專利名稱：一種承壓式太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱水設(shè)備，特別涉及到一種太陽能集熱管。
背景技術(shù)：
太陽能是一種潔凈的自然再生能源，取之不盡，用之不竭，是所有人都能夠分享到的能源。當前，人類對太陽能的利用，已經(jīng)取得了顯著進展，特別是在太陽能熱水器領(lǐng)域，應(yīng)用非常普及。太陽能熱水器的核心部件是玻璃真空管，玻璃真空管由內(nèi)層玻璃管和外層玻璃組成，內(nèi)外層之間抽成真空，水在內(nèi)層玻璃管中，在內(nèi)層玻璃管的外表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能，經(jīng)陽光照射，光子撞擊涂層，太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，熱能傳遞到管內(nèi)的水中，水溫升高，密度減小，熱水向上運動，而比重大的冷水下降，熱水始終位于上部的保溫水箱中，太陽能熱水器中熱水的升溫情況與外界溫度關(guān)系不大，主要取決于光照。目前，民用太陽能熱水器使用的玻璃真空管設(shè)計得非常科 學(xué)，制造技術(shù)已經(jīng)相當成熟，其中具有“耐高溫、抗高寒、高效吸收”的三高管更是實現(xiàn)了超吸收、熱損少、升溫快的效果，只要有光照，零下30°C照常出熱水。然而，玻璃真空管只能在常壓下工作，稍有水壓，就會使玻璃真空管爆破，因而，使用范圍受到限制，只能是由每個家庭安裝在屋頂上使用，使得住宅樓的屋頂上被一個個的太陽能熱水器占滿，有礙觀瞻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服玻璃真空管的缺點，提供一種能夠承受自來水的供水壓力并且能高效吸收太陽能量的集熱器，可以在樓宇的中央熱水系統(tǒng)中使用及在集中供暖系統(tǒng)中使用，以擴大太陽能利用的范圍，減少煤炭資源的消耗和減少對環(huán)境的污染，保護生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明的一種承壓式太陽能集熱器主要由上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)、下接頭(18)和空心螺桿(23)組成，其中上接頭(2)上有出水口(I)、上承插口、集水通道(28 )和中心通孔a ;集熱組件由分水端頭(11)、集熱管(10 )和集水端頭(6 )構(gòu)成,分水端頭
(11)上有分水通孔(20 )和中心通孔c，集水端頭(6 )上有集水通孔(26 )和中心通孔b，集熱管(10)內(nèi)有集熱腔(22)，集熱管(10)的兩端分別連接到分水通孔(20)和集水通孔(26);玻璃管(7 )的內(nèi)空間構(gòu)成真空室(9 );下接頭(18 )上有進水口( 16 )、下承插口、分水通道(17)和中心通孔d;集熱管(10)設(shè)置在真空室(9)中，分水端頭(11)和集水端頭(6)分別構(gòu)成真空室(9)兩端的封頭，上接頭(2)的上承插口套在玻璃管(7)的一端和集水端頭(6)上，下接頭(18)的下承插口套在玻璃管(7)的另一端和分水端頭(11)上；空心螺桿(23)為緊固件，空心螺桿(23)依次穿過上接頭(2)的中心通孔a、集水端頭(6)的中心通孔b、真空室
(9)、分水端頭(11)的中心通孔C、下接頭(18)的中心通孔d，使用上緊固螺母(3)和下緊固螺母(14)把上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)和下接頭(18)緊固成一體；下接頭(18)的進水口( 16)依次通過分水通道(17)、分水通孔(20)連通到集熱管(10)內(nèi)的集熱腔(22)，集熱腔(22 )依次通過集水通孔(26 )、集水通道(28 )連通到上接頭(2 )的出水口( I)。
