專利名稱：過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。
背景技術(shù)：
真空插管太陽熱水器可在冬季提供生活熱水，但集熱管內(nèi)存水熱沉大、得熱少、抗 凍性差、會炸管、單管破損會跑水、水質(zhì)劣化細菌超標。采用熱管集熱元件可以制造管內(nèi)無 水的熱水器，但銅——水熱管造價高、容易凍壞、有的還存在明顯的性能衰退現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是要提供過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案用若干個過熱保護真空循環(huán)集熱 元件和負載容器及安裝機架組成一臺過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。真空循環(huán) 集熱元件由置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體，一個由上行管、下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán) 流道，以及一個與吸收體或者下行管低熱阻連接、帶有自由端爪的雙金屬片熱力元件組成， 自然循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒，自然循環(huán)流道的上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的 吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。本實用新型的有益效果包括對于可傾斜或垂直安置的場合，循環(huán)傳熱無需配備 動力、啟動快、抗凍、不炸管、單管損壞仍然能集熱、可制造水質(zhì)符合衛(wèi)生標準、得熱多、保溫 性能優(yōu)異的太陽集熱裝置；換熱界面設計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩(wěn)定工作在 20 500°C范圍、可用低碳鋼和鋁代替銅、過熱保護的集熱元件能防止空曬事故。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是一臺可伐封接過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結(jié)構(gòu)示圖。圖2是一臺罩玻璃管放熱過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結(jié)構(gòu)示圖。圖3是一臺內(nèi)凹放熱端面過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結(jié)構(gòu)示圖。圖中1.集熱元件；2.負載容器；3.真空隔熱層；4.吸收體；5.上行管；6.下行 管；7.放熱端；8.自由端爪；9.熱力元件；10.可伐密封連接件；11.罩玻璃管；12.縮頸段； 13.塞狀換熱界面；14.內(nèi)凹段。
具體實施方式
圖1中，可伐封接的過熱保護真空循環(huán)集熱元件1插入帶絕熱層的負載容器2組 成一臺可伐封接過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。真空循環(huán)集熱元件1由置于真 空隔熱層3內(nèi)的吸收體4，一個由上行管5、下行管6及放熱端7構(gòu)成的自然循環(huán)流道，一個 與下行管6低熱阻連接、帶有自由端爪8的雙金屬片熱力元件9，以及一個可伐密封連接件 10組成，上行管5與吸收體4 一體制作。可伐密封連接件10密封連接件集熱元件1的自然循環(huán)流道放熱端7與罩玻璃管11。自然循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒。
圖1實施例可伐封接過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置在陽光下作放熱 端7高置的傾斜安裝，使斜虛線所示的熱媒液面呈水平狀態(tài)。陽光透過罩玻璃管11在吸收 體4上轉(zhuǎn)換為熱能，熱能經(jīng)吸收體4傳給上行管5內(nèi)的熱媒并使熱媒受熱膨脹通過上行管 5上浮，在自然循環(huán)流道的管狀放熱端7處，熱媒放出熱能溫度降低下沉進入下行管6，下沉 到底后再次進入上行管5被加熱并上浮。如此沿帶箭頭曲線所示途徑周而復始循環(huán)集熱。 與此同時，負載容器2內(nèi)的水或者熱媒被不斷加熱。正常工作溫度下，集熱元件1通過管狀放熱端7放熱。雙金屬片熱力元件9的自 由端爪8不與罩玻璃管11接觸。當集熱元件空曬內(nèi)部溫度過高時，雙金屬片熱力元件9的自由端爪8受熱外翻至 虛線所示位置與罩玻璃管11接觸，部分熱能通過這些自由端爪8和罩玻璃管11散發(fā)到環(huán) 境，使集熱元件1的溫度降低實現(xiàn)過熱保護。過熱保護以后能自動解除。
圖1中，采用上行管5伸入管狀放熱端7內(nèi)部的設計，有助于提高集熱效率。
圖1實施例的上行管5和下行管6之間真空隔熱，對循環(huán)集熱十分有利。熱力元件9也可與吸收體4低熱阻連接；還可采用記憶合金制造熱力元件。在罩玻璃管非受光區(qū)域內(nèi)表面涂制紅外反射材料，可有效減少集熱元件的輻射熱 損。
