CN2861878Y - 真空管式太阳能集热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能集热装置，即一种使用贯通形真空集热管的太阳能集热装置，该装置具有贯通形真空集热管和金属集热罐；在一对水平设置的所述金属集热罐之间，与金属集热罐垂直设置多个贯通形真空集热管，且在同一平面内相互平行，形成真空集热管组；一对的所述金属集热罐的端部分别具有冷水导进口和热水导出口；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口的管路上串联循环泵。通过使用该集热管，可以降低太阳能集热装置生产成本，并大幅提高了集热效率。

Description

真空管式太阳能集热装置
技术领域
本实用新型涉及一种，即提供了一种采用贯通形真空集热管的太阳能集热装置，通过使用该集热管，可以降低太阳能集热装置生产成本，并大幅提高了集热效率。
背景技术
现有技术的太阳能集热装置中，用于将太阳能转换成热能的真空管式太阳能集热管的构造和原理分为三种：
一、如图4、5所示，为目前普遍采用的一种真空管式太阳能集热管及其安装结构的示意图。如图4所示真空集热管，其纵截面呈双层细长的“U”形，上部开放、下部封闭的并将内外两层之间的空间抽成真空。如图5所示，为使用前述双层“U”形真空集热管的集热器截面图。当集热管内的冷水吸收太阳辐射能后温度提高，热水比重小，因此上升到上部热水箱，反之冷水下降到下部的集热管中，形成自然对流。设置在上部的热水箱和真空管不分导进、导出口，仅仅利用自然对流将太阳辐射能转化的热能收集起来。并且，可以采用如图6所示将真空集热管与加热水箱相连的结构。
二、如图7、8所示，目前工程中主要应用的太阳能集热装置采用与前述相同的“U”形真空集热管，在金属集热罐的两侧开口相对水平设置成一组，并将多组上述设置平行排列在同一平面上。从金属集热罐下部引进的冷水经过集热装置吸收太阳能后变成热水再从金属集热罐上部排出。上述结构可以利用自然对流原理，但是当集热装置和热水箱分离时，需要循环泵来强制循环以加热媒体(水)。
三、如图9～11所示为热管真空管形式集热装置，图9中的真空管中开口端具有封闭的铜管，铜管内有传热阻力小、传热效率高的加热媒介，形成热管(HEAT PIPE)真空管构造；真空集管吸收太阳辐射能将其转换成热能后传递给封闭在其中的铜管加热媒介，加热媒介迅速将热量传递到铜管上部加热水箱中的第二加热媒介(水)，从而达到吸收太阳能、储藏热能的目的(如图10)。
因此，根据集热管与热水箱是否分离可分为一体式(如图6)、分离式(如图11)；一体式在热水箱内部产生自然对流而分离式结构需要循环泵来强制循环加热媒体(水)。
但是，上述真空集热管由于采用了加热媒体(水)自然对流的方式，因此，在夜间、阴天会产生较多的热能损失，对于一体式的集热装置这种现象尤其明显。对于热管真空管的构造，由于其需要经过一个中间的加热媒体(例如，铜管)，因此，其传热的速度受到一定影响。
实用新型内容
本实用新型正是为了解决现有问题的不足设计了一种贯通形真空集热管。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，使用了贯通形真空集热管为，同轴设置的玻璃管，在内层的玻璃管外壁涂布吸光材料，两端环形密封，并将两玻璃管之间抽成真空。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，具有贯通形真空集热管和金属集热罐；
在一对水平设置的所述金属集热罐之间，与金属集热罐垂直设置多个贯通形真空集热管，且在同一平面内相互平行，形成真空集热管组；
一对的所述金属集热罐的端部分别具有冷水导进口和热水导出口；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口的管路上串联循环泵；
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述贯通形真空集热管为，内、外同轴设置的玻璃管，在内层的玻璃管外壁涂布吸光材料，内、外层玻璃管之间两端环形密封，并将两层玻璃管之间抽成真空。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，在所述热水导出口处设置有导出口温度传感器，所述冷水导进口处设置有导入进传感器；并设置有与导出口温度传感器、导进口温度传感器和所述强制循环泵相连的控制部；
所述控制部在检测到导出口传感器与导进口温度传感器温差在10～15℃范围以外时，控制启动强制循环泵。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，也可以采用将多个集热管组通过两侧的金属集热罐串联，并在平行的两组串联的金属集热罐端部分别具有冷水导进口和热水导出口；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口的管路上串联循环泵；
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述冷水导进口设置在下侧的金属集热罐的端部，热水导出口设置在上侧的金属集热罐的端部。以此保证真空集热管内的加热媒体不会因为对流而造成热量的损失。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述冷水导进口与热水导出口设置在集热管组和串联的集热管组的对角位置。从而使加热媒体能够充分流经每一段集热管，提高能量的转化效率。
附图说明
图1为根据本实用新型的贯通形真空集热管结构示意图；
图2为根据本实用新型的真空管式太阳能集热装置结构示意图；
图3为根据本实用新型的真空管式太阳能集热装置传热部分剖面图；
图4为现有真空管式太阳能集管结构示意图；
图5为使用现有真空管式太阳能集管的太阳能集热装置剖面图；
图6为使用现有真空管式太阳能集管的太阳能集热装置结构示意图；
图7为使用现有真空管式太阳能集管的太阳能集热装置剖面图；
图8为使用现有真空管式太阳能集管的太阳能集热装置结构示意图；
图9为现有热管式真空太阳能集热管结构示意图；
图10为使用现有热管式真空太阳能集热管的太阳能集热装置剖面图；
图11为使用现有热管式真空太阳能集热管的太阳能集热装置结构示意图。
附图中主要部分符号说明
11外玻璃管                    12内玻璃管
13吸收太阳能涂层              21本实用新型的真空集热管
22金属集热罐                  221金属集热罐内部
222金属集热罐外部             223发泡保温材料
23真空集热管组                24冷水导进口
25热水导出口                  26导进口温度传感器
27导出口温度传感器            28循环泵
29控制部                      31反射板
41 外玻璃管                   42内玻璃管
43吸收太阳能涂层              44铜管传热部
51热水箱外部                  52热水箱内部
53发泡保温层                  54真空管式太阳能集热管
61热水箱                      62加热媒体导进口
71金属集热罐外部              72金属集热罐内部
73发泡保温材料                74金属集热罐
91热管式真空集热管
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行更详细的说明。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，使用了贯通形真空集热管21为，同轴设置的玻璃管11、12，在内层的玻璃管外壁涂布吸光材料13，两端环形密封，并将两玻璃管之间抽成真空。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，具有贯通形真空集热管21和金属集热罐22；
在一对水平设置的所述金属集热罐22之间，与金属集热罐22垂直设置多个贯通形真空集热管21，且在同一平面内相互平行，形成真空集热管组23；
一对的所述金属集热罐22的端部分别具有冷水导进口24和热水导出口25；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口24的管路上串联循环泵28；
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述贯通形真空集热管21为，内、外同轴设置的玻璃管，在内层的玻璃管外壁涂布吸光材料，内、外层玻璃管之间两端环形密封，并将两层玻璃管之间抽成真空。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，在所述热水导出口25处设置有导出口温度传感器27，所述冷水导进口24处设置有导入进传感器；并设置有与导出口温度传感器27、导进口温度传感器2626和所述强制循环泵28相连的控制部29；
所述控制部29在检测到导出口传感器与导进口温度传感器26温差在10～15℃范围以外时，控制启动强制循环泵28。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，也可以采用将多个集热管组23通过两侧的金属集热罐22串联，并在平行的两组串联的金属集热罐22端部分别具有冷水导进口24和热水导出口25；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口24的管路上串联循环泵28；
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述冷水导进口24设置在下侧的金属集热罐22的端部，热水导出口25设置在上侧的金属集热罐22的端部。
本实用新型的真空管式太阳能集热装置，所述冷水导进口24与热水导出口25设置在集热管组23和串联的集热管组23的对角位置。
同时本实用新型所提供的结构兼顾了夜间或阴天没有太阳光时热量不丢失。无阳光时热水导出口温度传感器的温度和冷水导进口温度传感器的温度差不大，因此强制循环泵不工作，热水箱中的热水不发生循环，从而避免了热水的热量损失。
综上所述贯通形真空管式集热装置通过分离加热媒体(冷、热水)的导进、导出口来实现热转换效率的提高；利用反射板的反射光加热从集热管下部导进的加热媒体(冷水)，消除了冷、热水的逆向形自然对流，加强同向形强制循环，将热水储藏到热水箱；避免如普通热水器中因自然对流而造成的夜间、阴天热能损失。
另外和热管(铜管)真空管集热装置比较贯通形真空管集热装置降低了制作成本、大幅提高集热效率。

