专利名称：太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，尤其是一种能用于烘 衣或给水加热的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统。
背景技术：
太阳能的利用对于走可持续发展道路，保护人类赖以生存的生态环境以及解决那 些无电人口能源供应问题具有极其重要的意义，而能够高效、无污染的利用太阳能对于节 约能源和保护自然环境更是意义深刻。在太阳能热利用系统中，关键是如何高效率地收集 太阳光并将其转变为热能。目前，热利用在太阳能利用技术中是一个综合项目。目前，太阳能集热管普遍是一端开口一端封闭，即盲管。由它们组成的自然循环式 热水系统往往依赖集热器与蓄水箱中的水温不同产生的密度差进行温差循环(热虹吸循 环)，其水循环速度较高，热利用率不高。目前普遍使用的真空太阳能集热管的内外管及连 接处均为玻璃内外管为刚性连接，在内管表面镀有涂层以提高对太阳辐射的吸收率，内外 管之间抽成真空，整只管子象一只十分细长的热水瓶胆，这种集热管需要用热膨胀系数很 小的耐热玻璃制作，且工艺较复杂，成本很高，在使用的过程中，由于冰雹、飞石等原因，一 旦外管破裂则整只管子报废，且吸热面积小、热利用率不高。
发明内容
本发明的目的是要解决上述太阳能集热管的不足，提供一种能用于烘衣或给水加 热的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，使其具制造工艺简单、启动快、成本较低、 使用可靠、吸热面积宽、热利用率高和防腐蚀性等特点。本发明的目的是采用如下方案实现的一种太阳能集热器和使用该集热器的供热 系统，它包括太阳能集热管、联集器和供热系统，其特点是所述太阳能集热管是一根双层 膜结构的真空管，且太阳能集热管的两端均与联集器连接，并与半环通道连通，构成一个太 阳能集热器；所述供热系统可以是由烘衣箱、冷凝器、晾衣杆、风机和风管组成的烘衣系统， 还可以是由蓄热箱、出汽口、换热盘管、水管、水龙头和超导液管组成的水加热系统。上述太阳能集热管是由外管壁和内管壁构成的真空管，内管壁上有很多用来增大 吸热面积的翅片，且在翅片和翅片之间的内管壁上均勻地涂上吸热涂料。上述联集器上有半环通道，用来与太阳能集热管连接，两个联集器之间可以固定 几根太阳能集热管，在一个联集器上还开有进口及出口，且太阳能集热管与半环通道连通， 使太阳能集热管内的热量、超导液或水可以从太阳能集热管流到半环通道，再从半环通道 流到另一根太阳能集热管，这样就可以达到使热量、超导液或水从进口流到出口的目的。上述烘衣系统是用来烘、晾衣物的系统，它包括与联集器上的进口、出口连通的风 管和烘衣箱，在烘衣箱上有移门，移门向上打开，方便放入和取出衣物，移门向下关闭，使烘 衣箱内的热气不外漏；在烘衣箱内的顶部有冷凝器，用来使烘衣箱内的水蒸气变为水并排 出烘衣箱，在烘衣箱内有晾衣杆用来放置衣物；在烘衣箱内底部有风机，风机与风管连通，风机吹出的风从进口进入太阳能集热管，带动热量随着风从太阳能集热管流到半环通道， 又从半环通道流到另一根太阳能集热管，进而流到出口经过风管进入烘衣箱对烘衣箱的衣 物进行烘干、晾干。上述水加热系统包括与联集器上的进口、出口连通的水管或超导液管和蓄热箱， 以及与换热盘管连通的水龙头，在蓄热箱的顶部有出汽口，在蓄热箱内的水蒸气由此出汽 口排出，换热盘管放置在蓄热箱的内部，在蓄热箱内还有用来蓄温的蓄温水或蓄温油。本发明采用上述方案的有益效果是1)该系统启动快，传热性能好热管内工质 少，启动快，在天气阴晴多变的情况下仍然能够产生热水。热管还具有单向传热的热二极管 性能，可以防止夜间和阴天的热量倒流；2)该系统有防腐蚀性，防结垢通过合理地选择热 管的管材、工质材料，使其能长期相容，可避免一般管板式平板集热器存在的管内腐蚀和结 垢问题；3)成本较低，太阳集热器一般采用真空双层热管，不用管芯，比普通热管的成本要 低廉得多；4)吸热面积宽、热利用率高；5)热管可以采用多级安装，当1根热管损坏时，不 会导致整个集热系统的失效，当一片集热器或一根热管发生泄露时，不会导致整个集热系 统的失效，从而克服了真空管集热器因一支管子损坏而导致整个集热器无法使用的弊端； 6)环保节能，太阳能集热器和使用该集热器的供热系统以太阳能作为动力源，无公害，无污 染，是绿色环保型能源的首选。
