆弧曲率半径小于下半部圆弧曲率半径的。

以上具体实施方式显示，将集热管的内玻璃管由全部为圆柱改为由圆柱、扁圆柱、圆柱体依次连接，而扁圆柱部分的长度占内玻璃管总长五分之四以上，或内玻璃管、罩玻璃管在真管太阳集热管的整个长度上均为扁圆柱体，这样可以有效地起到减小内玻璃管内的容积、从而减少集热管内的存水量、不需要再加一根内插棒来实现这一目的的作用。达到了既减少管内存水量同时又不增加集热管重量的要求，使得运输和安装都比较安全可靠，真空部分的表面积减小，还有利于集热管真空寿命的延长，同时内管表面积的减小使集热管的热损减小，热效率更高。

内玻璃管扁圆柱部分的截面形状并不限于本具体实施方式中举出的这些具体形式。

图14给出了使用本实用新型的太阳热水器结构示意图，图中8是贮热水箱，9是水，11是集热管支撑架，12是热水器支架，22是采用本实用新型结构的集热管。贮热水箱采用85公斤容量，集热管长度1.5米，共12支。在使用普通集热管时，管内总水量为12×1.3＝15.6公斤，使用本实用新型后，每支管内水量只有0.5-0.8公斤，12支管总水量只有6-8.4公斤，比普通集热管的少了9.6-7.2公斤。使用普通集热管的热水器，要加热100.6公斤的水，而使用本实用新型的热水器，只要加热91-93.4公斤的水。可以看出，集热器采用本实用新型后，热水器的加热水量大大减少了，可以提高日有用得热量，减少能量浪费。

图15给出了本实用新型的第五个具体实施方案。图中2是太阳选择性吸收涂层、3是真空夹层、4是罩玻璃管、23是罩玻璃管内表面上的镜反射膜、24是截面为椭圆形的内玻璃管。内玻璃管的截面也可以采用跑道形。镜反射膜沿集热管轴线方向、面积小于等于集热管罩玻璃管内表面面积的一半，展开后形状为矩形。在使用镜反射膜的集热管中，最好是内玻璃管扁圆柱形部分截面的长轴对称平分镜反射膜的圆弧，如图15所显示的那样，才能更好地起到利用镜反射膜将透过内玻璃管与罩玻璃管之间的阳光反射到内玻璃管的吸收涂层上的作用。采用罩玻璃管内镀镜反射膜的方式可以应用于罩玻璃管为圆柱形而内玻璃管部分为扁圆柱形的结构，也可以用于罩玻璃管和内玻璃管在集热管整个长度上都是扁圆柱形的情景，在应用原理上都是相同的。

Claims

1、一种全玻璃真空太阳集热管，由内玻璃管、太阳选择性吸收涂层、真空夹层、罩玻璃管、内玻璃管支承件、吸气剂、吸气膜组成，其特征是内玻璃管为扁圆柱形或部分为扁圆柱形。

2、根据权利要求1所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于罩玻璃管内表面带镜面反射膜，镜面反射膜的膜面积小于等于半个罩玻璃管内表面面积，其展开形状为矩形。

3、根据权利要求1或2所说的全玻璃真空集热管，其特征在于罩玻璃管是圆柱形的，内玻璃管由圆柱、扁圆柱及圆柱三部分依次连接在一起，内玻璃管扁圆柱部分长度占内玻璃管总长度的五分之四以上。

4、根据权利要求3所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是椭圆形的。

5、根据权利要求3所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是跑道形的。

6、根据权利要求3所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管扁圆柱部分的截面形状是上半部圆弧面的曲率半径小于下半部圆弧面的曲率半径。

7、根据权利要求1或2所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于内玻璃管与罩玻璃管在全玻璃真空太阳集热管整个长度上均为扁圆柱形。

8、根据权利要求7所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于罩玻璃管和内玻璃管扁圆柱的截面形状都是椭圆形的。

9、根据权利要求7所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于罩玻璃管和内玻璃管扁圆柱的截面形状都是跑道形的。

10、根据权利要求7所说的全玻璃真空太阳集热管，其特征在于罩玻璃管和内玻璃管扁圆柱的截面形状都是上半部圆弧面曲率半径小于下半部圆弧面曲率半径的。