本發(fā)明中，在上接頭(2)上有抽真空接口(4)，在集水端頭(6)上有抽真空通道，抽真空接口(4)連通到抽真空通道(5)，抽真空通道(5)連通到真空室(9)，抽真空接口
(4)有抽真空銅管接出。本發(fā)明中，集熱管(10 )為至少二支，分水端頭(11)上的分水通孔(20 )數(shù)量和集水端頭(6)上的集水通孔(26)數(shù)量同集熱管(10)的數(shù)量對應(yīng)；集熱管(10)選用紫銅材料，在集熱管(10)的外表面涂有選擇性吸收涂料，用來吸收太陽輻射能，所述的選擇性吸收涂料的材料包括氧化銅、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅。本發(fā)明中，在玻璃管(7)內(nèi)有反射膜(8)，反射膜(8)覆蓋在180°的半圓弧面上。本發(fā)明中，在玻璃管(7)與上接頭(2)之間、玻璃管(7)與下接頭(18)之間、上接頭(2)與集水端頭(6)之間、下接頭(18)與分水端頭(11)之間各有硅膠墊，硅膠墊同時作為密封元件和彈性元件應(yīng)用，當溫度變化引起集熱器部件伸縮時，硅膠墊起補償作用。 本發(fā)明中，在真空室(9)內(nèi)有吸氣劑或吸氣膜，所述的吸氣劑包括鋯鋁16、鋯釩鐵和鋯石墨，所述的吸氣膜包括以鋇、鍶、鎂、鈣為主體材料蒸散出來附著在玻璃管(7)內(nèi)壁上的吸氣薄膜。吸氣劑或吸氣膜用來吸收集熱器受熱后產(chǎn)生的微量氣體，以保持真空室(9)內(nèi)的真空度。本發(fā)明中，空心螺桿(23)內(nèi)有冷卻腔(24)，冷卻腔(24)的進口連通到進水口
(16),冷卻腔(24)的進口連通到出水口( I)。上述的發(fā)明中，真空室(9)的真空度小于O. 05Pa，可以減少由于空氣對流和傳導(dǎo)而引起的熱損失；集熱管(10)外表面的選擇性吸收涂料可以高效吸收太陽輻射的能量，然后通過紫銅材質(zhì)傳遞給集熱腔(22)內(nèi)的水，水升溫后，密度變小而上升運動，由上部的出水口( I)排出集熱器，再通過保溫管道進入到保溫水箱內(nèi)，冷水由下部的進水口( 16)補充進入集熱腔(22)內(nèi)，進行循環(huán)加熱；真空室(9)內(nèi)的集熱管(10)不但接受正面太陽輻射的能量，同時還接受背面玻璃管上反射膜(8)反射的太陽輻射能量，增加了集熱管(10)吸收的倉tfi。上述發(fā)明中，集熱器的使用壓力由選用集熱管(10)的直徑和壁厚決定，當集熱管
(10)的標稱直徑為25mm、壁厚為2mm時，集熱器的使用壓力達到4MPa以上，即使集熱器安裝在地面上，也可以為400米以上高度的樓房供應(yīng)生活熱水或暖氣媒水。上述發(fā)明中玻璃管(7)選用G3. 3高硼硅玻璃材料；集熱管(10)選用紫銅材料；集水端頭(6)和分水端頭(11)選用黃銅或不銹鋼材料；上接頭(2)、下接頭(18)、空心螺桿
(23)、上緊固螺母(3)和下緊固螺母(14)選用不銹鋼材料。本發(fā)明的承壓式太陽能集熱器使用靈活，安裝方便，與保溫水箱分開獨立安裝，然后通過保溫管道進行連接。集熱器可進行并聯(lián)使用或串聯(lián)使用，可單層安裝或多層安裝，安裝位置隨現(xiàn)場環(huán)境而定，可安裝在朝陽的外墻上、地面上、屋頂上或陽臺上。承壓式太陽能集熱器可作為樓宇中央熱水系統(tǒng)的加熱設(shè)備或作為集中供暖系統(tǒng)的輔助加熱設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是提供一種能夠承受自來水供水壓力且能高效吸收太陽能量的集熱器，并且使用靈活、安裝方便，適應(yīng)不同的使用場合。本發(fā)明的承壓式太陽能集熱器可作為樓宇中央熱水系統(tǒng)的加熱設(shè)備或作為集中供暖系統(tǒng)的輔助加熱設(shè)備，以擴大太陽能利用的范圍，減少煤炭資源的消耗和減少對環(huán)境的污染，保護生態(tài)環(huán)境。