四
图1是本发明中太阳能集热器的立体结构图；图2是本发明中太阳能集热器的俯视图；图3是图2中的A-A剖视图；图4是图3中节点I的放大图；图5是本发明中使用太阳能集热器的加热系统的一种实施例示意图；图6是本发明中使用太阳能集热器的加热系统的另一种实施例示意图；图7是本发明中使用太阳能集热器的加热系统的再一种实施例示意图。对各幅附图中的标号说明如下1-联集器a 半环通道；2-太阳能集热管； 2a-翅片；2b-外管壁；2c-内管壁；3-联集器b ;3a-出口 ；3b_进口 ；4-烘衣箱；4a_移门； 5_冷凝器；6-晾衣杆；7-风机；8-蓄热箱；8a-出汽口 ；9-换热盘管；10-水管；11_水龙头； 12-超导液管；13-风管。
五具体实施例方式下面结合附图对本发明太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的具体实施方 式作详细描述。如图1、2、3、5、6、7所示，为本发明太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的结 构图，它包括太阳能集热管2、联集器a、b(l、3)和供热系统，其特点是所述太阳能集热管2 是一根双层膜结构的真空管，且太阳能集热管2的两端均与联集器a、b(l、3)连接，并与半 环通道Ia连通，构成一个太阳能集热器；所述供热系统可以是由烘衣箱4、冷凝器5、晾衣杆 6、风机7和风管13组成的烘衣系统，还可以是由蓄热箱8、出汽口 8a、换热盘管9、水管10、 水龙头11和超导液管12组成的水加热系统。
如图4所示，太阳能集热管2是由外管壁2b和内管壁2c构成的真空管，内管壁2c 上有很多用来增大吸热面积的翅片2a，且在翅片2a和翅片2a之间的内管壁2c上均勻地涂 上吸热涂料。如图3所示，联集器a、b (1,3)上均有半环通道la，用来与太阳能集热管2连接， 联集器a、b(l、3)之间可以固定几根太阳能集热管2，在联集器b(3)上还开有进口 3a及出 口 3b，且太阳能集热管2与半环通道连通la，使太阳能集热管2内的热量、超导液或水可以 从太阳能集热管2流到半环通道la，再从半环通道Ia流到另一根太阳能集热管2，这样就 可以达到使热量、超导液或水从进口 3b流到出口 3a的目的。实施例1本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其结构可从图5 中看到，它包括太阳能集热管2、联集器a、b(l、3)和烘衣系统，烘衣系统包括与联集器b (3) 上的进口 3b、出口 3a连通的风管13和烘衣箱4，在烘衣箱4上有移门4a，移门4a向上打 开，方便放入和取出衣物，移门4a向下关闭，使烘衣箱4内的热气不外漏；在烘衣箱4内顶 部有冷凝器5，用来使烘衣箱4内的水蒸气变为水并排出烘衣箱4，在烘衣箱4内有用来放 置衣物的晾衣杆6 ；在烘衣箱4内底部有风机7，风机7与风管13连通。本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的操作过程如下由太阳能集热器把太阳能吸收及蓄存在太阳能集热管2内，向上打开移门4a，把 需要烘干、晾干的衣物挂在晾衣杆6上，启动此系统，风机7工作，风机7吹出的风从进口 3b 进入太阳能集热管2，带动蓄存在太阳能集热管2内的热量随着风从太阳能集热管2流到半 环通道la，又从半环通道Ia流到另一根太阳能集热管2，进而流到出口 3a经过风管13进 入烘衣箱4对烘衣箱4的衣物进行烘干、晾干。在此过程中，烘衣箱4内产生的水蒸气则由 在烘衣箱4内顶部的冷凝器5使之变为水并排出烘衣箱4。