CN213480627U - 一种真空管内液体大循环式太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，该集热器是在传统的真空集热管中加装一根导流管，导流管下端与真空集热管贯通；设计了上下两层结构的联集箱，其中：上层的进水层与导流管贯通，下层的出水层与真空集热管贯通；冷水从进水层进入到导流管，导流至真空集热管底部，通过太阳能加热后从导流管外侧的空间上升，回流至出水层成为热水，再通过出水管送出。导流管和分层联集箱的设计，加快了水循环的速度，提升了太阳能集热器的水加热效率；由于整个真空管内的水是从底部周边快速向上流动的，所以真空管底部就不易沉淀杂质不易集结水垢；可以有效防止真空管内因局部温度过高产生的爆管风险，避免水沸腾影响热水器的整体运行和使用寿命。

Description

一种真空管内液体大循环式太阳能集热器

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，尤其涉及一种太阳能热水器的集热器。

背景技术

目前，太阳能热水器已十分普及，尤其是在广大的农村，普及率相当高。热水器的集热装置主要以真空管式太阳能集热器为主，其集热管由内、外两根同心圆玻璃管构成，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，采用单端开口与联集管联通实现换热。其工作原理是太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热涂层上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层之间被抽真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使集热效率得以提高。

但受限于现有真空管式太阳能集热器的结构缺陷，液体在真空管中是不能够主动流动的，真空管中的液体在上下端有较大的温差时才产生缓慢的流动，基本上是处于静止状态。由于真空管内的水没有大循环设计，循环速度很慢，不仅影响水的加热效率，还容易导致水垢的集结和杂质的沉淀。在使用过程中需要定期请专业人员清理维护，清理工作费时费力，增加了运行成本。尤其在水垢和杂质堆积过厚时，烈日暴晒下容易发生爆管现象，影响产品的可靠性和安全性。

对于传统的真空管集热器存在的上述问题，目前，还未见较为实用的解决方案。

发明内容

本实用新型目的在于，针对现有真空管集热器存在的上述缺陷，提出了一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，该集热器是在传统的真空集热管中加装一根导流管，导流管下端与真空集热管贯通；设计了上下两层结构的联集箱，其中：上层的进水层与导流管贯通，下层的出水层与真空集热管贯通；冷水从进水层进入到导流管，导流至真空集热管底部，通过太阳能加热后从导流管外侧的空间上升，回流至出水层成为热水，再通过出水管送出。导流管和分层联集箱的设计，加快了水循环的速度，提升了太阳能集热器的水加热效率。

本实用新型所述的一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，包括进水管（1）、真空集热管（2）、尾托架（4）、出水管（5）、联集箱（6）和涂在真空集热管（2）内管壁上的选择性吸收涂层（7）；

所述的真空集热管（2）的管体内设置有导流管（3），导流管（3）的外径小于真空集热管（2）的内玻璃管（8）的内径，导流管（3）的外管壁与真空集热管（2）的内玻璃管（8）的内壁之间留有适当的空间，导流管（3）的下端为敞口，与内玻璃管（8）贯通，其上端的导流管口（13）设置于联集箱（6）的进水层（11）底部，导流管（3）与进水层（11）贯通；

所述的联集箱（6）为上、下层结构，上层为进水层（11），下层为出水层（12），进水层（11）与集热器的进水管（1）连通，出水层（12）与集热器的出水管（5）连通；

所述的真空集热管（2）上端的真空集热管口（14）设置于出水层（12）的底部，真空集热管（2）与出水层（12）贯通。

所述的真空集热管（2）固定于尾托架（4）上。

所述的联集箱（6）的外壁加装有保温层。

与现有的太阳能集热器相比，本实用新型的有益效果是：

1.真空集热管中的热传导，热交换速度变快，使加热后的水更快地循环到联集箱，提高热利用效率；

2.由于整个真空管内的液体是从底部周边快速向上流动的，所以真空管底部就不易沉淀杂质不易集结水垢。

3.可以有效防止真空管内因局部温度过高产生的爆管风险，避免水沸腾影响热水器的整体运行和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体剖视结构示意图；

