專利名稱：玻璃真空管太陽能集熱器集管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種玻璃真空管太陽能集熱器的集管裝置，特別適用于一端封閉另一端開口的玻璃真空集熱管。
玻璃真空管太陽能集熱器集熱性能優(yōu)良，在寒冷的冬天，系統(tǒng)熱效率也能達(dá)到40％以上，所以，在七十年代中期，世界各國開始相繼開發(fā)研究和應(yīng)用它?，F(xiàn)在家用小型真空管太陽能集熱器一般用水箱取代集管(或者說供水箱和集管合為一體)。但對能高效、大容量利用太陽能的大面積熱水系統(tǒng)，其真空管集熱器的集管不僅是必不可少的，而且是至關(guān)重要的，有時(shí)還直接影響大面積熱水系統(tǒng)的使用。目前國內(nèi)外應(yīng)用比較多的集管有兩種，一種是我國北方八十年代就生產(chǎn)的單排集管，如


圖1所示，該集管南北放置，集管的兩邊對稱安裝著若干排真空管(1)，各管子均是并聯(lián)的，多采用直流循環(huán)方式，用一定壓力的流體把集管熱流體從下向上頂入水箱。這種集管雖結(jié)構(gòu)簡單可大面積安裝使用，但流體在真空管中是自然循環(huán)，容易產(chǎn)生熱循環(huán)短路，不僅熱交換效率低，而且管內(nèi)水平(即東西)方向溫差大，加之上水時(shí)若冷水供給的壓力和流量較大時(shí)，真空管的封閉端即易滯留空氣，這樣，運(yùn)行時(shí)極易爆管，特別是空曬時(shí)上冷水更炸管嚴(yán)重。一種具代表性的是美國歐文斯一艾利諾義斯公司(Owens－Illinois)的集熱管，為圖3、4所示，它有雙排集管2，有一根導(dǎo)管(7)插裝在方向相反的兩根真空集熱管中，流體從一根入口管的開口端輸入，通過環(huán)形空間流至底部，再經(jīng)由導(dǎo)管流入對向管中，然后通過對向環(huán)形空間從出口管流入下一對集熱管，管子全部呈串聯(lián)布置。這種集管雖加強(qiáng)了流體在真空管中的熱交換，真空管不易爆損，但密封環(huán)處易滲漏，整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，安裝運(yùn)行難度大，維修困難。
本實(shí)用新型的目的是針對一般的玻璃真空管集熱器集管存在諸多不足，旨在提供一種高效節(jié)能，價(jià)廉適用的集熱器集管。
本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方式為玻璃真空管集，集管(2)為一截面為方形或矩形的管，管的兩側(cè)對應(yīng)開有數(shù)對安裝玻璃真空管(1)的孔(3)，每根真空管另一端封閉。集管兩端有液體入口(10)、出口(11)。集管的中間有一縱向隔板(9)，隔板上開有安置導(dǎo)管(7)的孔(5)，導(dǎo)管兩端開口，安裝在每對玻璃真空管的中部，縱向隔板(9)和集管之間可安置橫隔板(8)。玻璃真空管與集管的結(jié)合部孔(3)處、導(dǎo)管與縱向隔板結(jié)合部孔(5)處分別配有耐熱密封圈(4)、(6)。
根據(jù)地理位置、使用環(huán)境的不同和季節(jié)的變化，集管既可南北方向安裝使用，也可東西方向安裝使用。
下面參照附圖詳述本實(shí)用新型內(nèi)容。
圖1無導(dǎo)管單排集管結(jié)構(gòu)示意圖圖2
圖1的玻璃真空管安置圖圖3美國Owens－linis公司集管結(jié)構(gòu)示意圖圖4圖3中的液體流向示意圖圖5本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖6圖5的玻璃真空管、導(dǎo)管安置圖圖7本實(shí)用新型集熱器南北方向放置示意圖圖8a.b.c.d.e.f集管內(nèi)無或有橫隔板時(shí)，液體出、入口位置圖。
參照附圖，本實(shí)用新型在原單排集管的基礎(chǔ)上，縱向加一隔板(9)形成進(jìn)出水兩個(gè)通道，在每對真空管內(nèi)加一同軸的導(dǎo)管(7)，使得真空管(1)中流體熱交換充分，避免了爆管、炸管現(xiàn)象的出現(xiàn)。
