CN215113294U - 一种超导热管太阳能热水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能光热利用技术领域，提供了一种超导热管太阳能热水系统，包括超导热管集热器，超导热管集热器至少设有一组，超导热管集热器包括联箱，联箱内设有导流管，导流管的管体内设有沿其长度方向延伸的导热管，管体与导热管之间的空腔为流道，导热管的内部空腔为导热室，导热管的两端封闭，导热室与流道完全隔离；导流管上设有多个沿其长度方向排列的超导热管插孔，并插设有超导热管，超导热管的管身套设于真空管内，超导热管的散热部穿过超导热管插孔插入到导热室内。本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统，可适用于极寒条件，制造成本低、热传递效率高、使用寿命长。

Description

一种超导热管太阳能热水系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热利用技术领域，尤其涉及一种超导热管太阳能热水系统。

背景技术

太阳能集热器应用较多的为真空管集热器，而真空管集热器的主要应用有两种，一是真空管和导流管或水箱相连通，冷水从水箱经过管路流入真空管，并在真空管内加热后通过管路流入水箱，从而完成水路循环以提高水箱内水的温度；二是真空管内套设超导热管，真空管吸热并将热量通过超导热管传递至导流管，给导流管流道内的水加热，冷热水在导流管和水箱之间完成水路循环。

应用第一种真空管集热器的太阳能热水系统，由于真空管内几乎充满水，在冬季寒冷条件下极易出现真空管炸裂的现象，造成此种太阳能热水系统在冬季寒冷条件下无法使用。

应用第二种真空管集热器的太阳能热水系统则因真空管内没有水，则不会受到天气的影响，也使得其能够应用于极寒天气；而此种真空管集热器中，需要将超导热管插入到导流管中，并且为了避免因结垢而影响超导热管的热传递效率，需要在导流管上打孔并穿入管套作为超导热管的导热室，然后经焊接后将导流管流道与导热室完全密封隔离，此种结构的导流管因涉及打孔、穿管和焊接三道工序不仅因生产效率低造成制造成本高的问题，还有管套与导流管管体的焊接焊缝质量和稳定性进而影响其后期维护成本和使用寿命的问题，而且水在导流管内的流动因受到管套的阻碍，还会造成水流通不畅，降低了其热传递效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够适用于极寒条件，制造成本低、热传递效率高、使用寿命长的超导热管太阳能热水系统。

本实用新型是这样实现的，包括超导热管集热器，所述超导热管集热器至少设有一组，所述超导热管集热器包括联箱，所述联箱内设有导流管，所述导流管的管体内设有沿其长度方向延伸的导热管，所述管体与所述导热管之间的空腔为流道，所述导热管的内部空腔为导热室，所述导热管的两端封闭，所述导热室与所述流道完全隔离；

所述导流管上设有多个沿其长度方向排列的超导热管插孔，并插设有超导热管，所述超导热管的管身套设于真空管内，所述超导热管的散热部穿过所述超导热管插孔插入到所述导热室内。

作为一种改进的方案，所述导热管的上下两侧管壁包括主管壁和过渡管壁，两个所述过渡管壁呈外翻结构，共同形成外宽内窄的喇叭口结构。

作为一种改进的方案，所述主管壁上设有多个沿其宽度方向延伸的安装槽，所述安装槽的槽口与所述超导热管插孔的位置相对应；

所述安装槽为所述主管壁通过挤压成型工艺变形后形成，所述安装槽的截面呈弧形或V形或多边形结构。

作为一种改进的方案，所述管体的主体部分为方形结构，并在其两端逐步过渡成圆形结构。

作为一种改进的方案，所述导流管为双流道导流管，所述导热管将所述流道隔离为上流道和下流道。

作为一种改进的方案，所述导流管为一体式成型结构。

作为一种改进的方案，所述导流管为组合式结构，所述导热管横插于所述管体上并与所述管体密封固定联接。

作为一种改进的方案，所有所述导流管的下端共同连通有进水管，所有所述导流管的上端共同连通有出水管。

作为一种改进的方案，所有所述导流管的下端封闭，所有所述导流管的上端共同连通有水箱。

作为一种改进的方案，所述导流管为铝合金材质。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统，由于其采用了超导热管进行热传递的形式，使得真空管无须与水路连通，避免了因真空管内的水因极寒天气结冰造成真空管炸裂的情况出现，而且，即使部分真空管因其他原因破碎或炸裂，也不影响超导热管集热器的正常工作，确保了该超导热管太阳能热水系统的光热转化效率，提高了其正常使用率；

