本發(fā)明涉及一種全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器，特別是一種金屬傳熱全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器。

背景技術(shù)：

全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器是一種集熱效率高，制造成本低的太陽(yáng)能集熱裝置，一直以來(lái)也是太陽(yáng)能集熱器市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于各種低溫?zé)崴訜犷I(lǐng)域。但由于存在不能承壓、單管損毀系統(tǒng)不能工作等缺點(diǎn)。人們?cè)诓Ａд婵展艿幕A(chǔ)上相繼發(fā)展了太陽(yáng)熱管集熱器即金屬玻璃真空太陽(yáng)熱管集熱器和全玻璃真空太陽(yáng)熱管集熱器。熱量的傳送依靠熱管工作，熱管的工作原理是：太陽(yáng)輻射穿過玻璃管后直接投射到金屬吸熱板或通過玻璃內(nèi)管傳導(dǎo)到金屬吸熱板，金屬吸熱板將熱能再傳導(dǎo)給緊密結(jié)合金屬吸熱板中間的熱管，使熱管蒸發(fā)段內(nèi)的液體工質(zhì)迅速汽化，汽化的工質(zhì)蒸汽上升到熱管冷凝段后，在較冷的內(nèi)表面上凝結(jié)，釋放出蒸汽潛熱，將熱量傳遞給集熱盒內(nèi)的傳熱工質(zhì)。凝結(jié)后的液體工質(zhì)依靠其自身的重力流回到蒸發(fā)段，然后重復(fù)上述過程。這兩種太陽(yáng)熱管集熱器都克服了不能承壓、單管損毀系統(tǒng)不能工作等缺點(diǎn)，具有熱容小啟動(dòng)快、能承壓、單管損毀不影響系統(tǒng)工作的優(yōu)點(diǎn)。但是熱管本身也存在明顯的缺點(diǎn)：首先，熱管在使用過程中隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)液體工質(zhì)容易分解和汽化進(jìn)而形成“氣堵”，傳熱效率會(huì)逐步衰減而導(dǎo)致傳熱效率較低。其次，熱管內(nèi)的液體工質(zhì)需要依靠其自身的重力回流到蒸發(fā)段因而集熱器在使用時(shí)只能形成熱水箱朝上布置，不能形成熱水箱朝下或水平布置，無(wú)法滿足與建筑物一體化布置的要求。

綜上所述，目前還沒有一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，傳熱效率不會(huì)逐步衰減、在使用時(shí)既能形成熱水箱朝上布置也能形成熱水箱朝下或水平布置能滿足與建筑物一體化布置要求的集熱器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、傳熱效率不會(huì)逐步衰減、在使用時(shí)既能形成熱水箱朝上布置也能形成熱水箱朝下或水平布置能滿足與建筑物一體化布置要求的集熱器。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該金屬傳熱全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器包括支架、真空管太陽(yáng)能集熱元件和熱水箱，所述支架端部安裝有尾托，所述真空管太陽(yáng)能集熱元件由全玻璃真空管、金屬吸熱板、自緊式膠塞、防水膠圈組成，所述全玻璃真空管為雙層透明玻璃真空管，所述金屬吸熱板上涂有吸熱涂層，該金屬吸熱板呈弧狀，該金屬吸熱板在全玻璃真空管端口處寬度比在全玻璃真空管內(nèi)寬度略小且呈平板狀，所述自緊式膠塞由兩個(gè)半圓柱狀膠塞組成，自緊式膠塞外側(cè)呈齒狀，所述熱水箱由承壓式金屬水箱內(nèi)膽、金屬梳狀導(dǎo)熱板、保溫材料、金屬外殼、冷水進(jìn)水管、熱水出水管組成。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的時(shí)，還有這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1、所述全玻璃真空管為雙層透明玻璃真空管。

2、所述金屬吸熱板為金屬板條涂覆吸熱涂層，該金屬吸熱板呈弧狀，該金屬吸熱板在全玻璃真空管端口處寬度比在全玻璃真空管內(nèi)寬度略小且呈平板狀。

3、所述自緊式膠塞由兩個(gè)半圓柱狀膠塞組成，自緊式膠塞外側(cè)呈齒狀。

4、所述金屬梳狀導(dǎo)熱板的梳齒寬度與金屬吸熱板在全玻璃真空管端口處寬度相同，伸入全玻璃真空管端口與金屬梳狀導(dǎo)熱板搭接，金屬梳狀導(dǎo)熱板背部與承壓式金屬水箱內(nèi)膽通縫焊接。

