直通集热管和太阳能集热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种直通集热管和太阳能集热器，所述直通集热管包括玻璃真空管和硬质内管，硬质内管和玻璃真空管均为直通管，玻璃真空管管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁的内、外层玻璃之间为真空，玻璃真空管的内层玻璃为玻璃内管，玻璃内管表面涂布有选择吸收层，玻璃内管内部的空间为介质空间，硬质内管设置在介质空间内；太阳能集热器在上述集热管两端分别连通有高温主管和低温主管。这使得低温介质从内管低温口流入，高温介质从管高温口流出，高、低温介质不会相互影响，可以减少循环阻力；而且安装有气泵的太阳能集热器可以采用气体作为传热介质，从而避免液体介质对水箱、管路等造成腐蚀，水垢等问题。
【专利说明】直通集热管和太阳能集热器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于太阳能光热领域，具体的是涉及一种直通集热管和安装有该集热 管的太阳能集热器。
【背景技术】
[0002] 太阳能集热器是太阳能光热应用的重要部件，其功能在于吸收太阳光热量，并且 传递给内部的传热介质。
[0003] 传统的太阳能集热器通常包括多个玻璃真空集热管。这种玻璃真空集热管是由 双层玻璃制成的杯状结构，一端为封闭，另一端为开口。内、夕卜层的玻璃分别形成内管和外 管，内、外管之间为真空，内管上涂有选择吸收层，位于内管内部的空间为存储传热介质的 空间。
[0004] 以紧凑式太阳能热水器为例，其集热器工作时，集热管上的选择吸收层吸收太阳 光的热量，并且传递给介质存储空间内的传热介质。加热后的高温介质密度变低向上运动， 从集热管开口端进入上部的保温箱，并停留在保温箱的上层位置，同时保温箱下层的低温 介质从集热管开口端流回集热管中，如此循环。由于高温介质和低温介质会同时流经杯状 结构的开口端，这会增加介质循环的阻力。 实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的第一个技术问题是：提供一种直通集热管，其具有独立的 低温介质入口和高温介质出口，可以减少传热介质循环流动的阻力；本实用新型所要解决 的第二个技术问题是：提供一种太阳能集热器，可以减少传热介质循环流动的阻力。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] 直通集热管，包括玻璃真空管和硬质内管，所述硬质内管和玻璃真空管均为直通 管，玻璃真空管管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁的内、外层玻璃之间为真空，玻璃真空管 的内层玻璃为玻璃内管，所述玻璃内管表面涂布有选择吸收层，玻璃内管内部的空间为介 质空间，所述硬质内管设置在介质空间内。
[0008] 进一步的，所述硬质内管外径与玻璃内管的内径相适配。
[0009] 进一步的，所述硬质内管与玻璃内管之间设置有集热管密封圈，所述硬质内管外 表面靠近玻璃真空管两端的位置，分别设置有硬质内管凹槽，所述集热管密封圈设置在硬 质内管凹槽内；所述硬质内管与玻璃内管之间，且位于玻璃真空管端部与集热管密封圈之 间的位置还分别设置有保温部件。
[0010] 太阳能集热器，包括高温主管、低温主管和至少一个集热管，所述集热管包括玻璃 真空管和硬质内管，所述硬质内管和玻璃真空管均为直通管，玻璃真空管管壁为封闭的双 层玻璃结构，管壁的内、外层玻璃之间为真空，玻璃真空管的内层玻璃为玻璃内管，所述玻 璃内管表面涂布有选择吸收层，玻璃内管内部的空间为介质空间，所述硬质内管设置在介 质空间内；所述硬质内管一端为内管高温口，另一端为内管低温口，内管高温口与高温主管 的侧面连通，内管低温口与低温主管的侧面连通。
[0011] 进一步的，所述内管高温口位置高于内管低温口。
[0012] 进一步的，所述低温主管一端为封闭结构，另一端为管道进口，所述高温主管一端 为封闭结构，另一端为管道出口；所述管道进口或管道出口连接设置有泵。
[0013] 进一步的，所述泵为气泵。
[0014] 进一步的，所述管道进口和管道出口，分别位于太阳能集热器的左右两边。