图2为本实用新型的联集箱进水层剖视结构A-A示意图；

图3为本实用新型的联集箱出水层剖视结构B-B示意图。

图例：1、进水管，2、真空集热管，3、导流管，4、尾托架，5、出水管，6、联集箱，7、选择性吸收涂层，8、内玻璃管，9、真空夹层， 10、外玻璃管，11、进水层，12、出水层,13、导流管口，14、真空集热管口。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行详细的说明。本实用新型所给出的实施例是便于更好地理解，但并不限定本实用新型。实施例中所使用的部件和材料，如无特殊说明，均为市售。

本实用新型所述的一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，该集热器是在传统的真空集热管中加装一根导流管，导流管下端与真空集热管贯通；设计了上下两层结构的联集箱，其中：上层的进水层与导流管贯通，下层的出水层与真空集热管贯通；冷水从进水层进入到导流管，导流至真空集热管底部，通过太阳能加热后从导流管外侧的空间上升，回流至出水层成为热水，再通过出水管送出。

传统的集热器包括进水管1、真空集热管2、尾托架4、出水管5、联集箱6和涂在内管壁上的选择性吸收涂层7，联集箱6设置于集热器的顶端，一端连通进水管1，另一端连通有出水管5；真空集热管2为热水瓶胆式的双层真空结构，中间为真空夹层9，其上端直接连通到联集箱6，下端为封闭端，固定于尾托架4上；在真空集热管2的内玻璃管8内壁上涂有选择性吸收涂层7，用以提升热辐射的加热效果；利用太阳能辐射对水进行加热，热水流上升，冷水流下降，形成循环。

如图1所示，本集热器在真空集热管2的管体内设置有导流管3，导流管3的外径小于真空集热管2的内玻璃管8的内径，使得导流管3的外管壁与真空集热管2的内玻璃管8的内壁之间留有适当的空间，实现下降的冷水流与上升的热水流分流，达到加速循环的目的；导流管3的下端为敞口，与内玻璃管8贯通，使得水流可以从导流管3的底部外侧回流上来，其上端的导流管口13设置于联集箱6的进水层11底部，导流管3与进水层11贯通，导流管3采用导热性高的金属管材。

如图1、2、3所示，所述的联集箱6为上、下层结构，上层为进水层11，下层为出水层12，上、下层之间是互为封闭的空间，在联集箱6的外壁加装有保温层；进水层11与集热器的进水管1连通，出水层12与集热器的出水管5连通；真空集热管2的真空集热管口14设置于出水层12的底部，真空集热管2与出水层12贯通，真空集热管2为双层真空玻璃管；真空集热管2固定于尾托架4上。

本实用新型的一种真空管内液体大循环式太阳能集热器工作原理：

冷水从进水管1进入到联集箱6的进水层11中，通过导流管口13进入到导流管3；在连通管压强平衡原理和热流自然上升的双重作用下，从导流管3下端口流出的冷水在太阳能的辐射下，从导流管3周边的空间中快速加热上升；上升的热水从真空集热管口14进入到联集箱6的出水层12中进行换热，换热后的热水从出水管流出。

以上所述仅为本实用新型之较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求保护范围。同时以上说明，对于相关技术领域的技术人员应可以理解及实施，因此其他基于本发明所揭示内容所完成的等同改变，均应包含在本权利要求书的涵盖范围内。

Claims (3)

1.一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，包括进水管（1）、真空集热管（2）、尾托架（4）、出水管（5）、联集箱（6）和涂在真空集热管（2）内管壁上的选择性吸收涂层（7）；其特征在于：所述的真空集热管（2）的管体内设置有导流管（3），导流管（3）的外径小于真空集热管（2）的内玻璃管（8）的内径，导流管（3）的外管壁与真空集热管（2）的内玻璃管（8）的内壁之间留有适当的空间，导流管（3）的下端为敞口，与内玻璃管（8）贯通，其上端的导流管口（13）设置于联集箱（6）的进水层（11）底部，导流管（3）与进水层（11）贯通；所述的联集箱（6）为上、下层结构，上层为进水层（11），下层为出水层（12），进水层（11）与集热器的进水管（1）连通，出水层（12）与集热器的出水管（5）连通；所述的真空集热管（2）上端的真空集热管口（14）设置于出水层（12）的底部，真空集热管（2）与出水层（12）贯通。

2.如权利要求1所述的一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，其特征在于：所述的真空集热管（2）固定于尾托架（4）上。

3.如权利要求1所述的一种真空管内液体大循环式太阳能集热器，其特征在于：所述的联集箱（6）的外壁加装有保温层。

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