圖I是本發(fā)明的一種承壓式太陽能集熱器結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I的A —A剖面圖；圖3是圖I的B — B剖面圖。圖中1.出水口，2.上接頭，3.上緊固螺母，4.抽真空接口，5.抽真空通道，6.集水端頭，7.玻璃管，8.反射膜，9.真空室，10.集熱管，11.分水端頭，12.硅膠墊f，13.下接頭的外六角，14.下緊固螺母，15.下接頭的連接螺紋，16.進水口，17.分水通道，18.下接頭，19.硅膠墊e，20.分水通孔，21.硅膠墊d，22.集熱腔，23.空心螺桿，24.螺桿冷卻腔，25.硅膠墊C，26.集水通孔，27.硅膠墊b，28.集水通道，29.上接頭的外六角，30.硅膠墊
a,31.上接頭的連接螺紋。
具體實施例方式附圖I所示的實施例是本發(fā)明的一種承壓式太陽能集熱器，主要由上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)、下接頭(18)和空心螺桿(23)組成，其中上接頭(2)上有出水口(I)、上承插口、集水通道(28)、抽真空接口(4)和中心通孔a，集水通道(28)為三只，依上接頭
(2)的軸心呈環(huán)形排列；集熱組件由分水端頭(11)、集熱管(10)和集水端頭(6)構(gòu)成，分水端頭(11)上有分水通孔(20)和中心通孔C，分水通孔(20)為三只，依分水端頭(11)的軸心呈環(huán)形排列，集水端頭(6 )上有集水通孔(26 )、抽真空通道(5 )和中心通孔b，集水通孔(26 )為三只，依集水端頭(6)的軸心呈環(huán)形排列，集熱管(10)內(nèi)有集熱腔(22)，集熱管(10)為三支，三支集熱管(10 )的各兩端分別焊接在三只分水通孔(20 )和三只集水通孔(26 )上；玻璃管(7)的內(nèi)空構(gòu)成真空室(9)，在玻璃管(7)內(nèi)有反射膜(8)，反射膜(8)覆蓋在180°的半圓弧面上；下接頭(18 )上有進水口( 16 )、下承插口、分水通道(17 )和中心通孔d，分水通道
(17)為三只，依下接頭(18)的軸心呈環(huán)形排列；集熱管(10)設(shè)置在真空室(9)中，分水端頭(11)和集水端頭(6)分別構(gòu)成真空室(9)兩端的封頭，上接頭(2)的上承插口套在玻璃管(7)的一端和集水端頭(6)上，下接頭(18)的下承插口套在玻璃管(7)的另一端和分水端頭(11)上；空心螺桿(23)為緊固件，空心螺桿(23)依次穿過上接頭(2)的中心通孔a、集水端頭(6)的中心通孔b、真空室(9)、分水端頭(11)的中心通孔C、下接頭(18)的中心通孔d，使用上緊固螺母(3)和下緊固螺母(14)把上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)和下接頭(18)緊固成一體，在上緊固螺母(3)與上接頭(2)之間依次有彈簧墊圈、平墊圈，在下緊固螺母(14)與下接頭(18)之間依次有彈簧墊圈、平墊圈；空心螺桿(23)內(nèi)有冷卻腔(24)，冷卻腔(24 )的進口連通到進水口( 16 )，冷卻腔(24 )的進口連通到出水口( I);在玻璃管(I)與上接頭(2)之間有硅膠墊c (25)，在玻璃管(7)與下接頭(18)之間有硅膠墊d (21)，在上接頭(2 )與集水端頭(6 )之間有硅膠墊b (27 )，在下接頭(18 )與分水端頭(11)之間有硅膠墊e (19)，在上接頭(2)與緊固平墊圈之間有硅膠墊a (30)，在下接頭(18)與緊固平墊圈之間有硅膠墊f(12)，硅膠墊同時作為密封元件和彈性元件應(yīng)用，當溫度變化引起集熱器部件伸縮時，硅膠墊起補償作用。 