全玻璃真空集熱熱管及集熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽能光熱技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及一種全玻璃真空集熱熱管及集熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱水器將太陽光能轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(chǔ)水箱及支架等相關(guān)部件組成，把太陽能轉(zhuǎn)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(chǎn)生微循環(huán)而達(dá)到所需熱水。
[0003]針對真空集熱熱管，如圖1、圖2和圖3所不，一般集熱熱管由玻璃內(nèi)管2和玻璃外管I套合構(gòu)成，內(nèi)管2在外管I內(nèi)的部分為矩形平板管，內(nèi)管2底端為球形封頭21，內(nèi)管2伸出外管I并伸出段構(gòu)成冷凝段22，冷凝段22為擴(kuò)徑段并形成一環(huán)形圓管，環(huán)形圓管頂面有一排氣灌注嘴；外管I在內(nèi)管2的冷凝段22下部形成縮徑段11并與內(nèi)管2的冷凝段22外壁熔接，外管I底部設(shè)有真空排氣嘴；外管I與內(nèi)管2之間通過真空排氣嘴抽成真空，在內(nèi)管2的球形封頭21與外管I內(nèi)壁之間設(shè)有卡簧3以固定內(nèi)管2，內(nèi)管2內(nèi)通過排氣灌注嘴23注入相變導(dǎo)熱介質(zhì)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(chǔ)水箱20并內(nèi)管2的冷凝段22伸入儲(chǔ)水箱20，儲(chǔ)水箱10設(shè)有進(jìn)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(nèi)管2內(nèi)的相變導(dǎo)熱介質(zhì)4吸收太陽光熱能并傳遞至內(nèi)管2的冷凝段22，冷凝段22與儲(chǔ)水箱20內(nèi)水進(jìn)行熱交換后得到所需熱水。
[0004]該類集熱熱管存在一定的缺陷，具體表現(xiàn)為由于內(nèi)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(zhuǎn)角處較薄，導(dǎo)致溫升不均，溫升不均導(dǎo)致熱脹冷縮的膨脹量不一致，當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力可能使得內(nèi)管爆裂，且集熱熱管沿軸向長度一般在2000mm左右，厚度不均產(chǎn)生的應(yīng)力很大；同時(shí)內(nèi)管壁厚薄不均使得玻璃原材料用量大幅增大，提高了生產(chǎn)成本；在制作工藝方面，內(nèi)管環(huán)形圓管頂面的排氣灌注嘴制作復(fù)雜，需先對內(nèi)管的整個(gè)冷凝段進(jìn)行整體加溫，然后在內(nèi)管環(huán)形圓管頂面插入小徑玻璃管，通過小徑玻璃管對內(nèi)管抽真空并灌注相變導(dǎo)熱介質(zhì)后燒結(jié)封口形成排氣灌注嘴，其加工周期長、效率低，經(jīng)濟(jì)性較差。
[0005]其次，由該類集熱熱管構(gòu)成的集熱器，由于內(nèi)管伸出外管的冷凝段長度決定了與儲(chǔ)水箱內(nèi)水的換熱面積，理論上換熱面積越大，換熱效率越高，因此內(nèi)管冷凝段需具有一定的長度以滿足集熱器的熱效率，而當(dāng)集熱熱管連接儲(chǔ)水箱后，儲(chǔ)水箱的高度必須大于內(nèi)管的冷凝段長度，導(dǎo)致儲(chǔ)水箱體積龐大，使得儲(chǔ)水箱及相關(guān)配件的制作、運(yùn)輸成本增加，安裝空間增大，相關(guān)配件包括支架、保溫材料、包裝材料等，尤其儲(chǔ)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。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)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(tǒng)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(yīng)力不勻?qū)е碌谋?；采用本集熱熱管制作的集熱器有效減少了儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱體積，減少安裝空間，減少了儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱及相關(guān)配件的制作成本，降低了儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱的熱損失，提高了集熱器的熱效率及應(yīng)用。