專利名稱：真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。
背景技術：
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問題所采取的技術方案用若干個真空循環(huán)集熱元件和負 載容器及安裝機架組成一臺真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。負載容器包括貯水式熱水箱 和集熱元件聯(lián)集盒。與負載容器配合連接的真空集熱元件含有一個由上行管、下行管及放 熱端構成的自然循環(huán)流道，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低一體制作。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。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是一臺嵌入式真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖2是一臺可伐封接真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖3是一臺罩玻璃管放熱真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖4是一臺玻璃管熔封真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖5是一臺內(nèi)凹放熱界面真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖6是一臺過熱保護真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置結構示圖。圖中1.集熱元件；2.負載容器；3.上行管；4.下行管；5.放熱端；6.內(nèi)玻管； 7.傳熱翅片；8.真空隔熱層；9.吸收體；10.罩玻璃管；11.可伐密封連接件；12.縮頸段； 13.塞狀換熱界面；14.內(nèi)凹段；15.自由端爪；16.熱力元件。
具體實施方式
圖1中，嵌入式真空循環(huán)集熱元件1插入帶絕熱層的負載容器2，組成一臺嵌入式 真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。負載容器2包括貯水箱和聯(lián)集盒。集熱元件1含有一個 由上行管3、下行管4和管狀放熱端5構成的自然循環(huán)流道。自然循環(huán)流道嵌入全玻璃真空集熱管，其上行管3與集熱管內(nèi)玻管6之間采用傳熱翅片7傳熱。
圖1實施例嵌入式真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置在陽光下作放熱端5高置的傾 斜安裝，使斜虛線所示的熱媒液面呈水平狀態(tài)。陽光透過罩玻璃管在集熱管內(nèi)玻管6的吸 收膜上轉(zhuǎn)換為熱能，熱能通過內(nèi)玻管6和傳熱翅片7傳給上行管3內(nèi)的熱媒并使熱媒受熱 膨脹通過上行管3上浮，在自然循環(huán)流道的管狀放熱端5處，熱媒放出熱能溫度降低下沉進 入下行管4，下沉到底后再次進入上行管3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。為減少上、下行管間的熱短路，集熱元件1還可以采用帶有絕熱層的下行管。
圖1實施例的放熱端3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 放熱界面。圖2中，用可伐封接的真空循環(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3、下行管4 和管狀放熱端5構成的自然循環(huán)流道。上行管3與置于真空隔熱層8內(nèi)的吸收體9 一體制 作。管狀放熱端5與罩玻璃管10之間采用一個可伐密封連接件11封接。圖2中，采用上行管3伸入管狀放熱端5內(nèi)部的設計，有助于提高集熱效率。圖2實施例的上行管3和下行管4之間真空隔熱，對循環(huán)集熱十分有利。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3中，用罩玻璃管放熱的真空循環(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3、 下行管4和管狀放熱端5構成的自然循環(huán)流道。上行管3與置于真空隔熱層8內(nèi)的吸收體 9 一體制作。管狀放熱端5與閉合的罩玻璃管10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5通過彈性傳熱件和縮頸段12與負載換熱。通過罩玻璃管及其縮頸段與負載換熱可以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12。圖4中，用玻璃管熔封的真空循環(huán)集熱元件1插入帶絕熱層的負載容器2，組成一 臺玻璃管熔封真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置。真空集熱元件1含有一個由玻璃制造的上 行管3、下行管4和管狀放熱端5構成的玻璃自然循環(huán)流道，上行管3與置于真空隔熱層8 內(nèi)的鋁型材吸收體9低熱阻連接。管狀放熱端5與罩玻璃管10同心布置并與罩玻璃管10 熔融連接。圖5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，組成一個內(nèi)凹放熱界面真空循環(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3、下行管4和盤管換熱器放熱端5構成的自然循環(huán)流道，上行管3與置于真空隔熱 層8內(nèi)的吸收體9 一體制作。盤管換熱器放熱端5與罩玻璃管內(nèi)凹段14配合傳熱連接。 盤管換熱器放熱端5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 5通過彈性傳熱件和罩玻璃管內(nèi)凹段14放熱.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，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安裝維修更為方便。[0028]圖5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5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。圖6中，用自動過熱保護的真空循環(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含有一個由上行管3、 下行管4和管狀放熱端5構成的自然循環(huán)流道；上行管3與置于真空隔熱層8內(nèi)的吸收體 9 一體制作；在真空隔熱層8內(nèi)設置與下行管4低熱阻連接、帶有自由端爪15的雙金屬片 熱力元件16 ；管狀放熱端5與罩玻璃管10縮頸段12之間采用一個彈性傳熱件傳熱。正常工作溫度下，管狀放熱端5通過彈性傳熱件和罩玻璃管10縮頸段12放熱。雙 金屬片熱力元件16的自由端爪15不與罩玻璃管10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16的自由端爪15受熱外翻 至虛線所示位置與罩玻璃管10接觸，部分熱能通過這些自由端爪15和罩玻璃管10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。熱力元件16也可與吸收體9低熱阻連接；還可采用記憶合金制造熱力元件。
權利要求真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置，由若干個真空循環(huán)集熱元件和負載容器及安裝機架組成，真空循環(huán)集熱元件含有一個由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環(huán)流道，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)流道的上行管與全 玻璃真空集熱管的內(nèi)玻管之間含有傳熱翅片。
3.根據(jù)權利要求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。
4.根據(jù)權利要求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。
5.根據(jù)權利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件含有一個玻璃自然循環(huán)流道。
6.根據(jù)權利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件含有一個與罩玻璃管熔融連 接的玻璃放熱端。
7.根據(jù)權利要求1所述的集熱裝置，其特征在于含有與集熱元件內(nèi)凹的放熱界面配合 傳熱連接的塞狀換熱界面。
8.根據(jù)權利要求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。
9.根據(jù)權利要求1所述的集熱裝置，其特征在于集熱元件真空隔熱層內(nèi)含有與吸收體 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。
10.根據(jù)權利要求7所述的集熱裝置，其特征在于含有一個帶有軟管連接的塞狀換熱 界面。
專利摘要真空循環(huán)集熱元件太陽集熱裝置，由若干個真空循環(huán)集熱元件和負載容器及安裝機架組成，真空集熱元件含有一個由上行管、下行管及放熱端構成的自然循環(huán)流道，其特征在于上行管與置于真空隔熱層內(nèi)的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℃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。結合附圖給出六個實施例。
文檔編號F24J2/46GK201583005SQ20092021223
公開日2010年9月15日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權日2009年11月11日
發(fā)明者施國梁 申請人:施國梁