本實施例中，下接頭(18 )的進水口( 16 )依次通過分水通道(17 )、分水通孔(20 )連通到集熱管(10)內(nèi)的集熱腔(22)，集熱腔(22)依次通過集水通孔(26)、集水通道(28)連通到上接頭(2)的出水口(I);在上接頭(2)的抽真空接口(4)有抽真空銅管接出，抽真空接口( 4 )連通到集水端頭(6 )的抽真空通道(5 )，抽真空通道(5 )連通到真空室(9 )。本實施例中，玻璃管(7)選用G3. 3高硼硅玻璃材料；集水端頭(6)和分水端頭
(11)選用黃銅或不銹鋼材料；上接頭(2)、下接頭(18)、空心螺桿(23)、上緊固螺母(3)和下緊固螺母(14)選用不銹鋼材料；集熱管(10)選用紫銅材料，集熱管(10)的標稱直徑為25mm、壁厚為2mm，在集熱管(10)的外表面涂有選擇性吸收涂料，用來吸收太陽輻射能，所述的選擇性吸收涂料的材料包括氧化銅、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅；在真空室(9)內(nèi)有鋯鋁16吸氣劑和以鋇、鍶、鎂、鈣為主體材料蒸散出來附著在玻璃管(7)內(nèi)壁上的吸氣薄膜，用來吸收集熱器受熱后產(chǎn)生的微量氣體，以保持真空室(9)內(nèi)的真空度。本實施的集熱器組裝完成后，用真空泵連接到上接頭(2)的抽真空銅管，進行抽真空操作，當真空室(9)的真空度小于O. 05Pa時，在接近上接頭(2)處的抽真空銅管用封口鉗夾住，再割斷銅管，用銀焊封口，在進行銀焊封口時，用濕毛巾包住上接頭(2)，以避免過高的溫度損壞硅膠墊。
本實施的承壓式太陽能集熱器作為樓宇中央熱水系統(tǒng)的加熱設(shè)備應(yīng)用，多只集熱器采用并聯(lián)方式安裝在頂層的朝陽墻面上，集熱器的出水口通過保溫管道連接到室內(nèi)保溫水箱中部的熱水進口，集熱器的進水口通過保溫管道連接到室內(nèi)保溫水箱底部的循環(huán)出水口，集熱器吸收太陽的輻射能量，對保溫水箱中的水進行循環(huán)加熱，熱水提供給人們生活使用。
權(quán)利要求
1.一種承壓式太陽能集熱器，其特征是集熱器主要由上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)、下接頭(18)和空心螺桿(23)組成，其中上接頭(2)上有出水口(I)、上承插口、集水通道(28 )和中心通孔a ;集熱組件由分水端頭(11)、集熱管(10 )和集水端頭(6 )構(gòu)成,分水端頭(11)上有分水通孔(20)和中心通孔C，集水端頭(6)上有集水通孔(26)和中心通孔b，集熱管(10)內(nèi)有集熱腔(22)，集熱管(10)的兩端分別連接到分水通孔(20)和集水通孔(26);玻璃管(7)的內(nèi)空間構(gòu)成真空室(9);下接頭(18)上有進水口(16)、下承插口、分水通道(17)和中心通孔d;集熱管(10)設(shè)置在真空室(9)中，分水端頭(11)和集水端頭(6)分別構(gòu)成真空室(9)兩端的封頭，上接頭(2)的上承插口套在玻璃管(7)的一端和集水端頭(6)上，下接頭(18)的下承插口套在玻璃管(7)的另一端和分水端頭(11)上；空心螺桿(23)為緊固件，空心螺桿(23)依次穿過上接頭(2)的中心通孔a、集水端頭(6)的中心通孔b、真空室(9)、分水端頭(11)的中心通孔C、下接頭(18)的中心通孔d，使用上緊固螺母(3)和下緊固螺母(14)把上接頭(2)、集熱組件、玻璃管(7)和下接頭(18)緊固成一體；下接頭(18)的進水口( 