CN219160638U - 太阳能热水器及其集热管和集热组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管材领域，提供了一种太阳能热水器及其集热管和集热组件。太阳能热水器用集热管，包括透明管和设置于透明管内且与透明管同轴的石墨烯改性PPR管，透明管的内壁和石墨烯改性PPR管的外壁之间填充有透明且保温的物质。太阳能热水器用集热组件，包括进水总管、出水总管和多根上述的集热管，每一根集热管的石墨烯改性PPR管的一端与进水总管连接，另一端与出水总管连接。太阳能热水器，包括上述集热组件。本申请提供的集热管，由于其具体结构设置使得其生产工艺相对于现有集热管更简单，且还具有很好的集热效果。

Description

太阳能热水器及其集热管和集热组件

技术领域

本实用新型涉及管材领域，具体而言，涉及一种太阳能热水器及其集热管和集热组件。

背景技术

我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源，除了局部地区(如四川、贵州等地)不适合太阳能利用外，我国大部分地区都适合利用太阳能，太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的加热装置，将水从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器主要以真空管式太阳能热水器为主，占据国内95％的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，真空集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而得到所需热水。

真空管是太阳能热水器的核心，它的结构如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间为真空，在内玻璃管的表面上利用特种工艺来吸收太阳辐射能。一方面玻璃胆成本高，另一方面工艺较为复杂，不仅需要氧化铜、黑镍、黑铬、黑锌、黑铜等太阳选择性吸收涂料，还需要通过采用真空沉积、溅射技术、电化学处理等工艺均匀地涂在内玻璃管的外表面，而且需要抽真空，来减少由于空气对流和传导而引起的热损失。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能热水器及其集热管和集热组件，旨在改善背景技术提到的至少一种问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种太阳能热水器用集热管，包括透明管和设置于透明管内且与透明管同轴的石墨烯改性PPR管，透明管的内壁和石墨烯改性PPR管的外壁之间填充有透明且保温的物质。

在可选的实施方式中，透明管为PMMA管或PC管。

在可选的实施方式中，透明且保温的物质为惰性气体。

在可选的实施方式中，惰性气体包括氦气和氩气中至少一种。

在可选的实施方式中，集热管还包括两个端盖，两个端盖分别盖设在集热管的相对两端，两个端盖与透明管的内壁以及石墨烯改性PPR管的外壁围成密闭空间，密闭空间填充有透明且保温的物质。

第二方面，本实用新型提供一种太阳能热水器用集热组件，包括进水总管、出水总管和多根如前述实施方式任一项的集热管，每一根集热管的石墨烯改性PPR管的一端与进水总管连接，另一端与出水总管连接。

在可选的实施方式中，多根集热管并联设置。

第三方面，本实用新型提供一种太阳能热水器，包括如前述实施方式的集热组件。

本实用新型实施例的有益效果是：

本申请提供的太阳能热水器用集热管，由于其具体结构设计使得其具有以下效果：1.由于内管为改性塑料材质，其制备方式为挤出成型，相较于现有的真空玻璃管涂布涂层的方式，其制备工艺简单，难度低；2.现有较多塑料材质可制造透明管，因此该集热管整体的制备都可通过塑料挤管制作，工艺简单，制作成本低；3.内外管之间填充透明保温物质，不存在空气，可有效防止藻类和细菌滋生；4.透明保温物质的填充设置有效避免热损失，提高石墨烯改性PPR管对内部水的传热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的太阳能热水器用集热管的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的集热组件的结构示意图。

图标:100-集热管；110-透明管；120-石墨烯改性PPR管；130-惰性气体；140-端盖；141-外扣环；142-内插环；143-连通孔；10-集热组件；11-进水总管；12-出水总管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面对本申请提供的太阳能热水器及其集热管和集热组件进行具体描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种太阳能热水器用集热管100，包括透明管110和设置于透明管110内且与透明管110同轴的石墨烯改性PPR管120，透明管110的内壁和石墨烯改性PPR管120的外壁之间填充有透明且保温的物质。

本实用新型提供的太阳能热水器用集热管100，其外层为透明管110，透明管110的设置使太阳光能将其穿透照射到石墨烯改性PPR管120上，石墨烯改性PPR管120够吸收太阳光能热能并对其内部流过的水进行加热。透明管110和石墨烯改性PPR管120之间填充透明保温物质目的是为了不影响阳光照射在石墨烯改性PPR管120上，但又能起到保温作用，极大的提高石墨烯改性PPR管120的热能向内部流过的水传导。

因此，本申请实施例提供的太阳能热水器用集热管100，由于其具体结构设计能实现好的集热效果，最重要的是：1.由于内管为改性塑料材质，其制备方式为挤出成型，相较于现有的真空玻璃管涂布涂层的方式，其制备工艺简单，难度低；2.现有较多塑料材质可制造透明管110，因此该集热管100整体的制备都可通过塑料挤管制作，工艺简单，制作成本低；3.内外管之间为填充透明保温物质，不存在空气，可有效防止藻类和细菌滋生；4透明保温物质的填充设置有效避免热损失，提高石墨烯改性PPR管120对内部水的传热效果。

