一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，是对现有用于太阳能热水器的真空管进行的改进结构。其真空集热导热装置是由真空管(1)、导热热管(2)和定位缓冲圈(3)组成，定位缓冲圈(3)套接在导热热管(2)的蒸发端(2C)上，定位缓冲圈(3)的外壁上套接有真空管(1)的开口端。本实用新型的真空集热导热装置具有导热效率高、综合热利用率高、使用安全、没有水垢淤积死角而造成二次污染等优点。
【专利说明】
-种用于太阳能热水器的真空集热导热装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种应用于太阳能热水器的真空管，更特别地说，是指一种采用 热管导热技术的真空集热导热装置。
【背景技术】
[0002] 太阳能热水器是由全玻璃真空太阳集热管(简称真空管或太阳能真空集热管）、保 溫水箱、支承架=大部件组成，其核屯、集热元件是太阳能真空集热管。其原理是:经过磁控 瓣射锻膜技术在真空管的内管外壁锻上多层渐变侣一氮一侣涂层或不诱钢氮化侣涂层，该 涂层可经受400°C的高溫，对太阳光有选择性吸收，其吸收比含0.92,发射比含0.09(80°C)。 真空管将太阳光能转化为热能，使真空管中的水不断加热。由于"热虹吸"作用，即冷水的比 重较大，热水的比重较小，因而真空管中的热水自然不断地往上浮，进入保溫水箱。保溫水 箱中的冷水自然不断地往下沉，进入真空管。周而复始，保溫水箱中的水也就被加热了。运 种太阳能热水器叫直插式太阳能热水器。
[0003] 与直插式太阳能热水器存在区别的是分体式太阳能热水器。分体式太阳能热水器 的真空管内置入金属U型管，所述金属U型管管内有液体介质(可W是导热油、或者乙二醇）， 通过累驱动液体介质将热量传导到保溫水箱中，使水加热。
[0004] 现有直插式太阳能热水器和分体式太阳能热水器，在实际应用中存在一些缺点， 有些是不容忽视的，例如：
[0005] (1)水垢渺积问题:真空集热管内的水垢沉淀并渺积，严重影响热量交换效率，严 重时使真空集热管失效。
[0006] (2)水质健康问题:真空集热管内的水长期处于25~80°C的溫度下，同时运部分水 不能自然地流动到管外、不能被使用，最适合各种微生物繁殖，所W太阳能热水器中的水经 常被二次污染，造成一系列健康问题。
[0007] (3)安全及热效率低下问题：由于使用水直接和玻璃管接触，玻璃管因集热、散热、 承受外力等因素又容易破裂，运样就形成了安全问题。另外真空管内的水占总水量的30% 左右，运部分水无法使用，运样虽然真空管的集热效率很高光热转化率达到93% W上，但是 整体的热效率不到60 %甚至更低。
【发明内容】
[000引为了提高真空管的热交换效率，本实用新型设计了一种用于太阳能热水器的真空 集热导热装置。该真空集热导热装置由导热热管(2)、定位缓冲圈（3)和真空管（1)组成，利 用热管导热的原理，将通过真空管（1)转化的太阳光的热量传导到水箱中。导热热管(2)的 蒸发端（2C)置入真空管（1)内，为尽可能扩大吸收热量的面积，采用内部有空腔的环状结 构；导热热管(2)的冷凝端(2B)采用与真空管（1)上端直径相同结构，其内部空腔与蒸发端 贯通为一体，运样保证了与原水箱接口的通用性。导热热管(2)通过定位缓冲圈（3)与真空 管（1)上端装配在一起。真空集热导热装置可W和传统太阳能热水器中应用的真空管一样 插入水箱，完成太阳能热水器的装配。由于本实用新型真空集热导热装置的超高导热效应， 解决了传统太阳能热水器存在的导热效率低缺陷，同时也解决了真空管内水垢渺积、滋生 细菌的问题。
[0009] 本实用新型设计了一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，该真空集热导热 装置由导热热管(2)、定位缓冲圈（3)和真空管（1)组成;导热热管(2)的上端为冷凝端(2B)， 导热热管(2)的下端为蒸发端(2C)，中间抽真空形成真空介质腔体(2A);定位缓冲圈（3)上 开设透气孔(4);导热热管(2)的蒸发端(2C)深入真空管（1)内，且蒸发端(2C)与定位缓冲圈 (3)的内壁套接，定位缓冲圈（3)的外壁与真空管（1)的开口端内壁套接;导热热管(2)的冷 凝端(2B)置入太阳能热水器的保溫水箱中。
[0010] 本实用新型设计的真空集热导热装置的优点在于：
[0011] ①解决安全问题:传统的太阳能热水器，太阳能真空集热管的玻璃和水接触，存在 的安全隐患是无法避免的。使用金属材质的导热热管（2)导热后，由导热热管(2)的冷凝端 替代真空管开口端插入水箱，由金属替代玻璃和水接触，由导热热管(2)的冷凝端对水箱里 的水进行加热。运种设计解决了因为热冲击、外力冲击、玻璃本身材质不稳定等因素带来的 因真空管破碎造成的各种危害。
[0012] ②解决水质污染问题:传统的太阳能热水器，冷水加热后，产生水垢，相当大的一 部分水垢会沉淀到真空管内部，无法排出。水垢中含有各种重金属、亚硝酸盐、有机质等，而 有机质可W为细菌生长提供良好条件。所W，传统的太阳能热水器的水质经常受到二次污 染。使用了导热热管(2)导热后，真空管内没有水存在，避免了上述问题。
[0013] ③提高热利用效率:传统的太阳能热水器真空管内充满了水，运部分水占总水量 的1/3,但是运部分水是不能使用的，那么就有1/3的热量无法使用。使用真空集热导热装置 后，真空管内没有水，真空管内的热能经导热热管(2)快速传导到水箱内，大大提高了可用 热量的比例。
【附图说明】
[0014] 图1是本实用新型的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置的剖面结构图。 「nnic；i
【具体实施方式】