当太阳能不足时或是夜间来临， 蓄存在在内管壁2c及翅片2a上的吸热涂料内的热量则释放，并进入太阳能集热管2内供 此系统使用。实施例2本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其结构可从图6 中看到，与实施例1不同的是它是用于给水加热，它包括太阳能集热管2、联集器a、b (1,3) 和水加热系统，水加热系统包括与联集器b (3)上的进口 3b、出口 3a连通的水管10和蓄热 箱8，以及与换热盘管9连通的水龙头11，在蓄热箱8的顶部有出汽口 8a，在蓄热箱8内的 水蒸气由此出汽口 8a排出，换热盘管9放置在蓄热箱8的内部，在蓄热箱8内还有用来蓄 温的蓄温水或蓄温油。本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的操作过程如下由太阳能集热器把太阳能吸收及蓄存在太阳能集热管2内，自来水由与进口 3b连 通的水管10进入太阳能集热器，蓄存在太阳能集热管2内的热能就对进入太阳能集热器的 自来水加热，加热过的自来水从联集器b (3)上的出口 3a流到的水管10，再流到在蓄热箱8 内部的换热盘管9，流经换热盘管9的加热过的自来水可由蓄温水或蓄温油对其保温，用水 时打开与换热盘管9连通的水龙头11，流出的则是热水。而且在蓄热箱8内的蓄温水或蓄 温油还能把热量蓄存下来，当太阳能不足时或是夜间来临，蓄存在在内管壁2c及翅片2a上 的吸热涂料内的热量则释放，并进入太阳能集热管2内供此系统使用，同时蓄存在蓄温水 或蓄温油的热量出对进入换热盘管9的自来水进入热传递，进而升高进入换热盘管9的自 来水的温度。
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实施例3本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其结构可从图7 中看到，与实施例2不同的是自来水不经过太阳能集热器，它包括太阳能集热管2、联集器 a、b(l、3)和水加热系统，水加热系统包括与联集器b (3)上的进口 3b、出口 3a连通的超导 液管12和蓄热箱8，以及与换热盘管9连通的水龙头11和水管10，在蓄热箱8的顶部有出 汽口 8a，在蓄热箱8内的水蒸气由此出汽口 8a排出，换热盘管9放置在蓄热箱8的内部，超 导液管12还有一段盘旋放置在蓄热箱8内，在超导液管12内有超导液，且此段盘旋的超导 液管12是与换热盘管9成上下排齐的，在蓄热箱8内还有用来蓄温的蓄温水或蓄温油。本实施例的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统的操作过程如下由太阳能集热器把太阳能吸收及蓄存在太阳能集热管2内，在超导液管12内装 满超导液从联集器b(3)上的进口 3b进入太阳能集热器，由蓄存在太阳能集热管2内的热 量对超导液，高温的超导液从出口 3a流到盘旋放置在蓄热箱8内的一段超导液管12内， 并对从水管10流入换热盘管9的自来水加热，换热盘管9的自来水及超导液管12内的高 温的超导液就在蓄热箱8内进行热量传递，进而达到使换热盘管9的自来水温度升高的目 的。而且在蓄热箱8内的蓄温水或蓄温油还能把热量蓄存下来，当太阳能不足时或是夜间 来临，蓄存在在内管壁2c及翅片2a上的吸热涂料内的热量则释放，并进入太阳能集热管2 内供此系统使用，同时蓄存在蓄温水或蓄温油的热量出对进入换热盘管9的自来水进入热 传递，进而升高进入换热盘管9的自来水的温度。
权利要求
