玻璃热管螺旋盘管式承压集热器的制造方法

文档序号:4645121阅读:189来源:国知局
玻璃热管螺旋盘管式承压集热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,包括:联箱;两根循环管路主管设置于联箱内,一根循环管路主管的端部具有工质入口,另一根循环管路主管的端部具有工质出口,工质入口与工质出口分别位于两根循环管路主管两端;多个螺旋盘管换热器,以并联、串联或串并联的形式布置于两根循环管路主管之间;每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片;多根真空玻璃热管,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。本实用新型结构简单、安装方便、热效率高、制造成本低的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器。
【专利说明】玻璃热管螺旋盘管式承压集热器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能集热器,特别涉及一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,适用于承压式太阳能热水系统。
【背景技术】
[0002]目前,市场上大部分玻璃热管承压太阳能集热器的换热结构,通常其冷凝端与导热系数好的金属材质换热结构连接,由于是脆性材料件与塑性金属材料件连接,加上加工工艺过程产生的尺寸及形位误差,安装时容易造成玻璃热管破碎。故换热结构与玻璃热管冷凝端须有足够大的间隙,但该间隙又导致热阻增加,且换热次数较多,难以保证良好的换热效果。
[0003]因此,本实用新型针对上述情况,本发明人基于相关领域的研发,对玻璃热管集热器的换热结构进行改进,解决上述安装、换热等问题,进而有本实用新型的产生。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种结构简单、安装方便、热效率高、制造成本低的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器。
[0005]为达上述目的,本实用新型提供一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其包括:
[0006]联箱;
[0007]两根循环管路主管,相互平行布置且设置于该联箱内,其中一根循环管路主管的端部具有工质入口,另一根循环管路主管的端部具有工质出口,工质入口与工质出口分别位于两根循环管路主管相异的两端;
[0008]多个螺旋盘管换热器,并列布置于两根循环管路主管之间,每个螺旋盘管换热器的两端分别与两根循环管路主管相连通;每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片;
[0009]多根真空玻璃热管,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
[0010]本实用新型还提供一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其包括:
[0011]联箱;
[0012]多个换热对接铜管;
[0013]多个螺旋盘管换热器,并列布置于该联箱内,每相邻的两个螺旋盘管换热器的端部通过换热器对接铜管连接,使多个螺旋盘管换热器依次首尾相连,每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片;
[0014]两根循环管路直角主管,位于首尾的两个螺旋盘管换热器的端部分别连接有循环管路直角主管,其中一根循环管路直角主管的端部具有工质入口,另一根循环管路直角主管的端部具有工质出口;[0015]多根真空玻璃热管,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
[0016]本实用新型又提供一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其包括:
[0017]联箱;
[0018]多个换热对接铜管;
[0019]多组螺旋盘管换热器,每一组螺旋盘管换热器具有多个沿横向依次首尾连接的单螺旋盘管换热器,每相邻的两个单螺旋盘管换热器之间通过换热器对接铜管连接;每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片;
