換熱式太陽能集熱管和換熱式太陽能熱水器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能熱水器領域，具體的是一種換熱式太陽能集熱管，以及安裝有該集熱管的太陽能熱水器。
【背景技術】
[0002]真空集熱管是太陽能熱水器的重要部件，現有的真空集熱管通常為杯狀結構，其一端為開口端，另一端為封閉端。真空集熱管的管壁為雙層玻璃構成，其中內層玻璃稱為內管，內管表面涂布有吸收太陽光熱量的選擇吸收層，且在雙層玻璃之間為真空，能夠防止內管內部的熱量散失。
[0003]傳統的太陽能熱水器基本包括上部的儲水箱和下部的真空集熱管兩部分，熱水器工作時，儲水箱以及集熱管的內管內部均存儲有水，當太陽光照射到集熱管時，選擇吸收層充分吸收太陽光熱量并且通過熱傳遞使內管內部的水溫度上升。高溫水密度會變低，這導致集熱管內靠近受光面的熱水上浮，并流入上部的儲水箱，而儲水箱中的低溫水則流回集熱管，如此形成溫差循環，最終使熱水器中的水可以加熱到較高溫度。
[0004]然而，采用上述設計的太陽能熱水器，由于集熱管的內管管腔與儲水箱內的空間相互連通，導致真空集熱管中只能使用水作為傳熱介質，這就限制了太陽能熱水器應用，例如太陽能熱水器在寒冷地區使用時，集熱管內的水容易結冰導致集熱管炸裂。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的第一個技術問題是:提供一種換熱式太陽能集熱管，其內部的換熱介質可以與儲水箱內的水獨立存儲，不會發生混合，因此可以在集熱管中任意選擇合適的換熱介質。
[0006]本實用新型所要解決的第二個技術問題是:提供一種采用上述換熱式太陽能集熱管的太陽能熱水器，其集熱管內部的換熱介質可以與儲水箱內的水獨立存儲，不會發生混合，因此可以在集熱管中任意選擇合適的換熱介質。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0008]換熱式太陽能集熱管，包括杯狀結構的真空集熱管，所述真空集熱管一端封閉，另一端為集熱管開口端，真空集熱管內管以內的空間為集熱管腔，還包括杯狀結構的傳熱體，所述傳熱體一端封閉，另一端為傳熱體開口端，傳熱體內部的空間為傳熱體腔，所述傳熱體開口端與集熱管開口端相互連接，且集熱管腔和傳熱體腔連通，熱體開口端與集熱管開口端之間為密封狀態，所述集熱管腔和傳熱體腔內填充有換熱介質，所述傳熱體為導熱性材料制成。
[0009]進一步的，所述傳熱體開口端從集熱管開口端插接進入集熱管腔，傳熱體開口端與集熱管開口端之間設置有第一密封圈。
[0010]換熱式太陽能熱水器，包括儲水箱，還包括杯狀結構的真空集熱管，所述真空集熱管一端封閉，另一端為集熱管開口端，真空集熱管內管以內的空間為集熱管腔，還包括杯狀結構的傳熱體，所述傳熱體一端封閉，另一端為傳熱體開口端，傳熱體內部的空間為傳熱體腔，所述傳熱體開口端與集熱管開口端相互連接，且集熱管腔和傳熱體腔連通，熱體開口端與集熱管開口端之間為密封狀態，所述集熱管腔和傳熱體腔內填充有換熱介質，所述傳熱體為導熱性材料制成；所述儲水箱開設有集熱管安裝孔，所述傳熱體的封閉端從集熱管安裝孔插入到所述儲水箱內部，所述集熱管安裝孔與傳熱體之間為密封狀態。
[0011]進一步的，所述集熱管安裝孔與傳熱體之間為焊接。
[0012]進一步的，所述集熱管安裝孔設置有向外部突出的集熱管安裝管，所述集熱管安裝管開口處設置有第一定位環，所述傳熱體的側面設置有第二定位環，所述傳熱體依次穿過第一定位環的孔、集熱管安裝管和集熱管安裝孔插入到所述儲水箱內部，且第二定位環支撐在第一定位環上，在集熱管安裝管、第二定位環和傳熱體外壁之間設置有第二密封圈。
[0013]進一步的，所述儲水箱外包裹有保溫層。
[0014]進一步的，所述傳熱體為鋁合金、不銹鋼或銅材料制成。
