CN202254434U

CN202254434U - 一种承压式防冻太阳能集热管

Info

Publication number: CN202254434U
Application number: CN 201120370667
Authority: CN
Inventors: 王永斌
Original assignee: Shenyang Wanliyuan Energy-Saving Engineering Co Ltd
Current assignee: Shenyang Wanliyuan Energy-Saving Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-09-28

Abstract

一种承压式防冻太阳能集热管，克服了现有太阳能集热管容易造成玻璃管炸管，导致系统跑水，或防冻能力差、传热效率低的问题，特征是在全玻璃真空集热管中间插入金属换热管，金属换热管底端焊接有防冻锥形管，在金属换热管上端焊接换热波纹管，在换热波纹管外套装快接螺母，在快接螺母中连接集热水箱连接管，有益效果是，结构简单，生产成本低，系统可以承压运行，由于全玻璃真空集热管内没有水，所以不怕空晒，可以在任何时间给系统加水，不会产生炸管，由于金属换热管底端焊接防冻锥形管，防冻能力强，在冬季可以不做系统的耗电防冻，使太阳能热水系统成本更低，且使用更安全，更节能，由于在金属换热管上端焊接换热波纹管，更便于现场安装。

Description

一种承压式防冻太阳能集热管

技术领域

本发明属于太阳能集热管技术领域，特别涉及一种承压式防冻太阳能集热管。

背景技术

目前，公知的闷晒式太阳能集热管一般为全玻璃真空太阳能集热管，它由内、外两根同心圆玻璃管构成，具有高吸收率和低发射率的选择性吸收涂层在内管外表面上构成吸热体，将内、外管口予以环形熔封，内外管夹层之间抽成高真空，其形状像一个细长的暖水瓶胆，单端开口，使用时，将太阳能集热管与太阳能热水器的水箱直插式组装在一起，集热管与水箱之间连接的位置采用硅胶密封圈封接，工作时，水箱内的水直接进入集热管内，经过光热转换，把集热管内的水晒热，再与水箱内的水进行热量交换，在无压状态下落水使用，即水箱内的水依靠落差流出供用户使用，由于某些原因，比如在拉闸停电或停水后，仅存在水箱和集热管内的水会迅速蒸发，而使管内处于无水状态，由于太阳能集热管在阳光照射30分钟以后，管内的温度会达到260℃左右，此时突然上水，自来水进入集热管内，会导致冷热冲击，造成玻璃管炸管，由于太阳能集热管与太阳能热水器的水箱直接连通，即便有一只集热管损坏，则水箱内的水便会全部流出，造成系统跑水，导致使系统瘫痪。

为了解决这个问题，现有技术中出现了相变热导式全承压太阳能热水器，这种太阳能热水器真空管内没有液体，故可以承受压力。但是，由于相变热导式全承压太阳能热水器集热管是由真空管、相变热导管及安装在相变热导管上的传热铝翼和设置在水箱中的传热盲管构成的，因而结构复杂、生产成本高，由于相变热导式全承压太阳能热水器是相变热导管（或称超导热管）通过真空集热管接收到太阳热能后，使超导热管里的特殊工质受热迅速蒸发，带着热能冲到热管顶部的冷凝端，将热量传给设置在水箱中的传热盲管，再通过传热盲管对水放热，与水箱内的水进行热量交换，工质冷却变成液体又回到热管底端，再被真空集热管加热，重复上述过程，使水箱中的水逐渐被加热，因而传热效率低。

