專利名稱：抗凍式全玻璃真空管太陽能集熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種利用太陽能的集熱裝置，主要是一種可抗凍的全玻璃真空管太陽能集熱裝置。
全玻璃真空管太陽能集熱器或熱水裝置，由于熱效率高，成本相對較低，被廣泛應用。其中一種結構方式是在一連集器(管)底部接插全玻璃真空集熱管，全玻璃真空集熱管的另一端安裝在一尾座上，連集器上有進出水口，通過進出水口與水箱構成循環(huán)。水箱中的冷水進入真空集熱管被加熱后上升到連集器再進入水箱，在水箱的進出水管道上可加水泵作動力。連集器可以相互串并聯(lián)，形成較大面積的集熱裝置。使用時，連集器和全玻璃真空集熱管等形成的集熱裝置放置在一個支架上，使集熱面與平面形成一個斜面。這種全玻璃真空管太陽能集熱器，在冬季寒冷地帶，比如-30℃～-50℃時，真空管中的水將會結冰，使整個裝置不能運行，給其應用帶來一定的局限性。
本實用新型的目的是克服全玻璃真空管太陽能集熱器不能抗嚴寒的缺陷，使其在寒冷季節(jié)能夠正常運行，結構簡單，成本低，易于實施，還可以形成串并聯(lián)結構。
本實用新型的抗凍式全玻璃真空管太陽能集熱器，包括連集器，全玻璃真空集熱管插接在連集器上，全玻璃真空集熱管的另一端安裝在尾座上，連集器上有進出水口，其主要技術特點是連集器內膽是由互不相通的兩個或兩個以上的腔體組成，其中有一個腔體與真空集熱管相通，內加充防凍液，其余為水腔，水腔上有進出水口，水腔與充有防凍液的腔體有接觸面。
本實用新型將連集器分成防凍液腔和水腔，真空集熱管中充滿防凍液，在環(huán)境溫度很低的情況下，真空集熱管中不會因結冰而被凍壞。真空集熱管中的防凍液吸收熱能而對流至連集器中，防凍液再經(jīng)防凍液腔與水腔間的接觸面進行熱交換，加熱水腔中的水，水腔中的熱水經(jīng)管道與外部水箱中的水自然對流或用水泵強迫循環(huán)。連集器內膽外是保溫層及外殼。水腔中的水不斷與水箱中的水循環(huán)，可保持在零度以上不會結冰，特殊情況下，如連續(xù)陰雨天，水箱中的水可通過輔助電加熱器保持一定水溫。由于水的熱對流作用只服從熱水向上，冷水向下的運動規(guī)律，水腔中水的熱能只有很少的能量通過接觸面?zhèn)鲗е练纼鲆呵惑w，越往下部，防凍液溫度越低，仍保持0℃以下的較低溫度，故通過水泵循環(huán)的水，熱能的散失是很少的。防凍液可以是公知的物質，或者是添加防凍劑的水。
連集器中的防凍液腔和水腔的形狀和接觸面的形式可以是多種多樣，水腔可以是在防凍液腔體內(即水腔完全包含在防凍液中)，也可以是在防凍液腔體外，最好是水腔在防凍液腔體內的頂部或防凍液腔外的上方位置。水腔可以是一個或一個以上，可以設計到3-5個。水腔在防凍液腔體內，水腔可以是多種形狀，最好呈圓管狀或波紋管狀，水腔與防凍液有大的接觸面和高的傳熱效果，及高的承壓能力；水腔最好通過焊接的方式部分焊接在防凍液腔體內的頂部位置，傳熱效果更好。水腔在防凍液腔體外，它們的接觸面可以是平板形，圓弧形，最好是接觸面上壓有波紋或溝槽，其傳熱效率高，也增大接觸面的承壓能力。水腔與防凍液腔體的接觸面上可以有翼片，一般是在防凍液腔體內的呈圓管狀或波紋管狀的水腔外表面帶有翼片。
防凍液腔體外接一防凍液的輸液裝置，該輸液裝置是在一罐體的底部連接一根“U”型管，“U”型管與防凍液腔體連接，設置“U”型管的目的是阻擋熱傳至輸液裝置。輸液裝置上有氣孔，使輸液裝置與大氣相通。
連集器上的防凍液腔體和水腔上均有使連集器相互串并聯(lián)用的接口，水腔上的進水口、出水口亦是串并聯(lián)用的接口。使集熱器能夠橫縱向形成較大面積的集熱裝置。在串聯(lián)的末端連集器的防凍液腔體上帶有排氣閥。
下面結合實施例
