专利名称：抗冻式全玻璃真空管太阳能集热器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种利用太阳能的集热装置，主要是一种可抗冻的全玻璃真空管太阳能集热装置。
全玻璃真空管太阳能集热器或热水装置，由于热效率高，成本相对较低，被广泛应用。其中一种结构方式是在一连集器(管)底部接插全玻璃真空集热管，全玻璃真空集热管的另一端安装在一尾座上，连集器上有进出水口，通过进出水口与水箱构成循环。水箱中的冷水进入真空集热管被加热后上升到连集器再进入水箱，在水箱的进出水管道上可加水泵作动力。连集器可以相互串并联，形成较大面积的集热装置。使用时，连集器和全玻璃真空集热管等形成的集热装置放置在一个支架上，使集热面与平面形成一个斜面。这种全玻璃真空管太阳能集热器，在冬季寒冷地带，比如-30℃～-50℃时，真空管中的水将会结冰，使整个装置不能运行，给其应用带来一定的局限性。
本实用新型的目的是克服全玻璃真空管太阳能集热器不能抗严寒的缺陷，使其在寒冷季节能够正常运行，结构简单，成本低，易于实施，还可以形成串并联结构。
本实用新型的抗冻式全玻璃真空管太阳能集热器，包括连集器，全玻璃真空集热管插接在连集器上，全玻璃真空集热管的另一端安装在尾座上，连集器上有进出水口，其主要技术特点是连集器内胆是由互不相通的两个或两个以上的腔体组成，其中有一个腔体与真空集热管相通，内加充防冻液，其余为水腔，水腔上有进出水口，水腔与充有防冻液的腔体有接触面。
本实用新型将连集器分成防冻液腔和水腔，真空集热管中充满防冻液，在环境温度很低的情况下，真空集热管中不会因结冰而被冻坏。真空集热管中的防冻液吸收热能而对流至连集器中，防冻液再经防冻液腔与水腔间的接触面进行热交换，加热水腔中的水，水腔中的热水经管道与外部水箱中的水自然对流或用水泵强迫循环。连集器内胆外是保温层及外壳。水腔中的水不断与水箱中的水循环，可保持在零度以上不会结冰，特殊情况下，如连续阴雨天，水箱中的水可通过辅助电加热器保持一定水温。由于水的热对流作用只服从热水向上，冷水向下的运动规律，水腔中水的热能只有很少的能量通过接触面传导至防冻液腔体，越往下部，防冻液温度越低，仍保持0℃以下的较低温度，故通过水泵循环的水，热能的散失是很少的。防冻液可以是公知的物质，或者是添加防冻剂的水。
连集器中的防冻液腔和水腔的形状和接触面的形式可以是多种多样，水腔可以是在防冻液腔体内(即水腔完全包含在防冻液中)，也可以是在防冻液腔体外，最好是水腔在防冻液腔体内的顶部或防冻液腔外的上方位置。水腔可以是一个或一个以上，可以设计到3-5个。水腔在防冻液腔体内，水腔可以是多种形状，最好呈圆管状或波纹管状，水腔与防冻液有大的接触面和高的传热效果，及高的承压能力；水腔最好通过焊接的方式部分焊接在防冻液腔体内的顶部位置，传热效果更好。水腔在防冻液腔体外，它们的接触面可以是平板形，圆弧形，最好是接触面上压有波纹或沟槽，其传热效率高，也增大接触面的承压能力。水腔与防冻液腔体的接触面上可以有翼片，一般是在防冻液腔体内的呈圆管状或波纹管状的水腔外表面带有翼片。
防冻液腔体外接一防冻液的输液装置，该输液装置是在一罐体的底部连接一根“U”型管，“U”型管与防冻液腔体连接，设置“U”型管的目的是阻挡热传至输液装置。输液装置上有气孔，使输液装置与大气相通。
连集器上的防冻液腔体和水腔上均有使连集器相互串并联用的接口，水腔上的进水口、出水口亦是串并联用的接口。使集热器能够横纵向形成较大面积的集热装置。在串联的末端连集器的防冻液腔体上带有排气阀。
下面结合实施例