圖1實施例的放熱端5是管狀向外伸出的。真空循環(huán)集熱元件1還可采用內(nèi)凹的 放熱端或者放熱端面。圖2中，罩玻璃管放熱的過熱保護真空循環(huán)集熱元件1插入帶絕熱層的負載容器 2，組成一臺罩玻璃管放熱過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。真空集熱元件1含有 一個由上行管5、下行管6和管狀放熱端7構(gòu)成的自然循環(huán)流道；上行管5與置于真空隔熱 層3內(nèi)的吸收體4 一體制作；在真空隔熱層3內(nèi)設置有一個與下行管6低熱阻連接、帶有自 由端爪8的雙金屬片熱力元件9 ；管狀放熱端7與閉合的罩玻璃管11縮頸段12之間采用 一個彈性傳熱件以改善傳熱；管狀放熱端7通過彈性傳熱件和縮頸段12與負載換熱。自然 循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒。通過罩玻璃管或其縮頸段與負載換熱可省略可伐密封連接件、密封性好，耐腐蝕。有時，與集熱元件配合的負載容器也需要集熱元件有這樣一個縮頸段。圖3中，用塞狀換熱界面13與放熱端面內(nèi)凹的的真空循環(huán)集熱元件1配合傳熱連 接，組成一臺內(nèi)凹放熱端面真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。真空集熱元件1含有一個由 上行管5、下行管6和盤管換熱器放熱端7構(gòu)成的自然循環(huán)流道；上行管5與置于真空隔熱 層3內(nèi)的吸收體4 一體制作；在真空隔熱層3內(nèi)設置有一個與下行管6低熱阻連接、帶有 自由端爪8的雙金屬片熱力元件9 ；盤管換熱器放熱端7與罩玻璃管內(nèi)凹段14配合傳熱連 接，在盤管換熱器放熱端7與罩玻璃管內(nèi)凹段14之間墊有一個彈性傳熱件。盤管換熱器放 熱端7通過彈性傳熱件和罩玻璃管內(nèi)凹段14放熱。圖3實施例中與罩玻璃管內(nèi)凹段14配合的盤管換熱器放熱端7的左側(cè)即抬高放 熱端傾斜安置時的頂部的內(nèi)部空間比較大，這是為吸收熱媒體積膨脹保留的膨脹空間。一 般膨脹空間的最小垂直高度不應小于30毫米。這里的垂直高度是管狀真空集熱元件中心 線水平夾角在45 135度范圍時，熱媒從上升到下降的一段循環(huán)流道內(nèi)部的底部到頂部的垂直距離。放熱端或者放熱端面內(nèi)凹的真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置采用體積較小的塞 狀換熱界面13，節(jié)省材料并且保溫性能好采用軟管連接的塞狀換熱界面13安裝維修更為 方便。圖3實施例中與罩玻璃管內(nèi)凹段14配合的盤管換熱器放熱端7還可以采用其他 形式，譬如與罩玻璃管內(nèi)凹段14同心布置配合的夾套式換熱器放熱端。
權(quán)利要求過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置，由若干個過熱保護真空循環(huán)集熱元件和負載容器及安裝機架組成，真空循環(huán)集熱元件由置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體，一個由上行管、下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán)流道，以及一個與吸收體或者下行管低熱阻連接、帶有自由端爪的雙金屬片熱力元件組成，自然循環(huán)流道內(nèi)部灌裝但不充滿液態(tài)熱媒，其特征在于自然循環(huán)流道的上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體低熱阻連接或者與吸收體一體制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件自然循環(huán)流道的放熱端與罩 玻璃管之間含有一個可伐密封連接件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件自然循環(huán)流道的放熱端與閉 合的罩玻璃管之間含有一個彈性傳熱件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件的自然循環(huán)流道含有一個與 罩玻璃管內(nèi)凹段配合傳熱連接的盤管或者夾套式換熱器放熱端，盤管或者夾套式換熱器放 熱端與罩玻璃管內(nèi)凹段之間含有一個彈性傳熱件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于含有與集熱元件內(nèi)凹的放熱端或者放 熱端面配合傳熱連接的塞狀換熱界面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集熱裝置，其特征在于含有一個帶有軟管連接、與集熱元件 內(nèi)凹的放熱端或者放熱端面配合傳熱連接的塞狀換熱界面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件自然循環(huán)流道的放熱端內(nèi)部 含有最小垂直高度不小于30毫米的膨脹空間。
專利摘要過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置，由過熱保護真空循環(huán)集熱元件和負載容器及安裝機架組成，集熱元件由置于真空隔熱層內(nèi)的吸收體，一個由上行管、下行管及放熱端構(gòu)成的自然循環(huán)流道和一個與吸收體或者下行管低熱阻連接、帶有自由端爪的雙金屬片熱力元件組成，其特征在于上行管與吸收體低熱阻連接或一體制作。本實用新型的有益效果包括循環(huán)傳熱無需配備動力、啟動快、抗凍、不炸管、單管損壞仍然能集熱、可制造水質(zhì)符合衛(wèi)生標準、得熱多、保溫性能優(yōu)異的太陽集熱裝置；換熱界面設計自由、對真空度不敏感、可半永久性穩(wěn)定工作在20～500℃范圍、可用低碳鋼和鋁代替銅、過熱保護的集熱元件能防止空曬事故。結(jié)合附圖給出三個實施例。
文檔編號F24J2/05GK201583015SQ20092021222
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者施國梁 申請人:邱玉燕