全玻璃真空管為雙層透明玻璃真空管。傳統(tǒng)全玻璃真空管外管為透明玻璃，而內(nèi)管表面涂覆有吸熱涂層，太陽(yáng)光線透過全玻璃真空管外管照射到內(nèi)管再由其上部涂覆的吸熱涂層吸收并轉(zhuǎn)化為熱量然后通過玻璃與金屬板交換熱量，由于弧形的玻璃內(nèi)管與金屬板接觸不可能充分，因而換熱效率較差。雙層透明玻璃真空管能讓太陽(yáng)光線透過全玻璃真空管直接照射到金屬吸熱板，因而其上部涂覆的吸熱涂層所能吸收并轉(zhuǎn)化的熱量更多，效率更高。

金屬吸熱板呈弧狀，弧狀金屬吸熱板一方面可以更好地接受不同方向的陽(yáng)光直射，具有更高的吸熱效率，另一方面弧狀金屬吸熱板比平面形狀具有更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，在全玻璃真空管內(nèi)具有更好的穩(wěn)定性。

自緊式膠塞由兩個(gè)半圓柱狀膠塞組成，自緊式膠塞的材料本身具有彈性，再加之外側(cè)呈齒狀，使自緊式膠塞具有更好的彈性，兩個(gè)半圓柱狀膠塞在金屬吸熱板與金屬梳狀導(dǎo)熱板疊合處將其夾住，安裝時(shí)通過全玻璃真空管的旋轉(zhuǎn)和前推動(dòng)作，使自緊式膠塞固定在全玻璃真空管開口處。自緊式膠塞通過旋轉(zhuǎn)和前推動(dòng)作后在全玻璃真空管開口處具有較大的壓力，能使金屬吸熱板與金屬梳狀導(dǎo)熱板更好地結(jié)合在一起，同時(shí)能隔斷全玻璃真空管內(nèi)部與外部的空氣流動(dòng)，起到隔熱并隔汽的作用。

金屬梳狀導(dǎo)熱板的梳齒寬度與金屬吸熱板在全玻璃真空管端口處寬度相同，伸入全玻璃真空管端口與金屬梳狀導(dǎo)熱板搭接，金屬梳狀導(dǎo)熱板背部與承壓式金屬水箱內(nèi)膽通縫焊接。金屬梳狀導(dǎo)熱板伸入全玻璃真空管端口處長(zhǎng)度一般為30-35mm，使疊合部分接觸較充分，盡可能減少熱量交換損失。金屬梳狀導(dǎo)熱板背部與承壓式金屬水箱內(nèi)膽通縫焊接，可以使所接收到的熱量無(wú)損失地傳導(dǎo)到承壓式金屬內(nèi)膽，最后由承壓式金屬水箱內(nèi)膽將熱量向其內(nèi)容的水傳導(dǎo)。

太陽(yáng)光線透過全玻璃真空管直接照射到金屬吸熱板，被其上部涂覆的吸熱涂層吸收并轉(zhuǎn)化為熱量并被金屬板條傳導(dǎo)，熱量傳導(dǎo)至全玻璃真空管開口處與金屬梳狀導(dǎo)熱板處進(jìn)行交換，熱量再經(jīng)由金屬梳狀導(dǎo)熱板傳導(dǎo)至承壓式金屬水箱內(nèi)膽，最后由承壓式金屬水箱內(nèi)膽將熱量向其內(nèi)容的水傳導(dǎo)。整個(gè)熱量傳遞均為通過金屬傳導(dǎo)方式進(jìn)行，由于金屬熱傳導(dǎo)物理特性是恒定的，因此太陽(yáng)能集熱器的傳熱效率不會(huì)逐步衰減。同時(shí)金屬熱傳導(dǎo)的方向只與溫差相關(guān)而與熱水箱的位置無(wú)關(guān)，因此集熱器在使用時(shí)既能形成熱水箱朝上布置也能形成熱水箱朝下或水平布置能滿足與建筑物一體化布置要求。由于整個(gè)熱量傳遞僅采用金屬吸熱板、金屬梳狀導(dǎo)熱板傳導(dǎo)，因此集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理。

本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、傳熱效率不會(huì)逐步衰減、在使用時(shí)既能形成熱水箱朝上布置也能形成熱水箱朝下或水平布置能滿足與建筑物一體化布置要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的平面示意圖。

圖2是本發(fā)明的熱水箱朝下時(shí)的側(cè)向視圖。

圖3是本發(fā)明的縱向剖視圖。

圖4是本發(fā)明的全玻璃真空管的橫向剖視圖。

圖5是本發(fā)明的金屬梳狀導(dǎo)熱板的平面示意圖。

圖6是圖1的金屬傳熱全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器串聯(lián)后的平面示意圖。

圖中1.支架，2.真空管太陽(yáng)能集熱元件，3.熱水箱，4.尾托，5.全玻璃真空管，6.金屬吸熱板，7.自緊式膠塞，8.防水膠圈，9.金屬水箱內(nèi)膽，10.金屬梳狀導(dǎo)熱板，11.保溫材料，12.金屬外殼，13.冷水進(jìn)水管，14.熱水出水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例。