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型全玻璃真空集熱熱管包括內(nèi)管、外管、卡簧和相變導(dǎo)熱介質(zhì)，所述外管上部設(shè)有縮徑段、底端設(shè)有真空排氣嘴，所述內(nèi)管套入所述外管內(nèi)，所述卡簧設(shè)于所述內(nèi)管底端與外管內(nèi)壁之間；本熱管還包括中心圓管，所述內(nèi)管上部設(shè)有縮徑段并且形成環(huán)形圓管，所述中心圓管設(shè)于所述環(huán)形圓管中心并且底端呈弧形連接環(huán)形圓管的內(nèi)圈底端，所述中心圓管頂端設(shè)有排氣灌注嘴，所述相變導(dǎo)熱介質(zhì)經(jīng)所述排氣灌注嘴注入所述內(nèi)管的內(nèi)腔，所述內(nèi)管在外管內(nèi)腔的部分為圓形管，所述外管的縮徑段頂端熔接于所述內(nèi)管環(huán)形圓管外圈的頂端。
[0008]進(jìn)一步，所述內(nèi)管底端向內(nèi)管內(nèi)腔延伸至靠近所述環(huán)形圓管底端并且形成環(huán)形空腔，所述相變導(dǎo)熱介質(zhì)位于所述環(huán)形空腔底部。
[0009]進(jìn)一步，所述內(nèi)管環(huán)形空腔下部外圈延伸至內(nèi)圈形成熔封環(huán)。
[0010]進(jìn)一步，本熱管還包括內(nèi)彈簧夾，所述內(nèi)彈簧夾設(shè)于所述內(nèi)管底端的延伸端部與內(nèi)管的內(nèi)壁之間。
[0011]一種采用上述集熱熱管的集熱器包括儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱、支架和若干密封圈，所述儲(chǔ)水箱分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，所述儲(chǔ)汽箱分別設(shè)有進(jìn)水口和出汽口，其特征在于:權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)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(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱，所述支架連接所述儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱并且固定所述若干集熱熱管，所述儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱的內(nèi)腔高度與所述集熱熱管的外管縮徑段頂端至內(nèi)管環(huán)形圓管頂端的間距匹配。
[0012]由于本實(shí)用新型全玻璃真空集熱熱管及集熱器采用了上述技術(shù)方案，即集熱熱管的外管上部設(shè)有縮徑段、底端設(shè)有真空排氣嘴，內(nèi)管套入外管內(nèi)，卡簧設(shè)于內(nèi)管底端與外管內(nèi)壁之間；內(nèi)管上部設(shè)有縮徑段并且形成環(huán)形圓管，中心圓管設(shè)于環(huán)形圓管中心并且底端呈弧形連接環(huán)形圓管的內(nèi)圈底端，中心圓管頂端設(shè)有排氣灌注嘴，相變導(dǎo)熱介質(zhì)經(jīng)排氣灌注嘴注入內(nèi)管的內(nèi)腔，內(nèi)管在外管內(nèi)腔的部分為圓形管，外管的縮徑段頂端熔接于內(nèi)管環(huán)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(chǔ)水箱或儲(chǔ)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(yīng)力不勻?qū)е碌谋?；采用本熱管制作的集熱器有效減少了儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱體積，減少安裝空間，減少了儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱及相關(guān)配件的制作成本，避免儲(chǔ)水箱或儲(chǔ)汽箱的熱損失，提高了集熱器的熱效率及應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0014]圖1為傳統(tǒng)集熱熱管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0016]圖3為圖1的A-A向視圖；
[0017]圖4為采用傳統(tǒng)集熱熱管的集熱器；
[0018]圖5為本實(shí)用新型全玻璃真空集熱熱管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為圖5的B-B向視圖；
[0020]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例2的示意圖；
[0021]圖8為圖7的B-B向視圖；