Claims (8)

1、一种真空管式太阳能集热装置，其特征在于：
具有贯通形真空集热管和金属集热罐；
在一对水平设置的所述金属集热罐之间，与金属集热罐垂直设置多个贯通形真空集热管，且在同一平面内相互平行，形成真空集热管组；
一对的所述金属集热罐的端部分别具有冷水导进口和热水导出口；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口的管路上串联循环泵。
2、按照权利要求1所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：所述贯通形真空集热管为，内、外同轴设置的玻璃管，在内层的玻璃管外壁涂布吸光材料，内、外层玻璃管之间两端环形密封，并将两层玻璃管之间抽成真空。
3、按照权利要求1所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：在所述热水导出口处设置有导出口温度传感器，所述冷水导进口处设置有导进口温度传感器；并设置有与导出口温度传感器、导进口温度传感器(26)和所述强制循环泵相连的控制部。
4、按照权利要求1或3所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：将多个集热管组通过两侧的金属集热罐串联，并在平行的两组串联的金属集热罐端部分别具有冷水导进口和热水导出口；通过循环管路分别与热水箱的下部和下部偏上的位置连接，并在冷水导进口的管路上串联循环泵。
5、按照权利要求4所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：所述冷水导进口设置在下侧的金属集热罐的端部，热水导出口设置在上侧的金属集热罐的端部。
6、按照权利要求4所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：所述冷水导进口与热水导出口设置在集热管组和串联的集热管组的对角位置。
7、按照权利要求1所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：所述冷水导进口设置在下侧的金属集热罐的端部，热水导出口设置在上侧的金属集热罐的端部。
8、按照权利要求1所述真空管式太阳能集热装置，其特征在于：所述冷水导进口与热水导出口设置在集热管组和串联的集热管组的对角位置。
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