[0015] 进一步的，所述高温主管和低温主管侧面都开设有主管开口，所述主管开口连接 设置有插接部，所述插接部内侧面设置有插接部凹槽，插接部凹槽内设置有插接密封圈；所 述内管高温口插接于高温主管的插接部内，内管低温口插接于低温主管的插接部内，所述 插接密封圈位于插接部内侧面与硬质内管外表面之间。
[0016] 进一步的，所述插接部上设置有阀门。
[0017] 本实用新型的有益效果是：采用本实用新型的直通集热管，低温介质可以从内管 低温口流入，高温介质从管高温口流出，高、低温介质不会相互影响，可以减少循环阻力。采 用本实用新型的太阳能集热器，低温介质可以从内管低温口流入，高温介质从管高温口流 出，高、低温介质不会相互影响，可以减少循环阻力；而且安装有气泵的实施方式可以采用 气体作为传热介质，从而避免液体介质对水箱、管路等造成腐蚀，水垢等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型的直通集热管一种实施例的示意图；
[0019] 图2是本实用新型的太阳能集热器一种实施例的示意图；
[0020] 图3是本实用新型的太阳能集热器，其集热器与高温主管连接处的放大示意图；
[0021] 图中部件附图标记为：1-高温主管、12-管道出口、2-低温主管、22-管道进口、 3_直通集热管、31-玻璃真空管、32-硬质内管、33-选择吸收层、34-硬质内管凹槽、35-集 热管密封圈、36-玻璃内管、37-介质空间、38-内管高温口、39-内管低温口、4-泵、5-主管 开口、51-插接部、52-插接部凹槽、53-插接密封圈、6-阀门。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：如图1所示：
[0023] 直通集热管，包括玻璃真空管31和硬质内管32,所述硬质内管32和玻璃真空管 31均为直通管，玻璃真空管31管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁的内、外层玻璃之间为真 空，玻璃真空管31的内层玻璃为玻璃内管36,所述玻璃内管36表面涂布有选择吸收层33， 玻璃内管36内部的空间为介质空间37,所述硬质内管32设置在介质空间37内。
[0024] 本实用新型的直通集热管，其外部的玻璃真空管31和内部的硬质内管32均为直 通管，即是管的两端均为开口结构。直通集热管3管壁的内外层玻璃之间为真空，因此可以 有效的减少直通集热管3内的热量向外散失，玻璃内管36表面涂布有选择吸收层33,可以 充分吸收太阳光热量。
[0025] 玻璃内管36内部的空间为介质空间37,所述介质空间37内设置有硬质内管32， 传热介质存储在硬质内管32内，所述硬质内管32的材质可以是任何具有一定强度不易破 碎的材料，例如铜管，不锈钢管，氧化铝陶瓷管等。直通集热管3工作时，选择吸收层33将 接收到的太阳光热量传递给硬质内管32及其内部的传热介质，使其温度升高。
[0026] 与传统的一端开口，一端封闭的集热管相比，本直通集热管有专门的管口用于低 温介质流入和高温介质流出，高、低温介质不会相互影响，可以减少循环阻力。
[0027] 所述的直通集热管，优选的，可以是所述硬质内管32外径与玻璃内管36的内径相 适配，使硬质内管32外表面与玻璃内管36内表面紧密接触，这样有利于选择吸收层33将 热量尽快传递给硬质内管32和硬质内管32内的传热介质。
[0028] 如果硬质内管32外表面与玻璃内管36内表面之间存在较大的间隙，则可以在所 述硬质内管32与玻璃内管36之间设置有集热管密封圈35,所述硬质内管32外表面靠近玻 璃真空管31两端的位置，分别设置有硬质内管凹槽34,所述集热管密封圈35设置在硬质内 管凹槽34内。
[0029] -方面集热管密封圈35可以对硬质内管32和玻璃真空管31的相对位置进行固 定，防止硬质内管32在介质空间37内发生晃动，另一方面集热管密封圈35可以阻止玻璃 内管36与硬质内管32之间的间隙内的空气向外流动，减少因此造成的热量损失。为了防 止安装好的集热管密封圈35滑脱，可以在所述硬质内管32外表面设置与集热管密封圈35 适配的凹槽，所述集热管密封圈35设置在凹槽内。
[0030] 所述集热管密封圈35可以是任何常用的密封件，例如V型密封圈，为了安装方便， 优选的可以是〇型密封圈。
[0031] 前述实施方式中，通过阻止玻璃内管36与硬质内管32之间的空气向外流动来避 免热量损失，但会有一部分热量以热传递的方式从集热管密封圈35向外散失。为避免这个 问题，优选的，可以是所述硬质内管32与玻璃内管36之间，且位于玻璃真空管31端部与集 热管密封圈35之间的位置还分别设置有保温部件351。