图1为本实用新型的结构及使用流程示意图；图2-图4为连集器的纵截面结构示意图；图中1连集器 2全玻璃真空集热管 3尾座 4进水口 5出水口 6罐体 7U型管 8接口 9排气阀 10进水管道 11出水管道 12泵 13水箱 14防冻液腔体15水腔 16保温层 17外壳图1是两个集热器单元串联形成的串联结构，水腔15与水箱13形成循环，泵12作动力。水腔上的进水口4和出水口5亦是串联用的接口，防冻液腔体14上也有串联用的接口8，这些接口通过连接管连通在一起，串联时末端的连集器的防冻液腔体上有排气阀9。
全玻璃真空集热管2插接在连集器1上，另一端安装在尾座3上，全玻璃真空集热管2下面有漫反射板(现有技术，图中未示出)，连集器1中的下部防冻液腔体14与全玻璃真空集热管2相通，水腔15与防冻液腔体14不相通。连集器1及全玻璃真空集热管2等形成的整个集热装置可放置在支架上(现有技术)，接通常的使用方法使集热面与房顶平面形成一个斜角或直角。罐体6中的防冻液经U型管进入防冻液腔体14及全玻璃真空集热管2中，被加热后，对流到集热器中，通过防冻液腔体与水腔的接触面与水腔中的水发生热交换，水被加热，与水箱中的水循环。长时间运行后，罐体中的防冻液若有损失(罐体上有通大气的气孔，通过该气孔防冻液会有蒸发)，可进行补充。
图2-4，列举了几种连集器防冻液腔体14和水腔15的结构形式，图2，水腔15与防冻液腔体14的接触面呈波纹状；图3有三个水腔在防冻液腔体14内，水腔为圆管；图4有三个水腔在防冻液腔体14外的顶部。有多个水腔时，每个水腔的进、出水口，可以分别并联到进、出水管道中。
本实用新型的优点抗严寒，即使在-30℃～-50℃下，全玻璃真空集热管也不会结冰，整个集热器能够正常运行，结构简单，成本低，易于实施。集热器热效率高，承压能力大，可以进行串并联形成大面积的集热装置。
权利要求1.一种抗冻式全玻璃真空管太阳能集热器，包括连集器(1)，全玻璃真空集热管(2)插接在连集器上，全玻璃真空集热管的另一端安装在尾座(3)上，连集器上有进出水口，其特征在于连集器内胆是由互不相通的两个或两个以上的腔体组成，其中有一个腔体(14)与真空集热管相通，内加充防冻液，其余为水腔(15)，水腔(15)上有进出水口，水腔与充有防冻液的腔体(14)有接触面。
2.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于水腔可以是在防冻液腔体内，也可以是在防冻液腔体外的上部位置。
3.根据权利要求2所述的集热器，其特征在于在防冻液腔体内的水腔呈圆管或波纹管状。
4.根据权利要求3所述的集热器，其特征在于呈圆管或波纹管状的水腔外表面带有翼片。
5.根据权利要求2所述的集热器，其特征在于防冻液腔体外的水腔与防冻液腔体的接触面压有波纹或沟槽。
6.根据权利要求1、2所述的集热器，其特征在于防冻液腔体(14)外接一防冻液的输液装置，该输液装置是在一罐体(6)的底部连接一根“U”型管(7),“U”型管与防冻液腔体连接。
7.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于连集器的防冻液腔体和水腔上均有供相互串并联用的接口。
8.根据权利要求7所述的集热器，其特征在于在串联的末端连集器的防冻液腔体上带有排气阀(9)。
9.根据权利要求1所述的集热器，其特征在于连集器内胆外有保温层(16)及外壳(17)。
专利摘要抗冻式全玻璃真空管太阳能集热器,全玻璃真空集热管插接在连集器上,另一端安装在尾座上,其特征在于连集器内胆是由互不相通的两个或两个以上的腔体组成,其中有一个腔体与真空集热管相通,内加充防冻液,其余为水腔,上有进出水口,水腔与充有防冻液的腔体有接触面。本实用新型抗严寒,即使在－30℃～－50℃下也能正常运行,结构简单,成本低,集热器热效率高,承压能力大,可以进行串并联形成大面积的集热装置。
文档编号F24J2/05GK2351713SQ9822202
公开日1999年12月1日 申请日期1998年8月5日 优先权日1998年8月5日
发明者黄永年 申请人:黄永年