液體在集管內(nèi)的流動(dòng)情況照圖5、圖6說明。集管內(nèi)的3塊橫隔板(8)，將其內(nèi)部分成A、B、C、D、E五個(gè)區(qū)段，液體從集管入口(10)進(jìn)入A區(qū)后，只能通過導(dǎo)管(7)和玻璃真空管(1)的內(nèi)管形成的環(huán)道進(jìn)入集管(2)左邊的真空管(1)中，在被真空管吸收的太陽能加熱的同時(shí)，向真空管封閉端流動(dòng)，而后由導(dǎo)管左端向右端流動(dòng)，并流至右邊真空管封閉端，再經(jīng)過導(dǎo)管與真空管形成的環(huán)道進(jìn)入集管(2)的B部，當(dāng)B部流體超過A部液面時(shí)，液體開始進(jìn)入B部上部位于集管右邊的真空管中。如此向上運(yùn)行，液體依次流經(jīng)C部、D部、E部，被加熱的液體最后從集管出口(11)排出，簡便地實(shí)現(xiàn)了真空管并聯(lián)一串聯(lián)一并聯(lián)的多級布陣排列，使流體在真空管中得到多次加熱，便于集熱器的吸熱效率達(dá)到最佳值。
從上可見，傳熱介質(zhì)在本實(shí)用新型中的流道里是從下至上、從近至遠(yuǎn)逐級延續(xù)加熱的，介質(zhì)可通過導(dǎo)管進(jìn)入各真空管的尾部。這樣，在開始加入流體時(shí)，就可先將空氣排除掉，即便殘存少量空氣，在運(yùn)行中也會(huì)隨時(shí)被帶走，不會(huì)在真空管中形成相對穩(wěn)定的氣泡，大大減少了熱沖擊，避免了真空管的爆損。同時(shí)，傳熱流體從真空管的同一端流入和流出以實(shí)現(xiàn)可逆流動(dòng)，有效地提高了集熱器的吸熱效率。
參照圖8，集管內(nèi)可以不安置橫隔板，也可安置1－6塊橫隔板。當(dāng)橫隔板數(shù)目為偶數(shù)時(shí)，液體入口(10)、出口(11)位于縱向隔板兩邊，當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，則位于同一邊。
本實(shí)用新型比原來的雙排集管結(jié)構(gòu)簡單的多，尺寸小的多，致使同容量集管的散熱面積也小的多，這都對提高熱效率有利?？傊?，使用本實(shí)用新型集管為大面積真空管太陽能集熱器提供了理想的附件結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了靈活多樣的布陣排列，為集熱器高度自動(dòng)化和大面積推廣鋪平了道路，這都是一般集管所無法比擬的。
權(quán)利要求1.玻璃真空管太陽能集熱器集管，集管(2)為一截面為方形或矩形的管，管的兩側(cè)對應(yīng)開有數(shù)對安裝玻璃真空管(1)的孔(3)，每根真空管另一端封閉，集管兩端有液體入口(10)、出口(11)，其特征在于集管的中間有一縱向隔板(9)，隔板上開有安置導(dǎo)管(7)的孔(5)，導(dǎo)管(7)兩端開口，安裝在每對玻璃真空管的中部，縱向隔板(9)和集管(2)之間可安置橫隔板(8)，玻璃真空管與集管的結(jié)合部孔(3)處、導(dǎo)管和縱向隔板結(jié)合部孔(5)處分別配有耐熱密封圈(4)、(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集管，其特征在于集管內(nèi)無橫隔板或橫隔板數(shù)為奇數(shù)時(shí)，液體入口(10)，出口(11)位于縱向隔板的同一邊。
專利摘要一種玻璃真空管太陽能集熱器，特別是一種適用于一端封閉另一端開口的真空管集熱器集管。在集管內(nèi)有縱向隔板、縱向隔板上開有安置導(dǎo)管的孔，導(dǎo)管位于每對真空管內(nèi)。由于縱隔板和橫隔板配合導(dǎo)管的使用，使集管結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，克服了熱短路和爆管現(xiàn)象，且安裝方式靈活，為大規(guī)模真空管太陽能集熱管提供了理想的附件結(jié)構(gòu)，為集熱器系統(tǒng)化設(shè)計(jì)提供了靈活多樣的布陣排列，是一種高效節(jié)能、價(jià)廉適用的集熱器集管。
文檔編號F24J2/46GK2190266SQ9420090
公開日1995年2月22日 申請日期1994年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月5日
發(fā)明者葉國雄, 黃勝初, 裴躍禹, 諶模云 申請人:武漢體育學(xué)院