[0032] 如图3所示，所述保温部件351可以是能够承受真空管的温度，且具有保温隔热性 能的材料，例如，超细玻璃棉、硅酸铝纤维棉等。所述玻璃内管36与硬质内管32之间设置 保温部件351后，不仅可以阻止玻璃内管36与硬质内管32之间的空气向外流动，而且可以 防止热量以热传递方式从保温部件351流失。
[0033] 太阳能集热器，包括高温主管1、低温主管2和至少一个直通集热管3,所述直通集 热管3包括玻璃真空管31和硬质内管32,所述硬质内管32和玻璃真空管31均为直通管， 玻璃真空管31管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁的内、外层玻璃之间为真空，玻璃真空管 31的内层玻璃为玻璃内管36,所述玻璃内管36表面涂布有选择吸收层33,玻璃内管36内 部的空间为介质空间37,所述硬质内管32设置在介质空间37内；所述硬质内管32 -端为 内管高温口 38,另一端为内管低温口 39,内管高温口 38与高温主管1的侧面连通，内管低 温口 39与低温主管2的侧面连通。
[0034] 本实用新型的太阳能集热器，包括输送传热介质的高温主管1和低温主管2,还包 括吸收太阳光热量的直通集热管3。
[0035] 直通集热管3内的硬质内管32-端为内管高温口 38,另一端为内管低温口 39,内 管高温口 38与高温主管1的侧面连通，内管低温口 39与低温主管2的侧面连通。直通集 热管3将传热介质加热后，利用温差循环或者强制循环的原理，高温介质可以从内管高温 口 38流入硬质内管32,进而流入热交换设备或储水箱，同时低温介质可以从低温主管2流 回各个内管低温口 39,再进入直通集热管3中。
[0036] 采用这种太阳能集热器，低温介质流入和高温介质流出都有专门的管口，高、低温 介质不会相互影响，可以减少循环阻力。
[0037] 前述的温差循环，是利用传热介质加热后密度变小自动上浮的原理实现介质循 环。其实施方式可以是设置成所述内管高温口 38位置高于内管低温口 39。
[0038] 当直通集热管3内的介质例如水被加热后，高温水会自动上浮，从内管高温口 38 流入高温主管1中，同时低温水从低温主管2流回各个内管低温口 39再次进入直通集热管 3〇
[0039] 采用强制循环的方式，是利用泵的动力带动传热介质循环流动。其实施方式可以 是所述低温主管2 -端为封闭结构，另一端为管道进口 22,所述高温主管1 一端为封闭结 构，另一端为管道出口 12;所述管道进口 22或管道出口 12连接设置有泵4。如图2所示， 启动泵4,即可促使传热介质从低温主管2流经直通集热管3,再流到高温主管1。泵4的工 作方向要设置正确，例如在管道进口 22设置的泵4需要向低温主管2管内输送；在管道出 口 12设置的泵4需要将介质从高温主管1向外抽。
[0040] 所述的泵4可以是用于输送液体的泵，也可以是用于输送气体的泵。例如泵4为 气泵的实施方式，太阳能集热器可以采用气体为传热介质，例如空气，氮气等。启动气泵可 以使低温气体介质从低温主管2流经直通集热管3,吸收热量变成高温气体介质，再流到高 温主管1，进而流入热交换设备或其他使用端。采用气体作为传热介质时，不会出现液体介 质长期浸泡、腐蚀储水容器或管路，不会引起水质污染，也不会形成水垢，影响热水器运行。
[0041] 前述的几种实施方式，为了使循环的介质可以平均分配到每个直通集热管3中， 可以是所述管道进口 22和管道出口 12,分别位于太阳能集热器的左右两边。如图2所示， 采用这种实施方式，可以使介质从任何一根直通集热管3中流动循环的路径长度都基本相 同，所以其流动阻力也基本相同，从而保证循环的介质可以基本平均的流经每一根直通集 热管3,提高热量利用效率。
[0042] 所述高温主管1和低温主管2分别与硬质内管32的连通方式可以是任何常用的 设置方式，例如焊接并且连通、通过螺纹连接并连通或者利用其他紧固件连接并连通，优选 的还可以是以下实施方式：
[0043] 所述高温主管1和低温主管2侧面都开设有主管开口 5,所述主管开口 5连接设置 有插接部51，所述插接部51内侧面设置有插接部凹槽52,插接部凹槽52内设置有插接密 封圈53 ;所述内管高温口 38插接于高温主管1的插接部51内，内管低温口 39插接于低温 主管2的插接部51内，所述插接密封圈53位于插接部51内侧面与硬质内管32外表面之 间。