[0020]两根循环管路直角主管,每一组螺旋盘管换热器位于首尾的两个单螺旋盘管换热器的端部分别通过换热器对接铜管连接到循环管路直角主管上,两根循环管路直角主管之间沿纵向连接有多组螺旋盘管换热器,各组螺旋盘管换热器的单螺旋盘管换热器上下对应;其中一根循环管路直角主管的端部具有工质入口,另一根循环管路直角主管的端部具有工质出口;
[0021]多根真空玻璃热管,其数量与沿横向计数的单螺旋盘管换热器的数量相同,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
[0022]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,联箱内的螺旋盘管换热器的循环管道先由岩棉包裹,联箱内的其余部位由聚氨酯发泡充斥固定。
[0023]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,联箱是由铝型材装配而成。
[0024]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,联箱的两端由联箱端盖固定,工质入口和工质出口分别穿过联箱端盖上的孔、伸向联箱外并加以固定。
[0025]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,联箱外向一侧延伸有两根边架,两根边架的尾端通过一根尾架连接固定,尾架上装设有与真空玻璃热管数量相同的尾座,真空玻璃热管的另一端固定在尾座上。
[0026]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,多根并列的真空玻璃热管通过至少一根横梁相互固定。
[0027]所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其中,真空玻璃热管与联箱之间安装有密封胶圈。
[0028]本实用新型的有益效果在于:
[0029]1、与同支数的U型管集热器相比成本更低,铜管用量为其一半且无铝翼;
[0030]2、与其他玻璃热管集热器换热结构相比换热次数减少,换热效率更高、热损更小;
[0031]3、安装方便,整体可分开单独包装,运输便捷;
[0032]4、使用性能安全可靠,玻璃热管破碎无热损、不影响系统使用。
【专利附图】

【附图说明】
[0033]图1是本实用新型的第一实施例玻璃热管螺旋盘管式并联结构的示意图;[0034]图1A是图1的侧视图;
[0035]图2是本实用新型的第一实施例玻璃热管螺旋盘管式并联管道的截面图;
[0036]图2A为图2的俯视图;
[0037]图3是本实用新型的第二实施例玻璃热管螺旋盘管式串联结构的示意图;
[0038]图3A为图3的侧视图;
[0039]图4是本实用新型的第二实施例玻璃热管螺旋盘管式串联管道的截面图;
[0040]图4A为图4的俯视图;
[0041]图5是本实用新型的第三实施例玻璃热管螺旋盘管式串并联结构的示意图;
[0042]图5A为图5的侧视图;
[0043]图6是本实用新型的第三实施例玻璃热管螺旋盘管式串并联管道的截面图;
[0044]图6A为图6的俯视图。
[0045]附图标记说明:1-循环管路主管;1’ -换热器对接铜管;2_螺旋盘管换热器;2’_单螺旋盘管换热器;3_真空玻璃热管;4工质入口 ;5_工质入口 ;6-联箱;7_密封胶圈;8-边架;9-横梁;10_尾架;11-尾座;12_联箱端盖;13_导热翅片;14-循环管路直角主管。
【具体实施方式】
[0046]有关本实用新型为达到上述的使用目的与功效及所采用的技术手段,现举出较佳可行的实施例,并配合附图所示,详述如下:
[0047]本实用新型的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器适用于承压式太阳能热水系统。
[0048][第一实施例]
[0049]首先如图1、图1A、图2以及图2A所示,分别为本实用新型的第一实施例玻璃热管螺旋盘管式并联结构的示意图、图1的侧视图、第一实施例玻璃热管螺旋盘管式并联管道的截面图以及图2的俯视图。
[0050]本实用新型的集热器主要包括:两根循环管路主管1、多个螺旋盘管换热器2、多根真空玻璃热管3、联箱6以及框架组(边架8、横梁9、尾架10)。
[0051]其中,两根循环管路主管I相互平行布置且设置于联箱6内,其中一根循环管路主管I的端部具有工质入口 4,另一根循环管路主管I的端部具有工质出口 5,工质入口 4与工质出口 5分别位于两根循环管路主管I相异的两端,以保证工质路径足够长。