为了解决上述问题，本申请人实验了一种承压式防炸管太阳能集热管, 它是在全玻璃真空集热管中间插入金属换热管，并用卡簧固定，在金属换热管底端焊接有平板封口，在金属换热管上端焊接连接螺母,并通过连接螺母与集热水箱连接管螺纹连接，使用时，通过集热水箱连接管与集热水箱螺纹连接。上述这种结构虽然解决了防炸管及系统跑水的问题，但是在实验过程中发现，在冬季温度较低的情况下连续阴天6天以上，金属换热管内的存水会因温度下降而结冰膨胀，由于换热管底端焊接的平板封口强度较低，换热管内的存水结冰膨胀，使封口平板首先变形，甚至涨裂，容易造成系统内的水进入全玻璃真空集热管内，导致全玻璃真空集热管内温度降低，影响加热效率；此外，由于金属换热管较长且不具有弹性，在将全玻璃真空集热管套入金属换热管的过程中，由于场地受限时，安装不方便，有时还会造成全玻璃真空集热管的意外破损。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，在克服现有的闷晒式太阳能集热管容易出现全玻璃真空集热管炸管跑水问题同时,解决金属换热管防冻问题，以提高系统的热效率和工程安装效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括全玻璃真空集热管，在全玻璃真空集热管中间插入金属换热管，并用卡簧固定，所述金属换热管底端焊接有防冻锥形管，在金属换热管顶端开口处焊接快接螺母，在快接螺母中螺纹连接集热水箱连接管。

在所述金属换热管上端焊接换热波纹管，在换热波纹管外套装快接螺母，所述换热波纹管顶端加工成波纹管平口挡边，在快接螺母中螺纹连接集热水箱连接管，并在集热水箱连接管与波纹管平口挡边之间安装聚四氟密封圈。

所述金属换热管的长度为1400mm～1700mm。

所述金属换热管的长度为100mm～1300mm，所述换热波纹管的长度为100mm～1600mm。

本发明的有益效果是，

（1）本发明结构简单，生产成本低，由于金属换热管与集热水箱采用螺纹连接或焊接，使系统可以在0.6～1.6MPa之间稳定承压运行，由于全玻璃真空集热管内没有水，也不进水，所以不怕空晒，不会产生炸管，可以在任何时间给系统加水，给用户带来了方便，也解决了太阳能热水系统集热管之间出现压力不均衡而造成的硅胶圈漏水难题；

（2）由于本发明金属换热管底端焊接用以封口的防冻锥形管，在冬季可以不做系统的耗电防冻，使太阳能热水系统成本更低，且使用更安全，更节能。

（3）由于在金属换热管上端焊接换热波纹管，不受场地的限制，安装方便，也便于现场安装，不会造成全玻璃真空集热管的意外破损。

附图说明

图 1是本发明具体实施方式1的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的Ⅰ部放大图；

图 4是本发明具体实施方式2的结构示意图；

图5是图4的B-B剖视图；

图6是图4的C-C剖视图;

图7是图4的Ⅱ部放大图。

图中：

1.保温层，2.集热水箱，

3.集热水箱连接管，4.快接螺母，

5.-1.金属换热管，5-2.换热波纹管，

6.卡簧，7.全玻璃真空集热管，

8.硅胶密封圈，9.防尘挡风圈，

10.防冻锥形管，11.波纹管平口挡边，

12.聚四氟密封圈，L:管中心距。

具体实施方式

具体实施方式1

如图1、图2和图3所示，本发明包括全玻璃真空集热管7，在内经为47mm的全玻璃真空集热管7中间插入长度为1400mm～1700mm、直径为15mm～25mm的金属换热管5-1，并用卡簧6固定，所述金属换热管5-1底端焊接用以封口的防冻锥形管10，在金属换热管5-1顶端开口处焊接快接螺母4，在快接螺母4 中螺纹连接与集热水箱连接的集热水箱连接管3；使用时，将本发明的金属换热管5-1通过集热水箱连接管3与集热水箱2螺纹连接（如果集热水箱2未加工有螺纹，可将集热水箱连接管3焊接在集热水箱2上），并用硅胶密封圈8将集热水箱连接管3密封固定，在金属换热管5-1外面套上全玻璃真空集热管7，管中心距L为75mm，再在全玻璃真空集热管7外围与集热水箱2的保温层1的外表面接触部位安装防尘挡风圈9，当系统加水时，集热水箱2中的水经集热水箱连接管3直接进入金属换热管5-1内，金属换热管5-1在全玻璃真空集热管7内通过闷晒集热，把管内的水加热，再与集热水箱2中的水交换热量。这种方式经过多次试验，集热效率虽然比全玻璃真空集热管7直接对自来水加热降低了0.1%左右，但是解决了闷晒式太阳能集热管炸管跑水的问题，同时，由于金属换热管5-1底端焊接的封口为防冻锥形管10，当金属换热管5-1内存水结冰膨胀时，会将结冰向上推入金属换热管5-1内，由于金属换热管5-1能够承受较大压力，不会产生变形和涨裂，如果冰冻时间较长，结冰将被推入集热水箱2中，保证了全玻璃真空集热管内的真空度，从而保证了加热效率。