該金屬傳熱全玻璃真空管太陽(yáng)能集熱器包括支架1、真空管太陽(yáng)能集熱元件2和熱水箱3，所述支架1端部安裝有尾托4，所述真空管太陽(yáng)能集熱元件2由全玻璃真空管5、金屬吸熱板6、自緊式膠塞7、防水膠圈8組成，所述全玻璃真空管5為雙層透明玻璃真空管，所述金屬吸熱板6上涂有吸熱涂層，該金屬吸熱板6呈弧狀，該金屬吸熱板6在全玻璃真空管5端口處寬度比在全玻璃真空管5內(nèi)寬度略小且呈平板狀，所述自緊式膠塞7由兩個(gè)半圓柱狀膠塞組成，自緊式膠塞7外側(cè)呈齒狀，所述熱水箱3由承壓式金屬水箱內(nèi)膽9、金屬梳狀導(dǎo)熱板10、保溫材料11、金屬外殼12、冷水進(jìn)水管13、熱水出水管14組成。

太陽(yáng)光線透過全玻璃真空管5直接照射到金屬吸熱板6，照射到金屬吸熱板6上的光線被其上部涂覆的吸熱涂層吸收并轉(zhuǎn)化為熱量并被金屬板條傳導(dǎo)，熱量傳導(dǎo)至全玻璃真空管5開口處與金屬梳狀導(dǎo)熱板10處進(jìn)行交換。熱量再經(jīng)由金屬梳狀導(dǎo)熱板10傳導(dǎo)至承壓式金屬水箱內(nèi)膽9，最后由承壓式金屬水箱內(nèi)膽9將熱量向其內(nèi)容的水傳導(dǎo)。

承壓式金屬水箱內(nèi)膽9的直徑一般為35厘米，該種熱水箱3可以集熱也可以儲(chǔ)藏?zé)崴?，集熱器帶該種熱水箱3時(shí)一般被稱為整體式太陽(yáng)能熱水器，每個(gè)整體式太陽(yáng)能熱水器既可供用戶單獨(dú)直接使用，也可以串聯(lián)后集中使用，一般用于屋面。

如果承壓式金屬水箱內(nèi)膽9的直徑縮減為10厘米左右，此時(shí)熱水箱3一般被稱為聯(lián)箱，該聯(lián)箱主要功能為集熱，熱水由額外的儲(chǔ)藏?zé)崴萜鲀?chǔ)藏。集熱器帶聯(lián)箱和額外的儲(chǔ)藏?zé)崴萜鞯囊话惚环Q為分體式太陽(yáng)能熱水器，每個(gè)分體式太陽(yáng)能熱水器既可供用戶單獨(dú)直接使用，也可以串聯(lián)后集中使用，一般可用于陽(yáng)臺(tái)或屋面。

由于整個(gè)熱量傳遞均為通過金屬傳導(dǎo)方式進(jìn)行，而金屬熱傳導(dǎo)物理特性是恒定的，因此太陽(yáng)能集熱器的傳熱效率不會(huì)逐步衰減。

金屬熱傳導(dǎo)的方向只與溫差相關(guān)而與熱水箱的位置無(wú)關(guān)，因此集熱器在使用時(shí)不管用戶單獨(dú)直接使用還是串聯(lián)后集中使用既能形成熱水箱3朝上布置也能形成熱水箱3朝下或水平布置，能滿足與建筑物一體化布置要求。具體的講有三種布置方式：1、集熱器的熱水箱3可以以一定的角度朝上布置。2、集熱器的熱水箱3可以以一定的角度朝下布置。這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)在于：其一，可以使集熱器之間為了減少相互之間的遮擋所需要的間距因?yàn)榭梢圆豢紤]熱水箱3本身的高度而比傳統(tǒng)的熱水箱3朝上布置的間距小，可以使相同的屋面布置更多的集熱器或是集熱器得到更長(zhǎng)時(shí)間的光照。其二，熱水箱3朝下使得太陽(yáng)能熱水器重心下移，具有更好地抗風(fēng)能力。3、集熱器的熱水箱3可以水平布置。集熱器的熱水箱3水平布置時(shí)，一般全玻璃真空管朝東西向布置。這種布置方式主要用于屋面集熱，既可以使集熱器貼近屋面布置而不影響建筑物的造型，也可以離開較大的距離布置形成類似葡萄架的屋面構(gòu)架提供屋面休閑的功能。

由于整個(gè)熱量傳遞僅采用金屬吸熱板6、金屬梳狀導(dǎo)熱板傳導(dǎo)10，因此集熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。凡依據(jù)本發(fā)明專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡(jiǎn)單變化，均包括于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。