[0052]两根循环管路主管I之间并列布置有多个螺旋盘管换热器2,每个螺旋盘管换热器2的两端分别与两根循环管路主管I相连通,但每两个螺旋盘管换热器2互相之间不直接连通,即螺旋盘管换热器2以并联形式布置。每个螺旋盘管换热器2所形成的孔壁上均装有导热翅片13,并在其孔壁上涂抹适量导热胶,将其贴合螺旋盘管换热器2的孔壁。该导热翅片13可由片状折叠为多边棱柱形状,在该棱柱的每个折叠棱边位置,又局部向外设置一个突起弧(图中未详示)。
[0053]真空玻璃热管3的数量与螺旋盘管换热器2的数量相同,多根真空玻璃热管3的一端分别穿过联箱6并插入对应的螺旋盘管换热器2所形成的孔中,真空玻璃热管3通过导热翅片13的缓冲而与螺旋盘管换热器2充分贴合接触。真空玻璃热管3与联箱6之间安装有密封胶圈7。
[0054]联箱6是由铝型材装配而成,联箱6内的螺旋盘管换热器2的循环管道先由岩棉包裹,联箱6内的其余部位由聚氨酯发泡充斥固定及保温。联箱6的两端由联箱端盖12固定,循环管路主管I的工质入口 4和工质出口 5分别穿过联箱端盖12上的孔、伸向联箱6外并加以固定。联箱6外向一侧延伸有两根边架8,两根边架8的尾端通过一根尾架10连接固定,尾架10上装设有与真空玻璃热管3数量相同的尾座11,真空玻璃热管3的另一端固定在尾座11上。多根并列的真空玻璃热管3通过至少一根横梁9相互固定,进一步加固集热器的结构。
[0055]工作原理:
[0056]热水系统内的循环工质,通过工质入口 4进入其中一根循环管路主管I,依次分流进入每个螺旋盘管换热器2内,太阳光照射到真空玻璃热管3上,真空玻璃热管3内工质蒸发,通过真空玻璃热管3的冷凝端(与螺旋盘管换热器2相连接的一端),将热量传递给联箱6内每根真空玻璃热管3对应的螺旋盘管换热器2内的循环工质。通过泵(图中未示)的外力将螺旋盘管换热器2内的热工质带走,进入另一根循环管路主管1,再通过工质出口 5将热工质送达到热水系统(图中未示)的换热内胆内,加热水箱中的水,通过如上所述如此循环加热承压热水系统内的换热工质,以此达到加热水箱内水的温度。
[0057][第二实施例]
[0058]首先如图3、图3A、图4以及图4A所示,分别为本实用新型的第二实施例玻璃热管螺旋盘管式串联结构的示意图、图3的侧视图、第二实施例玻璃热管螺旋盘管式串联管道的截面图以及图4的俯视图。
[0059]本实用新型的集热器主要包括:换热器对接铜管I’、多个螺旋盘管换热器2、多根真空玻璃热管3、联箱6以及框架组(边架8、横梁9、尾架10)。
[0060]多个螺旋盘管换热器2并列布置于联箱6内,每相邻的两个螺旋盘管换热器2的端部通过换热器对接铜管I’连接(例如以焊接的方式连接),使多个螺旋盘管换热器2依次首尾相连,即螺旋盘管换热器2以串联形式布置。每个螺旋盘管换热器2所形成的孔壁上均装有导热翅片13,并在其孔壁上涂抹适量导热胶,将其贴合螺旋盘管换热器2的孔壁。该导热翅片13可由片状折叠为多边棱柱形状,在该棱柱的每个折叠棱边位置,又局部向外设置一个突起弧(图中未详示)。
[0061]其中,位于首尾的两个螺旋盘管换热器2的端部分别连接有循环管路直角主管14,其中一根循环管路直角主管14的端部具有工质入口 4,另一根循环管路直角主管14的端部具有工质出口 5,以保证工质路径足够长。
[0062]真空玻璃热管3的数量与螺旋盘管换热器2的数量相同,多根真空玻璃热管3的一端分别穿过联箱6并插入对应的螺旋盘管换热器2所形成的孔中,真空玻璃热管3通过导热翅片13的缓冲而与螺旋盘管换热器2充分贴合接触。真空玻璃热管3与联箱6之间安装有密封胶圈7。
[0063]联箱6是由铝型材装配而成,联箱6内的螺旋盘管换热器2的循环管道先由岩棉包裹,联箱6内的其余部位由聚氨酯发泡充斥固定及保温。联箱6的两端由联箱端盖12固定,循环管路主管I的工质入口 4和工质出口 5分别穿过联箱端盖12上的孔、伸向联箱6外并加以固定。联箱6外向一侧延伸有两根边架8,两根边架8的尾端通过一根尾架10连接固定,尾架10上装设有与真空玻璃热管3数量相同的尾座11,真空玻璃热管3的另一端固定在尾座11上。多根并列的真空玻璃热管3通过至少一根横梁9相互固定,进一步加固集热器的结构。
[0064]工作原理:
