全玻璃真空集熱熱管及集熱器制造技術

本發明專利技術公開了一種全玻璃真空集熱熱管及集熱器，集熱熱管的外管上部設有縮徑段、底端設有真空排氣嘴，內管套入外管內，卡簧設于內管底端與外管內壁之間；內管上部設有縮徑段并且形成環形圓管，中心圓管設于環形圓管中心并且底端呈弧形連接環形圓管的內圈底端，中心圓管頂端設有排氣灌注嘴，相變導熱介質經排氣灌注嘴注入內管的內腔，內管在外管內腔的部分為圓形管，外管的縮徑段頂端熔接于內管環形圓管外圈的頂端。集熱器采用上述若干集熱熱管間隔連接儲水箱或儲汽箱。本熱管增加熱交換面積，簡化制作工藝，降低成本，避免應力不勻導致的爆管；本集熱器有效減少儲水箱或儲汽箱體積和安裝空間，降低制作成本，避免熱損失，提高集熱器的熱效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及太陽能光熱
的裝置，尤其涉及一種全玻璃真空集熱熱管及集熱器。
技術介紹
太陽能熱水器將太陽光能轉化為熱能，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們生活中的熱水需要。太陽能熱水器按結構形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器。真空管式又分為真空集熱管和真空集熱熱管，真空管式太陽能熱水器是由真空集熱管或真空集熱熱管、儲水箱及支架等相關部件組成，把太陽能轉換成熱能主要依靠集熱管或集熱熱管，集熱管或集熱熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水產生微循環而達到所需熱水。針對真空集熱熱管，如圖1、圖2和圖3所示，一般集熱熱管由玻璃內管2和玻璃外管1套合構成，內管2在外管1內的部分為矩形平板管，內管2底端為球形封頭21，內管2伸出外管1并伸出段構成冷凝段22，冷凝段22為擴徑段并形成一環形圓管，環形圓管頂面有一排氣灌注嘴；外管1在內管2的冷凝段22下部形成縮徑段11并與內管2的冷凝段22外壁熔接，外管1底部設有真空排氣嘴；外管1與內管2之間通過真空排氣嘴抽成真空，在內管2的球形封頭21與外管1內壁之間設有卡簧3以固定內管2，內管2內通過排氣灌注嘴23注入相變導熱介質4并抽真空。如圖4所示，通常集熱器由若干集熱熱管10間隔排列通過密封圈5連接儲水箱20并內管2的冷凝段22伸入儲水箱20，儲水箱10設有進水口6和出水口7，若干集熱熱管10通過支架支撐，集熱熱管10在吸收太陽光后，內管2內的相變導熱介質4吸收太陽光熱能并傳遞至內管2的冷凝段22，冷凝段22與儲水箱20內水進行熱交換后得到所需熱水。該類集熱熱管存在一定的缺陷，具體表現為由于內管采用矩形平板管，因玻璃制作工藝的限制，其管壁厚薄不均，管壁在轉角處較薄，導致溫升不均，溫升不均導致熱脹冷縮的膨脹量不一致，當達到一定量時產生的膨脹應力可能使得內管爆裂，且集熱熱管沿軸向長度一般在2000mm左右，厚度不均產生的應力很大；同時內管壁厚薄不均使得玻璃原材料用量大幅增大，提高了生產成本；在制作工藝方面，內管環形圓管頂面的排氣灌注嘴制作復雜，需先對內管的整個冷凝段進行整體加溫，然后在內管環形圓管頂面插入小徑玻璃管，通過小徑玻璃管對內管抽真空并灌注相變導熱介質后燒結封口形成排氣灌注嘴，其加工周期長、效率低，經濟性較差。其次，由該類集熱熱管構成的集熱器，由于內管伸出外管的冷凝段長度決定了與儲水箱內水的換熱面積，理論上換熱面積越大，換熱效率越高，因此內管冷凝段需具有一定的長度以滿足集熱器的熱效率，而當集熱熱管連接儲水箱后，儲水箱的高度必須大于內管的冷凝段長度，導致儲水箱體積龐大，使得儲水箱及相關配件的制作、運輸成本增加，安裝空間增大，相關配件包括支架、保溫材料、包裝材料等，尤其儲水箱體積變大使熱損失大幅度提高，降低了集熱器的熱效率。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種全玻璃真空集熱熱管及集熱器，本熱管克服了傳統熱管的缺陷，增加了熱交換面積，簡化了制作工藝，降低了成本，避免了應力不勻導致的爆管；采用本集熱熱管制作的集熱器有效減少了儲水箱或儲汽箱體積，減少安裝空間，減少了儲水箱或儲汽箱及相關配件的制作成本，降低了儲水箱或儲汽箱的熱損失，提高了集熱器的熱效率及應用。為解決上述技術問題，本專利技術全玻璃真空集熱熱管包括內管、外管、卡簧和相變導熱介質，所述外管上部設有縮徑段、底端設有真空排氣嘴，所述內管套入所述外管內，所述卡簧設于所述內管底端與外管內壁之間；本熱管還包括中心圓管，所述內管上部設有縮徑段并且形成環形圓管，所述中心圓管設于所述環形圓管中心并且底端呈弧形連接環形圓管的內圈底端，所述中心圓管頂端設有排氣灌注嘴，所述相變導熱介質經所述排氣灌注嘴注入所述內管的內腔，所述內管在外管內腔的部分為圓形管，所述外管的縮徑段頂端熔接于所述內管環形圓管外圈的頂端。進一步，所述內管底端向內管內腔延伸至靠近所述環形圓管底端并且形成環形空腔，所述相變導熱介質位于所述環形空腔底部。