[0044] 采用这种实施方式，可以在高温主管1和低温主管2上方便的拆装直通集热管3。 插接密封圈53可以保证插接处的密封效果，插接密封圈53设置在插接部凹槽52内，可以 防止插接密封圈53滑动。
[0045] 此外，为了便于对运行中的太阳能集热器进行维修，还可以在所述插接部51上设 置有阀门6。
[0046] 如图2和图3所示，阀门6可以单独控制每根插接部51的启闭，关闭对应的一对 阀门6后，循环介质无法从这对插接部51处流出，然后进行此处的直通集热管3拆装或修 理，不会出现介质泄漏的问题。
【权利要求】
1. 直通集热管，其特征在于，包括玻璃真空管（31)和硬质内管（32)，所述硬质内管 (32)和玻璃真空管（31)均为直通管，玻璃真空管（31)管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁 的内、夕卜层玻璃之间为真空，玻璃真空管（31)的内层玻璃为玻璃内管（36)，所述玻璃内管 (36)表面涂布有选择吸收层（33)，玻璃内管（36)内部的空间为介质空间（37)，所述硬质内 管（32)设置在介质空间（37)内。
2. 如权利要求1所述的直通集热管，其特征在于，所述硬质内管（32)外径与玻璃内管 (36)的内径相适配。
3. 如权利要求1所述的直通集热管，其特征在于，所述硬质内管（32)与玻璃内管（36) 之间设置有集热管密封圈（35)，所述硬质内管（32)外表面靠近玻璃真空管（31)两端的位 置，分别设置有硬质内管凹槽（34)，所述集热管密封圈（35)设置在硬质内管凹槽（34)内； 所述硬质内管（32)与玻璃内管（36)之间，且位于玻璃真空管（31)端部与集热管密封圈 (35)之间的位置还分别设置有保温部件（351)。
4. 太阳能集热器，包括高温主管（1)、低温主管（2)和至少一个直通集热管（3)，其特征 在于，所述直通集热管（3)包括玻璃真空管（31)和硬质内管（32)，所述硬质内管（32)和玻 璃真空管（31)均为直通管，玻璃真空管（31)管壁为封闭的双层玻璃结构，管壁的内、外层 玻璃之间为真空，玻璃真空管（31)的内层玻璃为玻璃内管（36)，所述玻璃内管（36)表面涂 布有选择吸收层（33)，玻璃内管（36)内部的空间为介质空间（37)，所述硬质内管（32)设 置在介质空间（37)内；所述硬质内管（32) -端为内管高温口（38)，另一端为内管低温口 (39)，内管高温口（38)与高温主管（1)的侧面连通，内管低温口（39)与低温主管（2)的侧 面连通。
5. 如权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，所述内管高温口（38)位置高于内 管低温口（39)。
6. 如权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，所述低温主管⑵一端为封闭结 构，另一端为管道进口（22)，所述高温主管（1) 一端为封闭结构，另一端为管道出口（12); 所述管道进口（22)或管道出口（12)连接设置有泵（4)。
7. 如权利要求6所述的太阳能集热器，其特征在于，所述泵（4)为气泵。
8. 如权利要求6所述的太阳能集热器，其特征在于，所述管道进口（22)和管道出口 (12)，分别位于太阳能集热器的左右两边。
9. 如权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，所述高温主管（1)和低温主管（2) 侧面都开设有主管开口（5)，所述主管开口（5)连接设置有插接部（51)，所述插接部（51) 内侧面设置有插接部凹槽（52)，插接部凹槽（52)内设置有插接密封圈（53);所述内管高温 口（38)插接于高温主管⑴的插接部（51)内，内管低温口（39)插接于低温主管⑵的插 接部（51)内，所述插接密封圈（53)位于插接部（51)内侧面与硬质内管（32)外表面之间。
10. 如权利要求9所述的太阳能集热器，其特征在于，所述插接部（51)上设置有阀门 (6)。
【文档编号】F24J2/24GK203908058SQ201420356029
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】刘正彬 申请人:刘正彬