CN202598893U - 低热损失u型管式真空玻璃管集热器 - Google Patents

低热损失u型管式真空玻璃管集热器 Download PDF

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Abstract

一种低热损失U型管式真空玻璃管集热器，包括水平设置有联集管的长方体联箱以及复数个内设有铝翅片和U形换热管的真空玻璃集热管，U型换热管穿过联箱底部的真空玻璃管插口垂直固接在联集管上，联箱内的联集管及U形换热管外壁设置有耐高温隔热层，耐高温隔热层与联箱之间的空隙内填充有聚氨酯发泡层；联箱两侧用于支撑联集管的端板为塑料材质；真空玻璃集热管的管口处设置有密封堵头；真空玻璃管与真空玻璃管插口的间隙之间设置有密封圈；U形换热管为直径10mm的金属管。本实用新型与现有技术比较，双层隔热耐高温、环境适应性强、热损失少、维护成本低，密封堵头及密封圈进一步的减少热量外泄，对太阳能的高效利用起到非常积极的推动作用。

Description

低热损失U型管式真空玻璃管集热器
技术领域
本实用新型涉及一种U型管式集热器，尤其涉及一种低热损失U型管式真空玻璃管集热器。
背景技术
太阳能作为一种可再生清洁能源越来越为人们所重视，太阳能集热器是利用太阳能辐射吸收材料的光热效应，将太阳辐射能转变为热能并向传热工质传递热量的特殊产热装置，是太阳能热源系统最重要、最基本的组成部分，目前最常用的U型管式真空玻璃管集热器由于集热效率高而备受推崇，但同时也存在若干客观缺陷而影响其生产、运输及安装和使用：
1.热管空晒温度过高
按照太阳能热管式真空管集热器的行业标准，热管空晒性能参数Y值为0.175。按照这个参数技术、太阳辐照度G＝800W/m2及环境温度等于30℃计算，空晒温度将达到170℃左右。实际工程中，在太阳辐照度小于800W/m2情况下，热管冷凝段温度达到135℃以上。
2.热损失较大
由于热管空晒温度较高，导致与环境温差较大，向外界散热较多，造成较多的热损失。
3.造成传热工质汽化
在太阳辐照度较大情况下(如夏天和秋冬季日照较好时)，由于热管式真空管集热器的集热温度较高，造成传热工质汽化，若使用的集热器连接管耐热温度不太高(如低于120℃)，连接管道内压力增高，导致管道爆裂，使得整个系统瘫痪。
4.聚氨酯保温材料老化
由于热管空晒温度较高，超过了聚氨酯发泡保温材料的耐温性能(如70℃～90℃)，在较长时间和较高温度(如热管温度≤100℃)下使用，热管周围的聚氨酯发泡保温材料出现焦糊，整个保温层出现老化。使得热管式真空管集热器的热损失不断加大。
5.集热管道热损失不断加大
因热管式真空管集热器的集热温度较高，导致采用苯板或橡塑保温的集热管道保温层老化，使得集热管道热损失不断加大。
6.系统投资成本增加
由于热管式真空管集热器的温度较高，为了确保系统安全可靠，需要将整个太阳能热泵兼容双模式系统的材料提高一个量级(如集热系统需要使用耐温性能更高的管道，使用安全使用温度较高的保温材料，使用耐温性能较高的管件等)，造成系统投资成本增加。
实用新型内容
针对上述技术缺陷，本实用新型需解决的技术问题是提供一种结构简单、加工方便、环境适应性强，节能高效的低热损失U型管式真空玻璃管集热器。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种低热损失U型管式真空玻璃管集热器，包括水平设置有联集管的长方体联箱以及复数个内设有铝翅片和U形换热管的真空玻璃集热管，U型换热管穿过联箱底部的真空玻璃管插口垂直固接在联集管上，联箱内的联集管及U形换热管外壁设置有耐高温隔热层，耐高温隔热层与联箱之间的空隙内填充有聚氨酯发泡层。
进一步地，所述耐高温隔热层的材料为矿棉或岩棉。
进一步地，所述联箱两侧用于支撑联集管的端板为塑料材质。
进一步地，所述真空玻璃集热管的管口处设置有密封堵头。
进一步地，所述真空玻璃集热管与真空玻璃管插口的间隙之间设置有密封圈。
进一步地，所述U形换热管为直径10mm的金属管。
本实用新型与现有技术比较，结构简单，加工方便，双层隔热耐高温，环境适应性强，热损失少，维护成本低；密封堵头及密封圈进一步的减少热量外泄，对太阳能的高效利用起到非常积极的推动作用。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型的真空玻璃集热管俯视示意图；
图3是真空玻璃集热管管口装配示意图。
图中所示：1-联集管；2-端板；3-联箱；4-真空玻璃管插口；5-真空玻璃集热管；6-铝翅片；7-U型换热管；8-密封堵头；9-密封圈。
具体实施方案
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如附图1至图5所示，一种低热损失U型管式真空玻璃管集热器，包括水平设置有联集管1的长方体联箱3以及复数个内设有铝翅片6和U形换热管7的真空玻璃集热管5，U型换热管7穿过联箱3底部的真空玻璃管插口4垂直固接在联集管1上，联箱3内的联集管1及U形换热管8外壁设置有耐高温隔热层，耐高温隔热层与联箱3之间的空隙内填充有聚氨酯发泡层。
所述耐高温隔热层的材料为矿棉或岩棉，其隔热性能好且耐热温度均在200度以上，有效防止管内温度过高而导致隔热层老化失效。
将岩棉或矿棉布包裹在焊接好U型换热管7的联集管1上，接着将联集管1安装于组装好的联箱3内，继而为组装好的联箱3进行聚氨酯发泡。发泡工艺与常规联箱聚氨酯发泡相同。
另外还可以适当加大联箱体积，加大保温层厚度等综合措施，进一步减少热量外泄，提高热利用率。
所述联箱3两侧用于支撑联集管1的端板2为塑料材质。其余外壳均为金属材质，以减少热量的传递损失，提高热利用率。
所述真空玻璃集热管5的管口处设置有密封堵头8，如采用软木塞，耐热橡胶等，以降低玻璃管内热气泄露。
真空玻璃集热管5与真空玻璃管插口4的间隙之间设置有密封圈9，真空玻璃集热管5插入真空玻璃管插口4处的对流损失是集热器的热损失部位之一，通过减小安装间隙和使用密封效果更好的密封圈9来加强真空玻璃管插口4的密封，以减少管内外的空气对流以降低热损失。
所述U形换热管7为直径10mm的金属管，如从常用的Φ8铜管改用Φ10铜管，加大了铜管的质量、容积和工质容量，从而加大了集热器的有效热容，降低了空晒温度。
以上所述为本实用新型的一个较佳实施例，在不脱离本实用新型构思情况下，进行任何显而易见的变形和替换，均属本实用新型保护范围。