通过在导流管的管体内设置直通式的导热管，将管体内腔隔离成了相互隔绝的导热室和流道，则可便于工作人员将管体与导热管直接一体成型制成，然后再将导热管的两端开口密封封堵，再在相应位置开设超导热管插孔即可，或者将管体与导热管组合后，在管体与导热管的外部连接处进行长焊缝焊接将二者密封固定，免去了焊接管套这一工序，既提高了该导流管的制造效率，降低制造成本，又实现了导热室和流道之间的自然隔绝，防止流道内的水向导热室内渗漏，降低了维护成本，延长其使用寿命，由于其采用了直通式的导热管，还降低了水在流道内的流通阻力，使水能够快速升温，提高了热交换的效率。

将导热管的过渡管壁设置成外翻结构，共同形成外宽内窄的喇叭口结构，则可便于超导热管的安装和拆除，也有利于安装槽的挤压成型，以免在主管壁变形过程中其结构的变化影响导流管的结构。

在主管壁上设有多个沿其宽度方向延伸的安装槽，并将安装槽的槽口与超导热管插孔的位置相对应，则可增加超导热管与导热管之间的导热面积，提高了热传递的效率。

安装槽为主管壁通过挤压成型工艺变形后形成，则可提高安装槽的成型效率，确保导热管的整体隔离结构。

安装槽的截面呈弧形或V形或多边形结构，则可有效增加导热管与超导热管的热交换面积，在流道内的水受热升温后，主管壁会产生朝向超导热管的变形，进而紧贴超导热管，起到固定超导热管的作用。

将管体的主体部分设置为方形结构，并在其两端逐步过渡成圆形结构，则既便于导流管两端与外接装置或部件的安装，确保其密封性，还能确保流道的总容量，确保热传递效率。

通过导热管将管体内腔隔离成上下两个流道，使导流管成为双流道结构，则可实现水在导流管内的双流道流通，使得超导热管可以同时给两个流道内的水进行加热，加快了热传递效率；当通过管堵将两个流道进行连通时，可实现水在两个流道之间进行流通，加快水的流速；当通过管封将两个流道的下端均封闭时，可实现两个流道内的水单独循环流动；当通过管接头将两个流道的下端与外接管路连通时，使导流管具备承压能力，确保热水的水压，提高了用户的使用体验。

将导流管通过一体式成型工艺制成，则可在确保热传递效率的前提下，降低材料成本，而且还免去了焊接这一工序，进一步降低制造成本。

采用分体式组合结构的管体，则可在确保其双流道与导热室的密封隔绝的前提下，还便于安装槽的挤压成型工艺实现，提高其成型效率，降低制造成本。

所有导流管的下端共同连通有进水管，所有导流管的上端共同连通有出水管，则可实现流道与外接管路的连通，实现对水的承压加热，有利于将该超导热管太阳能热水系统进行多联箱集合，使该超导热管太阳能热水系统大型化，使用户连续不断地获得热水，便于用户使用。

将所有导流管的下端封闭，所有导流管的上端共同连通有水箱，则可实现对水箱内的水持续加热，有利于热水的储存，便于该超导热管太阳能热水系统小型化，便于家庭使用。

使用铝合金材质的导流管，可在确保热传递效率的前提下，降低材料成本，并且还便于其一体成型工艺的实现，降低制造成本。

本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统，可适用于极寒条件，制造成本低、热传递效率高、使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型提供的设有两组超导热管集热器的超导热管太阳能热水系统的结构示意图；

