CN203405019U - 具有防过热功能的真空管太阳能集热器 - Google Patents

具有防过热功能的真空管太阳能集热器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及太阳能集热器的制造技术领域，尤其涉及一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为圆弧管罩，所述圆弧管罩设置在每根集热管外周，所述圆弧管罩的内壁上设有一层毛毡刷，该毛毡刷与所述集热管的管壁紧密配合；所述圆弧管罩的上部、中部分别设有一卡圈；所述圆弧管罩的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合。本实用新型结构简单，采用转动遮阳的方式不仅从根源上解决了太阳能热水系统过热的问题，实现了和真空管集热器的完美结合，而且还能根据需要实时调节遮阳比例，由于本实用新型是一集热管为轴进行转动，而无需再安装两个轴承，因此大大节约了企业的生产成本。

Description

具有防过热功能的真空管太阳能集热器
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热器的制造技术领域，尤其涉及一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器。 
背景技术
太阳能作为一种绿色环保、可再生的清洁能源，被充分运用到家庭热水、取暖领域。太阳能热水器无疑成为热水器行业的一个新星，与电热水器和燃气热水器相比，太阳能热水器不仅绿色环保、节省日常用于加热水的电费气费，而且不存在煤气中毒和触电的安全隐患。并随着现代住宅的发展，太阳能与建筑一体化技术应用使得太阳能热水系统由原来的每户单独应用逐渐转变为整个小区整体规划，集体应用。 
太阳能热水系统的集热管直接吸收太阳光线，将光能转化为热能，加热系统中的水。集热管具有很高的热效率，在夏季晴天的情况下，在小区入住初期，太阳能系统的集热量并不能完全被利用，造成大部分太阳集热器处于空晒或闷晒状态，若长时间不用水，使系统内长时间处于高温、高压的状态下，会促进密封圈的老化，加速聚氨酯的老化、萎缩，有时排气不畅通，压力太大还会使系统胀坏，还会结水垢，缩短了太阳能热水器的寿命，而且造成已有住户由于太阳能热水温度过高而不能使用；另外，太阳能集热管若长期在高温情况下运行，膜层会加速老化，导致集热效率明显下降；再者，长时间放置在户外，会落下一层厚厚的尘土，如果对集热管不定期擦洗，会造成集热管集热效率有所降低，造成吸热不足，温度达不到使用温度。 
为了克服上述问题，中国实用新型专利，申请号：200920185195.6公开了一种太阳能热水器自动保护装置，该装置包括自动卷帘以及控制盒，太阳能热水器的两端连接滑轨，滑轨的末端连接自动卷帘，自动卷帘连接控制盒。此种结构虽然能够解决防止过热的问题，但对于大型系统，此结构实施有难度，无法精确的控制集热管的温度，在大风环境下，可能被风刮坏掀起，造成设备损坏并有可能伤人。 
中国实用新型专利，申请号：200920027845.4 公开了一种太阳能热水器过热保护装置，该太阳能热水器的太阳能集热管旁设有遮光板，遮光板的两端与太阳能热水器的支架轴活动连接，遮光板的一端与电机的输出轴连接转动。水箱内设有温度传感器，温度传感器与控制器连接，控制器控制电机转动。此装置有效的解决了集热管过热的问题，并且可根据水箱中的温度自动控制遮光板的遮阳角度。 
但上述装置在结构上还存在以下问题：1、该专利为了使得在光线不足的气候条件下，为了增加吸热效果，在遮光板的内表面增设一层反射层，将太阳光反射给集热管，因此，遮光板与集热管留有一定的距离才能使阳光能够反射，这样就出现了另一个问题，为保证反射遮光板的旋转，集热管的间距需要增大，这就造成了单位面积集热器的有效采光面积减少，对于目前屋顶面积本来就稀少的情况下，使得装设足够面积的太阳能集热器更加困难。2、集热管长时间暴露在空气中，集热管上的灰尘加大了清洗的难度，需要将遮光板拆除才能够进行清洗，对于整个小区集体规划的太阳能供热系统来说清洗工作更是一件需要大量时间和人力的工程，且需要工人去楼顶除污，增加了工作的危险性；3、此结构中遮光板的两端与太阳能热水器的支架轴活动连接，这就需要在原有的太阳能热水器上安装两个轴承对遮光板的两端进行支承，仅一个集热管就需要两个，因而，需要大量的轴承，在制造中就额外增加了企业的制造成本，且由于需要将遮光板轴接在支架上，需要对支架的尺寸和轴承的安装位置进行固定，因此，此种遮光板只能够在热水器制造厂家安装，对于已投入市场上的太阳能热水器则无能为力，只能返厂重装，造成用户使用不便。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，保护太阳能热水器过热的同时能够自动除尘。 