圖1為本實用新型的結構及使用流程示意圖；圖2-圖4為連集器的縱截面結構示意圖；圖中1連集器 2全玻璃真空集熱管 3尾座 4進水口 5出水口 6罐體 7U型管 8接口 9排氣閥 10進水管道 11出水管道 12泵 13水箱 14防凍液腔體15水腔 16保溫層 17外殼圖1是兩個集熱器單元串聯(lián)形成的串聯(lián)結構，水腔15與水箱13形成循環(huán)，泵12作動力。水腔上的進水口4和出水口5亦是串聯(lián)用的接口，防凍液腔體14上也有串聯(lián)用的接口8，這些接口通過連接管連通在一起，串聯(lián)時末端的連集器的防凍液腔體上有排氣閥9。
全玻璃真空集熱管2插接在連集器1上，另一端安裝在尾座3上，全玻璃真空集熱管2下面有漫反射板(現(xiàn)有技術，圖中未示出)，連集器1中的下部防凍液腔體14與全玻璃真空集熱管2相通，水腔15與防凍液腔體14不相通。連集器1及全玻璃真空集熱管2等形成的整個集熱裝置可放置在支架上(現(xiàn)有技術)，接通常的使用方法使集熱面與房頂平面形成一個斜角或直角。罐體6中的防凍液經(jīng)U型管進入防凍液腔體14及全玻璃真空集熱管2中，被加熱后，對流到集熱器中，通過防凍液腔體與水腔的接觸面與水腔中的水發(fā)生熱交換，水被加熱，與水箱中的水循環(huán)。長時間運行后，罐體中的防凍液若有損失(罐體上有通大氣的氣孔，通過該氣孔防凍液會有蒸發(fā))，可進行補充。
圖2-4，列舉了幾種連集器防凍液腔體14和水腔15的結構形式，圖2，水腔15與防凍液腔體14的接觸面呈波紋狀；圖3有三個水腔在防凍液腔體14內，水腔為圓管；圖4有三個水腔在防凍液腔體14外的頂部。有多個水腔時，每個水腔的進、出水口，可以分別并聯(lián)到進、出水管道中。
本實用新型的優(yōu)點抗嚴寒，即使在-30℃～-50℃下，全玻璃真空集熱管也不會結冰，整個集熱器能夠正常運行，結構簡單，成本低，易于實施。集熱器熱效率高，承壓能力大，可以進行串并聯(lián)形成大面積的集熱裝置。
權利要求1.一種抗凍式全玻璃真空管太陽能集熱器，包括連集器(1)，全玻璃真空集熱管(2)插接在連集器上，全玻璃真空集熱管的另一端安裝在尾座(3)上，連集器上有進出水口，其特征在于連集器內膽是由互不相通的兩個或兩個以上的腔體組成，其中有一個腔體(14)與真空集熱管相通，內加充防凍液，其余為水腔(15)，水腔(15)上有進出水口，水腔與充有防凍液的腔體(14)有接觸面。
2.根據(jù)權利要求1所述的集熱器，其特征在于水腔可以是在防凍液腔體內，也可以是在防凍液腔體外的上部位置。
3.根據(jù)權利要求2所述的集熱器，其特征在于在防凍液腔體內的水腔呈圓管或波紋管狀。
4.根據(jù)權利要求3所述的集熱器，其特征在于呈圓管或波紋管狀的水腔外表面帶有翼片。
5.根據(jù)權利要求2所述的集熱器，其特征在于防凍液腔體外的水腔與防凍液腔體的接觸面壓有波紋或溝槽。
6.根據(jù)權利要求1、2所述的集熱器，其特征在于防凍液腔體(14)外接一防凍液的輸液裝置，該輸液裝置是在一罐體(6)的底部連接一根“U”型管(7),“U”型管與防凍液腔體連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的集熱器，其特征在于連集器的防凍液腔體和水腔上均有供相互串并聯(lián)用的接口。
8.根據(jù)權利要求7所述的集熱器，其特征在于在串聯(lián)的末端連集器的防凍液腔體上帶有排氣閥(9)。
9.根據(jù)權利要求1所述的集熱器，其特征在于連集器內膽外有保溫層(16)及外殼(17)。
專利摘要抗凍式全玻璃真空管太陽能集熱器,全玻璃真空集熱管插接在連集器上,另一端安裝在尾座上,其特征在于連集器內膽是由互不相通的兩個或兩個以上的腔體組成,其中有一個腔體與真空集熱管相通,內加充防凍液,其余為水腔,上有進出水口,水腔與充有防凍液的腔體有接觸面。本實用新型抗嚴寒,即使在－30℃～－50℃下也能正常運行,結構簡單,成本低,集熱器熱效率高,承壓能力大,可以進行串并聯(lián)形成大面積的集熱裝置。
文檔編號F24J2/05GK2351713SQ9822202
公開日1999年12月1日 申請日期1998年8月5日 優(yōu)先權日1998年8月5日
發(fā)明者黃永年 申請人:黃永年