图2是是本实用新型提供的设有一组超导热管集热器的超导热管太阳能热水系统的结构示意图；

图3是现有技术中超导热管太阳能集热器的导流管的结构示意图；

图4是图3所示导流管的主视图；

图5是图4中A-A方向的剖视放大示意图；

图6是本实用新型提供的导流管第一实施例的结构示意图；

图7是图6所示导流管的主视图；

图8是图7中B-B方向的剖视放大示意图；

图9是本实用新型提供的导热管的结构示意图；

图10是图9所示导热管的主视图；

图11是图10中C-C方向的剖视图；

图12是本实用新型提供的导流管第二实施例的管体与导热管的相对位置示意图；

图13是本实用新型提供的导流管第三实施例的管体与导热管的相对位置示意图；

其中：a1-管体，a2-管套，a3-焊缝，a4-流道，1-超导热管集热器，2-导流管，21-管体，22-导热管，221-主管壁，222-过渡管壁，223-安装槽，224- 左侧壁，225-导热板，231-上流道，232-下流道，24-导热室，25-超导热管插孔，3-进水管，4-出水管，5-水箱,6-联箱,7-真空管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统，包括超导热管集热器，超导热管集热器至少设有一组，超导热管集热器包括联箱，联箱内设有导流管，导流管的管体内设有沿其长度方向延伸的导热管，管体与导热管之间的空腔为流道，导热管的内部空腔为导热室，导热管的两端封闭，导热室与流道完全隔离；导流管上设有多个沿其长度方向排列的超导热管插孔，并插设有超导热管，超导热管的管身套设于真空管内，超导热管的散热部穿过超导热管插孔插入到导热室内。

图1和图2共同示出了本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统的结构示意图，为了便于说明，本图仅提供与本实用新型有关的结构部分。

超导热管太阳能热水系统，包括超导热管集热器1，超导热管集热器1至少设有一组，超导热管集热器1包括联箱6，联箱6内设有导流管2，如图6至图 8所示，导流管2的管体21内设有沿其长度方向延伸的导热管22，管体21与导热管22之间的空腔为流道23，导热管22的内部空腔为导热室24，导热管22 的两端封闭，导热室24与流道完全隔离；导流管2上设有多个沿其长度方向排列的超导热管插孔25，并插设有超导热管(图中未示出)，超导热管的管身套设于真空管7内，超导热管的散热部穿过超导热管插孔25插入到导热室24内。

由于其采用了超导热管进行热传递的形式，使得真空管7无须与水路连通，避免了因真空管7内的水因极寒天气结冰造成真空管炸裂的情况出现，而且，即使部分真空管7因其他原因破碎或炸裂，也不影响超导热管集热器1的正常工作，确保了该超导热管太阳能热水系统的光热转化效率，提高了其正常使用率；

现有技术中，如图3至图5所示，导流管为管状结构，通过在导流管管体 a1上打孔并穿入管套a2作为超导热管的导热室，然后将管套a2与管体a1的对应位置焊接(为便于理解，图中已标示焊缝a3)，经焊接后将导流管流道a4与导热室完全密封隔离，此种结构的导流管因涉及打孔、穿管和焊接三道工序不仅因生产效率低造成制造成本高的问题，还有管套a2与导流管管体a1的焊接焊缝a3的质量和稳定性进而影响其后期维护成本和使用寿命的问题，而且水在导流管内的流动因受到管套a2的阻碍，还会造成水流通不畅，降低了其热传递效率。

对比现有技术，通过在导流管2的管体21内设置直通式的导热管22，将管体内腔隔离成了相互隔绝的导热室24和流道，则可便于工作人员将管体21与导热管22直接一体成型制成，然后再将导热管22的两端开口密封封堵，再在相应位置开设超导热管插孔25即可，或者将管体21与导热管22组合后，在管体21与导热管22的外部连接处进行长焊缝焊接将二者密封固定，免去了焊接管套a2这一工序，既提高了该导流管2的制造效率，降低制造成本，又实现了导热室24和流道之间的自然隔绝，防止流道内的水向导热室24内渗漏，降低了维护成本，延长其使用寿命，由于其采用了直通式的导热管22，还降低了水在流道内的流通阻力，使水能够快速升温，提高了热交换的效率。

如图9至图11所示，导热管22的上下两侧管壁包括主管壁221和过渡管壁222，两个过渡管壁222呈外翻结构，共同形成外宽内窄的喇叭口结构，则可便于超导热管的安装和拆除，也有利于安装槽223的挤压成型，以免在主管壁 221变形过程中其结构的变化影响导流管22的结构。

在该实施例中，主管壁221上设有多个沿其宽度方向延伸的安装槽223，安装槽223的槽口与超导热管插孔25的位置相对应，则可增加超导热管与导热管 22之间的导热面积，提高了热传递的效率。

在该实施例中，安装槽223为主管壁221通过挤压成型工艺变形后形成，则可提高安装槽223的成型效率，确保导热管22的整体隔离结构。

在该实施例中，安装槽223的截面呈弧形或V形或多边形结构，则可有效增加导热管22与超导热管的热交换面积，在流道内的水受热升温后，主管壁221 会产生朝向超导热管的变形，进而紧贴超导热管，起到固定超导热管的作用。

在该实施例中，管体21的主体部分为方形结构，并在其两端逐步过渡成圆形结构，则既便于导流管2两端与外接装置或部件的安装，确保其密封性，还能确保流道的总容量，确保热传递效率。