[0015]本實用新型的有益效果是:本實用新型的換熱式太陽能集熱管和熱水器，在真空集熱管的開口端設置傳熱體，使集熱管內部的換熱介質在傳熱體和集熱管內部的空腔中實現溫差循環，換熱介質的熱量可以通過傳熱體傳遞給熱水器儲水箱內的水，傳熱介質和水獨立存儲，不會發生混合，因此可以在集熱管中任意選擇合適的換熱介質。而且熱水器儲水箱中的水可以是承壓運行，不會引起集熱管破裂，即使單個的集熱管損壞，也不會引起儲水箱中的水泄漏，熱水器還可以繼續運轉。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的換熱式太陽能集熱管一種實施例的示意圖；
[0017]圖2是本實用新型的換熱式太陽能熱水器一種實施例的示意圖；
[0018]圖3是本實用新型的換熱式太陽能熱水器，其集熱管與儲水箱連接方式的一種實施例示意圖；
[0019]圖4是本實用新型的換熱式太陽能熱水器，其集熱管與儲水箱連接方式的另一種實施例不意圖；
[0020]圖中部件附圖標記為:儲水箱1、保溫層11、集熱管安裝孔12、集熱管安裝管121、第一定位環122、換熱式太陽能集熱管2、真空集熱管21、集熱管開口端210、集熱管腔211、第一密封圈212、傳熱體22、傳熱體開口端220、傳熱體腔221、第二密封圈222、第二定位環223。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0022]換熱式太陽能集熱管，包括杯狀結構的真空集熱管21，所述真空集熱管21 —端封閉，另一端為集熱管開口端210，真空集熱管21內管以內的空間為集熱管腔211，還包括杯狀結構的傳熱體22，所述傳熱體22 —端封閉，另一端為傳熱體開口端220，傳熱體22內部的空間為傳熱體腔221，所述傳熱體開口端220與集熱管開口端210相互連接，且集熱管腔211和傳熱體腔221連通，熱體開口端220與集熱管開口端210之間為密封狀態，所述集熱管腔211和傳熱體腔221內填充有換熱介質，所述傳熱體22為導熱性材料制成。
[0023]如圖1所示，本換熱式太陽能集熱管，包括杯狀結構的真空集熱管21，所述真空集熱管21可以是像傳統真空集熱管一樣具有內管和外管，內管表面涂布有選擇吸收層用于吸收太陽光熱量，內管和外管之間為真空可以防止內管內部熱量散失。
[0024]其改進點在于，還包括杯狀結構的傳熱體22，且傳熱體開口端220與集熱管開口端210相互連接，連接處為密封狀態。使傳熱體22真空集熱管21內管內部的空間相互連通，存儲在內部的換熱介質可以在集熱管腔211和傳熱體腔221內獨立循環流動，而不會像傳統太陽能熱水器一樣流進儲水箱中，因此可以根據需要任意選擇合適的傳熱介質，例如在天氣寒冷的地方可以選用結冰點更低的防凍液做為傳熱介質，又例如在集熱管中填充高溫時不會產生水垢的傳熱介質。
[0025]在集熱管腔211和傳熱體腔221內部填充傳熱介質的方法可以是，例如將真空集熱管21和傳熱體22同時浸入裝滿傳熱介質的容器中，再將真空集熱管21的集熱管開口端210和傳熱體22的傳熱體開口端220相互連接。
[0026]傳熱體22采用導熱性材料制成，即是選用導熱性良好的材料，例如可以是鋁合金、銅、不銹鋼、導熱性塑料等。集熱管21內的高溫傳熱介質可以將熱量從傳熱體22傳遞到外部。
[0027]例如圖2所示，當傳熱體22安裝到太陽能熱水器的儲水箱1內部時，太陽光照射到真空集熱管21，選擇吸收層吸收太陽光熱量，并且傳遞到真空集熱管21內管內的傳熱介質，傳熱介質吸熱后溫度上升，密度變小，開始上浮，上浮的高溫傳熱介質到達上部的傳熱體腔221中，熱量從導熱性的傳熱體22向外傳遞到儲水箱中的水，使水被加熱，同時傳熱體22內的傳熱介質溫度降低，密度變大開始下沉，再次進入集熱管腔211被加熱。這樣集熱管腔211和傳熱體腔221內部的傳熱介質實現溫差循環，而儲水箱中的低溫水被加熱成高溫水。
[0028]又例