具体实施方式2

如图4～图7所示，本发明包括全玻璃真空集热管7，在内经为47mm的全玻璃真空集热管7中间插入长度为100mm～1300mm、直径为15mm～25mm的金属换热管5-1，并用卡簧6固定，所述金属换热管5-1底端焊接用以封口的防冻锥形管10，在金属换热管5-1上端焊接长度为100mm～1600mm、工程直径与金属换热管（5-1）相等的换热波纹管5-2（相应缩短金属换热管5-1的长度，保证换热管长度为1400mm～1700mm），在换热波纹管5-2外套装快接螺母4 ，将换热波纹管5-2顶端加工成波纹管平口挡边11，以此挡住快接螺母4只可上行，不可下行，在快接螺母4中螺纹连接与集热水箱2连接的集热水箱连接管3，并在集热水箱连接管3与波纹管平口挡边11之间安装O型聚四氟密封圈12；使用时，将本发明的金属换热管5-1及与其焊接为一体的换热波纹管5-2通过集热水箱连接管3与集热水箱2螺纹连接（如果集热水箱2未加工有螺纹，可将集热水箱连接管3焊接在集热水箱2上，通过快接螺母4连接），并用硅胶密封圈8将集热水箱连接管3管外密封固定，在金属换热管5-1和换热波纹管5-2 外面套上全玻璃真空集热管7，管中心距L为75mm，再在全玻璃真空集热管7外围与集热水箱2的保温层1的外表面接触部位安装防尘挡风圈9，当系统加水时，集热水箱2中的水经集热水箱连接管3 直接进入换热波纹管5-2和金属换热管5-1内，换热波纹管5-2和金属换热管5-1在全玻璃真空集热管7内通过闷晒集热，把管内的自来水加热，再与集热水箱2中的水交换热量。

Claims

1.一种承压式防冻太阳能集热管，包括全玻璃真空集热管（7），其特征在于，在全玻璃真空集热管（7）中间插入金属换热管（5-1），并用卡簧（6）固定，所述金属换热管（5-1）底端焊接有防冻锥形管（10），在金属换热管（5-1）顶端开口处焊接快接螺母（4），在快接螺母（4）中螺纹连接集热水箱连接管（3）。

2.根据权利要求1所述一种承压式防冻太阳能集热管，其特征在于，在所述金属换热管（5-1）上端焊接换热波纹管（5-2），在换热波纹管（5-2）外套装快接螺母（4），所述换热波纹管（5-2）顶端加工成波纹管平口挡边（11），在快接螺母（4）中螺纹连接集热水箱连接管（3），并在集热水箱连接管（3）与波纹管平口挡边（11）之间安装聚四氟密封圈（12）。

3.根据权利要求1所述一种承压式防冻太阳能集热管，其特征在于，所述金属换热管（5-1）的长度为1400mm～1700mm。

4.根据权利要求2所述一种承压式防冻太阳能集热管，其特征在于，所述金属换热管（5-1）的长度为100mm～1300mm，所述换热波纹管（5-2）的长度为100mm～1600mm。