[0065]热水系统内的循环工质,通过工质入口 4进入其中一根循环管路直角主管14,而后依次进入串联的每个螺旋盘管换热器2内,太阳光照射到真空玻璃热管3上,真空玻璃热管3内工质蒸发,通过真空玻璃热管3的冷凝端(与螺旋盘管换热器2相连接的一端),将热量传递给联箱6内每根真空玻璃热管3对应的螺旋盘管换热器2内的循环工质。通过泵(图中未示)的外力将螺旋盘管换热器2内的热工质带走,进入另一根循环管路直角主管14,通过工质出口 5将热工质送达到热水系统(图中未示)的换热内胆内,加热水箱中的水,通过如上所述如此循环加热承压热水系统内的换热工质,以此达到加热水箱内水的温度。
[0066][第三实施例]
[0067]首先如图5、图5A、图6以及图6A所示,分别为本实用新型的第三实施例玻璃热管螺旋盘管式串并联结构的示意图、图5的侧视图、第三实施例玻璃热管螺旋盘管式串并联管道的截面图以及图6的俯视图。
[0068]本实用新型的集热器主要包括:换热器对接铜管I’、多组螺旋盘管换热器2’、多根真空玻璃热管3、联箱6以及框架组(边架8、横梁9、尾架10)。
[0069]每一组螺旋盘管换热器具有多个沿横向依次首尾连接的单螺旋盘管换热器2’,其中,每相邻的两个单螺旋盘管换热器2’之间通过换热器对接铜管I’连接(例如以焊接的方式连接)。其中,位于首尾的两个单螺旋盘管换热器2的端部分别通过换热器对接铜管I’连接到循环管路直角主管14上,其中一根循环管路直角主管14的端部具有工质入口 4,另一根循环管路直角主管14的端部具有工质出口 5,以保证工质路径足够长。
[0070]两根循环管路直角主管14之间沿纵向连接有多组螺旋盘管换热器,即螺旋盘管换热器以串并联形式布置。各组螺旋盘管换热器的单螺旋盘管换热器2’上下对应,每个单螺旋盘管换热器2’所形成的孔壁上均装有导热翅片13,并在其孔壁上涂抹适量导热胶,将其贴合螺旋盘管换热器2的孔壁。该导热翅片13可由片状折叠为多边棱柱形状,在该棱柱的每个折叠棱边位置,又局部向外设置一个突起弧(图中未详示)。
[0071]真空玻璃热管3的数量与沿横向计数的单螺旋盘管换热器2的数量相同,多根真空玻璃热管3的一端分别穿过联箱6并插入对应的多个纵向对应的单螺旋盘管换热器2’所形成的孔中,真空玻璃热管3通过导热翅片13的缓冲而与单螺旋盘管换热器2’充分贴合接触。真空玻璃热管3与联箱6之间安装有密封胶圈7。
[0072]联箱6是由铝型材装配而成,联箱6内的螺旋盘管换热器2的循环管道先由岩棉包裹,联箱6内的其余部位由聚氨酯发泡充斥固定及保温。联箱6的两端由联箱端盖12固定,循环管路主管I的工质入口 4和工质出口 5分别穿过联箱端盖12上的孔、伸向联箱6外并加以固定。联箱6外向一侧延伸有两根边架8,两根边架8的尾端通过一根尾架10连接固定,尾架10上装设有与真空玻璃热管3数量相同的尾座11,真空玻璃热管3的另一端固定在尾座11上。多根并列的真空玻璃热管3通过至少一根横梁9相互固定,进一步加固集热器的结构。
[0073]工作原理:
[0074]热水系统内的循环工质,通过工质入口 4进入其中一根循环管路直角主管14,依次分流进入每个单螺旋盘管换热器2’内,太阳光照射到真空玻璃热管3上,真空玻璃热管3内工质蒸发,通过真空玻璃热管3的冷凝端(与单螺旋盘管换热器2’相连接的一端),将热量传递给联箱6内每根真空玻璃热管3对应的单螺旋盘管换热器2’内的循环工质。通过泵(图中未示)的外力将螺旋盘管换热器2内的热工质带走,进入另一根循环管路直角主管14,通过工质出口 5将热工质送达到热水系统(图中未示)的换热内胆内,加热水箱中的水,通过如上所述如此循环加热承压热水系统内的换热工质,以此达到加热水箱内水的温度。
[0075]此外,换热工质可采用防冻液,适用性广,既可用于低纬度热带地区,也适用于冰冻高寒地区。
[0076]其中,真空玻璃热管3的工作原理是:将密闭的双层玻璃管抽成双真空,在内管中充入适量导热工质。阳光透过玻璃外管,被内管的吸热膜层,吸收住热量,导热工质受热汽化为蒸汽,上升到插在换热螺旋盘管中的冷凝端,并向换热螺旋盘管放出热量,自身凝结为液体。冷凝液在重力的作用下,沿热管内壁返回到吸热段,并再次受热汽化,如此循环往复,连续不断的将热量由一端传向另一端,来加换热螺旋盘管内的水或工质。
[0077]本实用新型采用的换热结构内加弹性翅片或者导热翅片或柔性翅片,可使玻璃热管承压集热器达到理想的热性能。
[0078]与现有技术相比较,采用上述技术方案的本实用新型具有以下优点:
[0079]本实用新型的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,具有成本低、制造工艺简单、安装方便、可靠性高、热损小、换热效率高的显著优势。玻璃热管冷凝端采用弹性或柔性连接,即保证了换热,又便于安装,避免冷凝端的脆性玻璃材料结构与金属材料件硬连接时的碎管现象。