在该实施例中，导流管2为双流道导流管，导热管22将流道隔离为上流道 231和下流道232，则可实现水在导流管2内的双流道流通，使得超导热管可以同时给两个流道内的水进行加热，加快了热传递效率；当通过管堵(内部设有连通流道)将上流道231和下流道232进行连通时，可实现水在上流道231和下流道232之间进行流通，加快水的流速；当通过管封(封闭端盖，内部设有与流道结构相适配的密封塞)将上流道231和下流道232的下端均封闭时，可实现上流道231和下流道232内的水单独循环流动；当通过管接头将上流道231和下流道232的下端与外接管路连通时，使导流管2具备承压能力，确保热水的水压，提高了用户的使用体验。

在该实施例中，将导流管2通过一体式成型工艺制成，则可在确保热传递效率的前提下，降低材料成本，而且还免去了焊接这一工序，进一步降低制造成本。

作为优选，导热管22横跨整个管体21，则可实现导流管2的两侧都可以开设超导热管插孔25，使导流管2的两侧都插设超导热管及真空管7，以获得更高的光热转换和热传递效率；当然，也可以如图12所示，将导热管22的左侧壁224置于管体21的内部，并使左侧壁224通过导热板225与管体21的内壁密封联接，此种结构适用于单侧插管的小径导热管22的使用。

在该实施例中，如图13所示，导流管2为组合式结构，导热管22横插于管体21上，并通过在管体21与导热管22的外部连接处进行长焊缝焊接等形式将二者密封固定联接，则可在确保其双流道与导热室22的密封隔绝的前提下，还便于安装槽223的挤压成型工艺实现，提高其成型效率，降低制造成本。

在该实施例中，所有导流管2的下端共同连通有进水管3，所有导流管2的上端共同连通有出水管4，则可实现流道与外接管路的连通，实现对水的承压加热，有利于将该超导热管太阳能热水系统进行多联箱集合，使该超导热管太阳能热水系统大型化，使用户连续不断地获得热水，便于用户使用。

在该实施例中，将所有导流管2的下端封闭，所有导流管2的上端共同连通有水箱5，则可实现对水箱5内的水持续加热，有利于热水的储存，便于该超导热管太阳能热水系统小型化，便于家庭使用。

在该实施例中，使用铝合金材质的导流管2，可在确保热传递效率的前提下，降低材料成本，并且还便于其一体成型工艺的实现，降低制造成本。

本实用新型提供的超导热管太阳能热水系统，可适用于极寒条件，制造成本低、热传递效率高、使用寿命长。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超导热管太阳能热水系统，包括超导热管集热器，其特征在于：所述超导热管集热器至少设有一组，所述超导热管集热器包括联箱，所述联箱内设有导流管，所述导流管的管体内设有沿其长度方向延伸的导热管，所述管体与所述导热管之间的空腔为流道，所述导热管的内部空腔为导热室，所述导热管的两端封闭，所述导热室与所述流道完全隔离；

所述导流管上设有多个沿其长度方向排列的超导热管插孔，并插设有超导热管，所述超导热管的管身套设于真空管内，所述超导热管的散热部穿过所述超导热管插孔插入到所述导热室内。

2.如权利要求1所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述导热管的上下两侧管壁包括主管壁和过渡管壁，两个所述过渡管壁呈外翻结构，共同形成外宽内窄的喇叭口结构。

3.如权利要求2所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述主管壁上设有多个沿其宽度方向延伸的安装槽，所述安装槽的槽口与所述超导热管插孔的位置相对应；

所述安装槽为所述主管壁通过挤压成型工艺变形后形成，所述安装槽的截面呈弧形或V形或多边形结构。

4.如权利要求1所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述管体的主体部分为方形结构，并在其两端逐步过渡成圆形结构。

5.如权利要求1至4任一项所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述导流管为双流道导流管，所述导热管将所述流道隔离为上流道和下流道。

6.如权利要求5所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述导流管为一体式成型结构。

7.如权利要求5所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述导流管为组合式结构，所述导热管横插于所述管体上并与所述管体密封固定联接。

8.如权利要求1所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所有所述导流管的下端共同连通有进水管，所有所述导流管的上端共同连通有出水管。

9.如权利要求1所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所有所述导流管的下端封闭，所有所述导流管的上端共同连通有水箱。

10.如权利要求1所述的超导热管太阳能热水系统，其特征在于：所述导流管为铝合金材质。

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