Claims (6)

1.一种低热损失U型管式真空玻璃管集热器，包括水平设置有联集管(1)的长方体联箱(3)以及复数个内设有铝翅片(6)和U形换热管(7)的真空玻璃集热管(5)，U型换热管(7)穿过联箱(3)底部的真空玻璃管插口(4)垂直固接在联集管(1)上，其特征是：联箱(3)内的联集管(1)及U形换热管(8)外壁设置有耐高温隔热层，耐高温隔热层与联箱(3)之间的空隙内填充有聚氨酯发泡层。
2.根据权利要求1所述的低热损失U型管式真空玻璃管集热器，其特征是：所述耐高温隔热层的材料为矿棉或岩棉。
3.根据权利要求1或2所述的低热损失U型管式真空玻璃管集热器，其特征是：所述联箱(3)两侧用于支撑联集管(1)的端板(2)为塑料材质。
4.根据权利要求3所述的低热损失U型管式真空玻璃管集热器，其特征是：所述真空玻璃集热管(5)的管口处设置有密封堵头(8)。
5.根据权利要求4所述的低热损失U型管式真空玻璃管集热器，其特征是：所述真空玻璃集热管(5)与真空玻璃管插口(4)的间隙之间设置有密封圈(9)。
6.根据权利要求5所述的低热损失U型管式真空玻璃管集热器，其特征是：所述U形换热管(7)为直径10mm的金属管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105371258A (zh) * 2015-11-06 2016-03-02 海宁光泰太阳能工业有限公司 太阳能蒸汽发生装置
CN105371259A (zh) * 2015-11-06 2016-03-02 海宁光泰太阳能工业有限公司 太阳能蒸汽应用系统
WO2018000109A1 (zh) * 2016-05-27 2018-01-04 江苏赫特节能环保有限公司 一种用于太阳能集热器的高效翅片热管组件

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