[0016] 下面将结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
[0017] 参见图1所示，本实用新型设计了一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，该 真空集热导热装置由导热热管(2)、定位缓冲圈（3)和真空管（1)组成。
[0018] 导热热管（2)的上端为冷凝端（2B)，导热热管(2)的下端为蒸发端(2C)，中间抽真 空形成真空介质腔体(2A)，在真空介质腔体(2A)内灌装进少量导热介质（2A1)。导热热管 (2)的蒸发端(2C)为中空环状结构，运有利于加大吸热面积。
[0019] 定位缓冲圈（3)上开设透气孔(4)。
[0020] 导热热管（2)的蒸发端(2C)置入真空管（I)内，且蒸发端（2C)与定位缓冲圈（3)的 内壁套接，定位缓冲圈（3)的外壁与真空管（1)的开口端内壁套接；导热热管（2)的冷凝端 (2B)置入太阳能热水器的保溫水箱中。
[0021] 在本实用新型中，导热热管(2)的冷凝端(2B)的外径与真空管（1)的外径相同，运 有利于与保溫水箱的通用装配。
[0022] 本实用新型设计的真空集热导热装置实现高效率集热导热的原理是：
[0023] 当真空管（1)将太阳光的光能吸收转化为热能后，依靠其开口端安装的导热热管 (2)，可W将热量快速高效地传导到水箱内。导热热管（2)导热的原理是运样的：导热热管 (2)内部是一个密闭的空腔（即真空介质腔体(2A))，运个空腔抽真空后，注入少量介质，如 纯净水、乙醇等。当冷凝端(2B)和蒸发端(2C)没有溫差的时候，运部分介质在导热热管(2) 的底部，也就是蒸发端(2C)。当蒸发端(2C)吸收了真空管（1)内的热量后，开始升溫，因导热 热管(2)内部处于真空状态，蒸发端(2C)底部的介质会快速蒸发成气体，上升后到达冷凝端 (2B)，运部分气体冷却变成了液体，并放出热量，液体的比重较大，由于重力的作用又下降 到了导热热管(2)的底部。导热介质（2A1)在导热热管（2)底部再次吸收热量，变成气态，上 升到冷凝端(2B)放出热量。如此周而复始进行快速高效的热传导，利用运一原理，将真空管 (1) 内的热量源源不断地传导到保溫水箱中。
[0024] 为了保证真空管（1)吸收的太阳光的热量达到最小的损失，在导热热管(2)和真空 管（1)之间设计安装一个定位缓冲圈（3)，其作用是：
[0025] ①隔热：导热热管(2)的蒸发端(2C)外部和真空管（1)内壁之间有一间隙，定位缓 冲圈（3)横向填满了运个间隙，使得热量无法向外部空气散失。
[0026] ②缓冲：该定位缓冲圈（3)的材质为硅胶、橡胶等柔初性比较好的有机材料，垫在 金属做成的导热热管(2)和玻璃做成的真空管（1)之间，形成一个缓冲层，避免因导热热管 (2) 挤压真空管（1)而使得真空管（1)破裂。
[0027] ③定位:真空管（1)内壁、导热热管(2)外壁和定位缓冲圈（3)圈体都是同屯、圆，运 样能够很方便的与传统太阳能热水器进行组装;另外，该定位缓冲圈（3)上开设有小的透气 孔(4)，W保证热膨胀时，真空管（1)内多余空气安全溢出，W满足安全使用需求。
[0028] 在本实用新型中，定位缓冲圈（3)采用硅胶、软木等材料加工成一体成型件，定位 缓冲圈（3)的中屯、开有中屯、通孔。定位缓冲圈（3)分别与导热热管（2)和真空管（1)紧密接 合，W达到稳定固定真空管（1)。
[0029] 在本实用新型中，导热热管（2)为金属材质的一体成型结构件。导热热管（2)的材 质选用纯铜或者不诱钢。导热热管(2)的中部为真空介质腔体(2A)，所述真空介质腔体(2A) 为先抽真空后，再置入导热介质（2A1)。所述导热介质（2A1)可W是纯水、甲醇或者乙醇等。
【主权项】
1. 一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于：该真空集热导热装置由 导热热管(2)、定位缓冲圈（3)和真空管（1)组成； 导热热管（2)的上端为冷凝端（2B)，导热热管（2)的下端为蒸发端（2C)，中间抽真空形 成真空介质腔体(2A); 定位缓冲圈（3)上开设透气孔(4); 导热热管（2)的蒸发端(2C)置入真空管（1)内，且蒸发端(2C)与定位缓冲圈（3)的内壁 套接，定位缓冲圈（3)的外壁与真空管（1)的开口端内壁套接;导热热管(2)的冷凝端(2B)置 入太阳能热水器的保温水箱中。2. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于：导 热热管(2)的冷凝端(2B)的外径与真空管（1)的外径相同。3. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于:真 空介质腔体(2A)中的导热介质(2A1)是纯水或者甲醇或者乙醇。4. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于：导 热热管(2)为金属材质的一体成型结构件。5. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于：导 热热管(2)的材质选用纯铜或者不锈钢。6. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于:定 位缓冲圈（3)为软木材料加工成一体成型件。7. 根据权利要求1所述的一种用于太阳能热水器的真空集热导热装置，其特征在于:定 位缓冲圈（3)为硅胶材料加工成一体成型件。
【文档编号】F24J2/46GK205536627SQ201620330329
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】朱元喆
【申请人】朱元喆