一种太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，它包括太阳能集热管(2)、联集器a、b(1、3)和供热系统，其特点是所述太阳能集热管(2)是一根双层膜结构的真空管，且太阳能集热管(2)的两端均与联集器a、b(1、3)连接，并与半环通道(1a)连通，构成一个太阳能集热器；所述供热系统可以是由烘衣箱(4)、冷凝器(5)、晾衣杆(6)、风机(7)和风管(13)组成的烘衣系统，还可以是由蓄热箱(8)、出汽口(8a)、换热盘管(9)、水管(10)、水龙头(11)和超导液管(12)组成的水加热系统。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其特征是所述 太阳能集热管(2)是由外管壁(2b)和内管壁(2c)构成的真空管，内管壁(2c)上有很多用 来增大吸热面积的翅片(2a)，且在翅片(2a)和翅片(2a)之间的内管壁(2c)上均勻地涂上 吸热涂料。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其特征是所述 联集器a、b(l、3)上均有半环通道(Ia)，用来与太阳能集热管(2)连接，联集器a、b (1、3) 之间可以固定几根太阳能集热管(2)，在联集器b(3)上还开有进口(3a)及出口(3b)，且太 阳能集热管(2)与半环通道连通(Ia)，使太阳能集热管(2)内的热量、超导液或水可以从太 阳能集热管(2)流到半环通道(Ia)，再从半环通道(Ia)流到另一根太阳能集热管(2)，这 样就可以达到使热量、超导液或水从进口(3b)流到出口(3a)的目的。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其特征是所述 烘衣系统包括与联集器b (3)上的进口(3b)、出口(3a)连通的风管(13)和烘衣箱(4)，在 烘衣箱(4)上有移门(4a)，移门(4a)向上打开，方便放入和取出衣物，移门(4a)向下关闭， 使烘衣箱(4)内的热气不外漏；在烘衣箱(4)内顶部有用来使水蒸气变为水并排出烘衣箱 (4)的冷凝器(5)，在烘衣箱(4)内有放置衣物的晾衣杆(6)；在烘衣箱(4)内底部有风机(7)，风机(7)与风管(13)连通。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其特征是所述 水加热系统包括与联集器b (3)上的进口(3b)、出口(3a)连通的水管(10)和蓄热箱(8)， 以及与换热盘管(9)连通的水龙头(11)，在蓄热箱(8)的顶部有出汽口(8a)，在蓄热箱(8) 内的水蒸气由此出汽口(8a)排出，换热盘管(9)放置在蓄热箱(8)的内部，在蓄热箱(8) 内还有用来蓄温的蓄温水或蓄温油。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，其特征是所述 水加热系统包括与联集器b (3)上的进口(3b)、出口(3a)连通的超导液管(12)和蓄热箱(8)，以及与换热盘管(9)连通的水龙头(11)和水管(10)，在蓄热箱(8)的顶部有出汽口 (8a)，在蓄热箱(8)内的水蒸气由此出汽口(8a)排出，换热盘管(9)放置在蓄热箱(8)的 内部，超导液管(12)还有一段盘旋放置在蓄热箱(8)内，在超导液管(12)内有超导液，且 此段盘旋的超导液管(12)是与换热盘管(9)是上下并排，在蓄热箱⑶内还有用来蓄温的 蓄温水或蓄温油。
全文摘要
一种太阳能集热器和使用该集热器的供热系统。它是一种是能用于烘衣或给水加热的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，它包括太阳能集热管、联集器和供热系统，其特点是所述太阳能集热管是一根双层膜结构的真空管，且太阳能集热管的两端均与联集器连接，并与半环通道连通，构成一个太阳能集热器；所述供热系统可以是由烘衣箱、冷凝器、晾衣杆、风机和风管组成的烘衣系统，还可以是由蓄热箱、出汽口、换热盘管、水管、水龙头和超导液管组成的水加热系统。它解决了现有太阳能集热管的不足，提供一种能用于烘衣或给水加热的太阳能集热器和使用该集热器的供热系统，使其具制造工艺简单、启动快、成本较低、使用可靠、吸热面积宽、热利用率高和防腐蚀性等特点。
文档编号D06F58/24GK101975457SQ201010502528
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者王宝根 申请人:杭州慈源科技有限公司