石墨烯改性PPR管120为现有管材，目前较多用作地暖管，石墨烯改性PPR管120即石墨烯和无规共聚聚丙烯共混挤出制成的管材。

优选地，透明管110为PMMA管或PC管。PMMA即聚甲基丙烯酸甲酯，别名亚克力、有机玻璃。PC为聚碳酸酯。

上述两种管材为目前常用的性能稳定的透明管材。

进一步地，透明且保温的物质为惰性气体130。

惰性气体130导热性低，仅为空气的1/3，将其作为填充物质能起到很好的保温效果。

优选地，惰性气体130包括氦气和氩气中至少一种。

进一步地，集热管100还包括两个端盖140，两个端盖140盖设在集热管100的相对两端，两个端盖140与透明管110的内壁以及石墨烯改性PPR管120的外壁围成密闭空间，密闭空间填充有透明且保温的物质。

具体地，端盖140具有同轴设置的外扣环141和内插环142，内插环142的外径与石墨烯改性PPR管120的内径相同，外扣环141的内径与透明管110的外径相同。将端盖140盖设在集热管100的端部时，内插环142插入石墨烯改性PPR管120内，透明管110插入外扣环141内。端盖140上还开设有连通孔143，该连通孔143与内插环142的内部连通且同轴设置，连通孔143的孔径与内插环142的内径相同，也就是说内插环142插入石墨烯改性PPR管120后连通孔143与石墨烯改性PPR管120连通，水通过连通孔143进入石墨烯改性PPR管120内。

进一步地，为了提高集热管100的密封性，可以在端盖140与改性石墨烯PPR管120以及透明管110接触的位置设置密封垫。

进一步地，为了提高端盖140与改性石墨烯PPR管120以及透明管110连接的便捷性以及稳固性，改性石墨烯PPR管120的内壁和内插管的外壁各自设置相互配合的螺纹，透明管110的外壁和外扣管的内壁各组设置相互配合的螺纹，以实现端盖140与石墨烯PPR管120以及透明管110的连接。

如图2所示，本申请实施例还提供一种太阳能热水器用集热组件10，包括进水总管11、出水总管12和多根本申请实施例提供的集热管100，每一根集热管100的石墨烯改性PPR管120的一端与进水总管11连接，另一端与出水总管12连接。

本申请提供的集热组件10，由于主要由本申请提供的多根集热管100组成，因此其具有制造过程简单方便，集热效果好的特性。

进一步地，多根集热管100并联设置。

并联设置的方式能使得组件装配更方便。

本申请实施例还提供一种太阳能热水器，包括本申请实施例提供的集热组件10。进一步地，其还包括保温储水桶。

阳光穿过集热管100的透明层照到带有黑色石墨烯的PPR管上，将太阳光能的热量吸收，由于外壳和内层之间填充惰性气体130其隔热效果好，只能单向传热给PPR管里面的水，使管内的水加热，加热的水变轻流入保温储水桶，桶内温度相对较低的水流入集热管100补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到加热水的目的。

由于太阳能热水器的具体结构是已知的现有技术，因此在本申请中不做过多赘述。

综上，本申请实施例提供的技术方案具有以下优点：

1.由于内管为改性塑料材质，其制备方式为挤出成型，相较于现有的真空玻璃管涂布涂层的方式，其制备工艺简单，难度低；

2.现有较多塑料材质可制造透明管110，因此该集热管100整体的制备都可通过塑料挤管制作，工艺简单，制作成本低；

3.内外管之间填充透明保温物质，不存在空气，可有效防止藻类和细菌滋生；

4.透明保温物质的填充设置有效避免热损失，提高石墨烯改性PPR管120对内部水的传热效果。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能热水器用集热管，其特征在于，包括透明管和设置于所述透明管内且与所述透明管同轴的石墨烯改性PPR管，所述透明管的内壁和所述石墨烯改性PPR管的外壁之间填充有透明且保温的物质；

所述集热管还包括两个端盖，两个所述端盖分别盖设在所述集热管的相对两端，两个所述端盖与所述透明管的内壁以及所述石墨烯改性PPR管的外壁围成密闭空间，所述密闭空间填充有所述透明且保温的物质。

2.根据权利要求1所述的太阳能热水器用集热管，其特征在于，所述透明管为PMMA管或PC管。

3.根据权利要求2所述的太阳能热水器用集热管，其特征在于，所述透明且保温的物质为惰性气体。

4.一种太阳能热水器用集热组件，其特征在于，包括进水总管、出水总管和多根如权利要求1～3任一项所述的集热管，每一根所述集热管的所述石墨烯改性PPR管的一端与所述进水总管连接，另一端与所述出水总管连接。

5.根据权利要求4所述的集热组件，其特征在于，多根所述集热管并联设置。

6.一种太阳能热水器，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的集热组件。

Images