[0080]以上对本实用新型的描述是说明性的,而非限制性的,本专业技术人员理解,在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效,但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,包括: 联箱; 两根循环管路主管,相互平行布置且设置于该联箱内,其中一根循环管路主管的端部具有工质入口,另一根循环管路主管的端部具有工质出口,工质入口与工质出口分别位于两根循环管路主管相异的两端; 多个螺旋盘管换热器,并列布置于两根循环管路主管之间,每个螺旋盘管换热器的两端分别与两根循环管路主管相连通;每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片; 多根真空玻璃热管,其数量 与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
2.一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,包括: 联箱; 多个换热对接铜管; 多个螺旋盘管换热器,并列布置于该联箱内,每相邻的两个螺旋盘管换热器的端部通过换热器对接铜管连接,使多个螺旋盘管换热器依次首尾相连,每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片; 两根循环管路直角主管,位于首尾的两个螺旋盘管换热器的端部分别连接有循环管路直角主管,其中一根循环管路直角主管的端部具有工质入口,另一根循环管路直角主管的端部具有工质出口; 多根真空玻璃热管,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
3.一种玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,包括: 联箱; 多个换热对接铜管; 多组螺旋盘管换热器,每一组螺旋盘管换热器具有多个沿横向依次首尾连接的单螺旋盘管换热器,每相邻的两个单螺旋盘管换热器之间通过换热器对接铜管连接;每个螺旋盘管换热器所形成的孔壁上均装有导热翅片; 两根循环管路直角主管,每一组螺旋盘管换热器位于首尾的两个单螺旋盘管换热器的端部分别通过换热器对接铜管连接到循环管路直角主管上,两根循环管路直角主管之间沿纵向连接有多组螺旋盘管换热器,各组螺旋盘管换热器的单螺旋盘管换热器上下对应;其中一根循环管路直角主管的端部具有工质入口,另一根循环管路直角主管的端部具有工质出口 ; 多根真空玻璃热管,其数量与沿横向计数的单螺旋盘管换热器的数量相同,其数量与螺旋盘管换热器的数量相同,多根真空玻璃热管的一端分别穿过联箱并插入对应的螺旋盘管换热器所形成的孔中,真空玻璃热管通过导热翅片而与螺旋盘管换热器充分贴合接触。
4.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,联箱内的螺旋盘管换热器的循环管道先由岩棉包裹,联箱内的其余部位由聚氨酯发泡充斥固定。
5.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,联箱是由铝型材装配而成。
6.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,联箱的两端由联箱端盖固定,工质入口和工质出口分别穿过联箱端盖上的孔、伸向联箱外并加以固定。
7.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,联箱外向一侧延伸有两根边架,两根边架的尾端通过一根尾架连接固定,尾架上装设有与真空玻璃热管数量相同的尾座,真空玻璃热管的另一端固定在尾座上。
8.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,多根并列的真空玻璃热管通过至少一根横梁相互固定。
9.根据权利要求1、2或3所述的玻璃热管螺旋盘管式承压集热器,其特征在于,真空玻璃热管与联箱 之间安装有密封胶圈。
【文档编号】F24J2/46GK203657242SQ201320891453
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】戴健, 钟洪伟, 王国忠, 张强 申请人:北京华业阳光新能源有限公司, 北京清华阳光能源开发有限责任公司
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