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案： 
一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为圆弧管罩，所述圆弧管罩套在每根集热管外，该圆弧管罩的包心角为90°-180°，所述圆弧管罩的内壁上设有一层用于将集热管的外壁上的灰尘清除的毛毡刷；所述圆弧管罩的上部、中部分别设有一卡圈，该卡圈与集热管的外壁滑动配合；所述圆弧管罩的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动。
优选地，所述集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。 
优选地，集热管外的圆弧管罩为可拆分形式，通过螺栓和卡圈将齿圈、圆弧管罩连接在一起。 
优选地，所述电机采用步进电机。 
一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为一层遮阳膜，所述遮阳膜粘贴在集热管的背光侧；所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条配合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。 
一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为背光侧涂层为低发射、低吸收的防过热涂层；所述防过热涂层设置在集热管的内部；所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。 
本实用新型的有益效果是:本实用新型结构简单，采用转动遮阳的方式不仅从根源上解决了太阳能热水系统过热的问题，实现了和真空管集热器的完美结合，而且还能根据需要实时调节遮阳比例，由于本实用新型是以集热管为轴进行转动，而无需在安装两个轴承，因此大大节约了企业的生产成本，圆弧管罩通过卡圈与集热管滑动连接，便于更换和使用，可以对市场上已销售的产品进行安装，增加了产品的市场竞争力；另外，在圆弧管罩的内壁上设有一层毛毡刷，当采用遮阳罩时，实现可靠防过热的同时还可以对真空管集热器表面进行了清洁，从而无需后续的人工进行清洁，提高了产品的安全可靠性。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图； 
图2是图1中1-1处的剖视图；
图3是本实用新型中传动机构示意图；
图4是本实用新型中圆弧管罩卡在集热管上的结构示意图；
图5是图4中A处的局部放大图；
图6是图4中B处的局部放大图；
图中：1、集热管；2、圆弧管罩；3、毛毡刷；4、卡圈；5、齿圈；6、齿条；7、电机；8、连接销。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图1所示，一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管1，所述集热管上设有防过热装置，作为本实用新型的优选实施方式，所述防过热装置为圆弧管罩2，所述圆弧管罩设置在每根集热管外周，该管罩的包心角为90°-180°，为了达到自动清洁的目的，所述圆弧管罩的内壁上设有一层毛毡刷3，该毛毡刷与所述集热管的管壁紧密配合，还可以对玻璃真空管进行擦拭，使集热管永葆光洁透明，从而集热效率更高。 
在本实用新型中为了将圆弧管罩卡到集热管上，如图4至图6所示，所述圆弧管罩的上部、中部分别设有一卡圈4，所述卡圈上带有开口将卡圈分为两部分，两部分通过连接销8连接在一起。该卡圈与集热管的外壁滑动配合；所述圆弧管罩的下部套接有齿圈5，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条6配合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机7驱动。本实用新型中圆弧管罩是以集热管为轴心进行转动，从而去除了支承轴承，因此节约了企业的生产成本，并且安装便捷。为了更精确的控制集热管中的温度，所述集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。 
在本实用新型中，所述电机采用步进电机。 