16)依次通過分水通道(17)、分水通孔(20)連通到集熱管(10)內(nèi)的集熱腔(22),集熱腔(22)依次通過集水通孔(26)、集水通道(28)連通到上接頭(2)的出水口( I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是在上接頭(2)上有抽真空接口( 4 )，在集水端頭(6 )上有抽真空通道(5 )，抽真空接口( 4 )連通到抽真空通道(5 )，抽真空通道(5)連通到真空室(9)，抽真空接口(4)有抽真空銅管接出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是所述的集熱管(10)為至少二支，分水端頭(11)上的分水通孔(20)數(shù)量和集水端頭(6)上的集水通孔(26)數(shù)量同集熱管(10)的數(shù)量對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是集熱管(10)選用紫銅材料，在集熱管(10)的外表面涂有選擇性吸收涂料，用來吸收太陽輻射能，所述的選擇性吸收涂料的材料包括氧化銅、黑鎳、黑鉻、黑鋅、黑銅。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是在玻璃管(7)內(nèi)有反射膜(8)，反射膜(8)覆蓋在180°的半圓弧面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是在玻璃管(7)與上接頭(2)之間、玻璃管(7)與下接頭(18)之間、上接頭(2)與集水端頭(6)之間、下接頭(18)與分水端頭(11)之間各有硅膠墊，硅膠墊同時作為密封元件和彈性元件應(yīng)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是在真空室(9)內(nèi)有吸氣劑或吸氣膜，所述的吸氣劑包括鋯鋁16、鋯釩鐵和鋯石墨，所述的吸氣膜包括以鋇、鍶、鎂、鈣為主體材料蒸散出來附著在玻璃管(7)內(nèi)壁上的吸氣薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種承壓式太陽能集熱器，其特征是空心螺桿(23)內(nèi)有冷卻腔(24)，冷卻腔(24)的進口連通到進水口( 16 )，冷卻腔(24)的進口連通到出水口( I)。
全文摘要
一種承壓式太陽能集熱器，涉及一種太陽能集熱管。集熱器主要由上接頭、集熱組件、玻璃管、下接頭和空心螺桿組成，其中集熱組件由分水端頭、集熱管和集水端頭構(gòu)成，分水端頭上有分水通孔和中心通孔c，集水端頭上有集水通孔和中心通孔b，集熱管內(nèi)有集熱腔，集熱管的兩端分別連接到分水通孔和集水通孔；玻璃管的內(nèi)空間構(gòu)成真空室，集熱管設(shè)置在真空室中，分水端頭和集水端頭分別構(gòu)成真空室兩端的封頭；空心螺桿把上接頭、集熱組件、玻璃管和下接頭緊固成一體。本太陽能集熱器能夠承受自來水的供水壓力并且能高效吸收太陽能量，可以在樓宇的中央熱水系統(tǒng)中使用及在集中供暖系統(tǒng)中使用，以擴大太陽能利用的范圍，減少煤炭資源的消耗和減少對環(huán)境的污染。
文檔編號F24J2/24GK102829560SQ20121036240
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者吳水仙 申請人:衢州市依科達節(jié)能技術(shù)有限公司