進一步，所述內管環形空腔下部外圈延伸至內圈形成熔封環。進一步，本熱管還包括內彈簧夾，所述內彈簧夾設于所述內管底端的延伸端部與內管的內壁之間。一種采用上述集熱熱管的集熱器包括儲水箱或儲汽箱、支架和若干密封圈，所述儲水箱分別設有進水口和出水口，所述儲汽箱分別設有進水口和出汽口，其特征在于：權利要求1至4任一項所述的若干集熱熱管通過所述若干密封圈間隔連接所述儲水箱或儲汽箱，所述支架連接所述儲水箱或儲汽箱并且固定所述若干集熱熱管，所述儲水箱或儲汽箱的內腔高度與所述集熱熱管的外管縮徑段頂端至內管環形圓管頂端的間距匹配。由于本專利技術全玻璃真空集熱熱管及集熱器采用了上述技術方案，即集熱熱管的外管上部設有縮徑段、底端設有真空排氣嘴，內管套入外管內，卡簧設于內管底端與外管內壁之間；內管上部設有縮徑段并且形成環形圓管，中心圓管設于環形圓管中心并且底端呈弧形連接環形圓管的內圈底端，中心圓管頂端設有排氣灌注嘴，相變導熱介質經排氣灌注嘴注入內管的內腔，內管在外管內腔的部分為圓形管，外管的縮徑段頂端熔接于內管環形圓管外圈的頂端。集熱器采用上述若干集熱熱管間隔連接儲水箱或儲汽箱。本熱管增加了熱交換面積，簡化了制作工藝，降低了成本，避免了應力不勻導致的爆管；采用本熱管制作的集熱器有效減少了儲水箱或儲汽箱體積，減少安裝空間，減少了儲水箱或儲汽箱及相關配件的制作成本，避免儲水箱或儲汽箱的熱損失，提高了集熱器的熱效率及應用。附圖說明下面結合附圖和實施方式對本專利技術作進一步的詳細說明：圖1為傳統集熱熱管的結構示意圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為圖1的A-A向視圖；圖4為采用傳統集熱熱管的集熱器；圖5為本專利技術全玻璃真空集熱熱管結構示意圖；圖6為圖5的B-B向視圖；圖7為本專利技術實施例2的示意圖；圖8為圖7的B-B向視圖；圖9為本專利技術集熱器的結構示意圖。具體實施方式實施例1、如圖5和圖6所示，本集熱熱管由內管2、外管1、卡簧3和相變導熱介質4構成，在外管1上部設有縮徑段11、底端設有真空排氣嘴12，內管2與外管1相套，內管2底端與外管1內壁之間設有卡簧3用于固定內管2；內管2上部設有縮徑段24并且該縮徑段24形成環形圓管25，環形圓管25中心設有中心圓管26并且中心圓管26的底端呈弧形27連接環形圓管25的內圈底端，中心圓管26頂端設有排氣灌注嘴23，相變導熱介質4通過排氣灌注嘴23注入內管2的內腔，內管2位于外管1內腔的部分為圓形管，外管1的縮徑段11頂端熔接于內管2環形圓管25外圈的頂端。外管1的縮徑段11頂端與內管2環形圓管25頂端的間距只需滿足熔接的工藝要求即可，因此本集熱熱管的外管1頂端與內管2頂端基本齊平，內管2的環形圓管25及中心圓管26構成集熱熱管的冷凝段并且基本位于外管1空腔內，該冷凝段的熱交換面積包括環形圓管25內圈表面及中心圓管26表面，提高了換熱效率；同時環形圓管25與中心圓管26的連接采用弧形27過渡，避免產生應力。本集熱熱管克服了傳統熱管的缺陷，內管2采用圓形管相比矩形平板管簡化了制作工藝，并且保證了管壁厚薄本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種全玻璃真空集熱熱管，包括內管、外管、卡簧和相變導熱介質，所述外管上部設有縮徑段、底端設有真空排氣嘴，所述內管套入所述外管內，所述卡簧設于所述內管底端與外管內壁之間，其特征在于：本熱管還包括中心圓管，所述內管上部設有縮徑段并且形成環形圓管，所述中心圓管設于所述環形圓管中心并且底端呈弧形連接環形圓管的內圈底端，所述中心圓管頂端設有排氣灌注嘴，所述相變導熱介質經所述排氣灌注嘴注入所述內管的內腔，所述內管在外管內腔的部分為圓形管，所述外管的縮徑段頂端熔接于所述內管環形圓管外圈的頂端。

【技術特征摘要】
1.一種全玻璃真空集熱熱管，包括內管、外管、卡簧和相變導熱介質，所述外管上部設有縮徑段、底端設有真空排氣嘴，所述內管套入所述外管內，所述卡簧設于所述內管底端與外管內壁之間，其特征在于：本熱管還包括中心圓管，所述內管上部設有縮徑段并且形成環形圓管，所述中心圓管設于所述環形圓管中心并且底端呈弧形連接環形圓管的內圈底端，所述中心圓管頂端設有排氣灌注嘴，所述相變導熱介質經所述排氣灌注嘴注入所述內管的內腔，所述內管在外管內腔的部分為圓形管，所述外管的縮徑段頂端熔接于所述內管環形圓管外圈的頂端。
2.根據權利要求1所述的全玻璃真空集熱熱管，其特征在于：所述內管底端向內管內腔延伸至靠近所述環形圓管底端并且形成環形空腔，所述相變導熱介質位于所述環形空...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李春信，劉繼磊，卿壽根，謝廣輝，
申請(專利權)人：廣州德星能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44