工作原理：将圆弧管罩套在每根太阳能集热管外，并使罩管一端的齿圈与置于集热器支架上只能够灵活横向移动的齿条良好啮合，齿条受步进电机直连齿轮的驱动而横向移动，从而带动所有集热管外的圆弧管罩统一旋转一定的角度。步进电机由控制器进行控制，当集热器有过热危险时，控制器控制步进电机输出一定角度的旋转，使圆弧管罩对太阳能集热管受光面进行一定比例的遮挡，通过控制集热器的受光面积从而控制太阳能集热器的集热量。当集热器温度下降到设定温度时，温度控制器控制步进电机回复原位，解除遮挡，集热器重新开始集热升温。在圆弧管罩转动的同时，毛毡刷对集热管的外壁进行清洁。 
作为本实用新型的另一种改进，将旋转传动装置与真空管结合，将过热装置设计成为可转管的真空管集热器，在真空管的背光侧贴附一层遮阳膜，所述遮阳膜粘贴在集热管的背光侧；所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。所述集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。当太阳能集热系统有过热危险时，温度控制器控制真空管进行旋转，使贴附遮阳膜的一侧转到迎光面，之前的受光面转到背光侧，切断阳光，避免过热。当集热系统内工质温度下降到设定温度时，集热管回转原位，重新吸收阳光对系统内的工质进行加热。 
作为本实用新型的第三种改进，为了使真空管集热器与遮阳的一体化程度更高，可在真空管集热器生产工艺工程中的镀膜加工时，对真空管圆心角120°左右范围内不镀吸收涂层，只镀减反涂层（只进行保温）。所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。所述集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。在太阳能系统存在过热危险时，将非吸收侧转向迎光面，阻断对阳光的吸收集热。当太阳能系统工质温度下降到设定温度时，集热管回转原位重新进行吸收阳光集热。 
本实用新型结构简单，采用转动遮阳的方式不仅从根源上解决了太阳能热水系统过热的问题，实现了和真空管集热器的完美结合，而且还能根据需要实时调节遮阳比例，由于本实用新型是一集热管为轴进行转动，而无需在安装两个轴承，因此大大节约了企业的生产成本，圆弧管罩通过卡圈与集热管滑动连接，便于更换和使用，可以对市场上已销售的产品进行安装，增加了产品的市场竞争力；另外，在圆弧管罩的内壁上设有一层毛毡刷，当采用遮阳罩时，实现可靠防过热的同时还可以对真空管集热器表面进行了清洁，从而无需后续的人工进行清洁，提高了产品的安全可靠性。 
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1.一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为圆弧管罩，所述圆弧管罩套在每根集热管外，该圆弧管罩的包心角为90°-180°，所述圆弧管罩的内壁上设有一层用于将集热管的外壁上的灰尘清除的毛毡刷；所述圆弧管罩的上部、中部分别设有一卡圈，该卡圈与集热管的外壁滑动配合；所述圆弧管罩的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动。
2.根据权利要求1所述的具有防过热功能的真空管太阳能集热器，其特征在于：所述集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。
3.根据权利要求1或2所述的具有防过热功能的真空管太阳能集热器，其特征在于：集热管外的圆弧管罩为可拆分形式，通过螺栓和卡圈将齿圈、圆弧管罩连接在一起。
4.根据权利要求3所述的具有防过热功能的真空管太阳能集热器，其特征在于：所述电机采用步进电机。
5.一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为一层遮阳膜，所述遮阳膜粘贴在集热管的背光侧；所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条配合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。
6.一种具有防过热功能的真空管太阳能集热器，包括集热管，其特征在于：所述集热管上设有防过热装置，所述防过热装置为背光侧涂层为低发射、低吸收的防过热涂层；所述防过热涂层设置在集热管的内部；所述集热管的上端与集热器的支架可转动连接，所述集热管的下部套接有齿圈，所述齿圈与设置在集热管下部的齿条啮合，所述齿条由固定在集热器支架上的电机驱动；集热管中设有温度传感器，该温度传感器将温度信号传送给控制器，所述控制器用于控制电机的转动。
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