CN201081428Y - 全玻璃热管式承压热水器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全玻璃热管式承压热水器，包括集热管、内胆和外壳，在内胆和外壳之间设置有保温层，内胆的内部盛装有传热工质；集热管的一端插入到所述内胆和外壳中，另一端位于内胆和外壳之外，集热管和外壳之间设置有挡风圈；其中：所述集热管具有罩玻璃管和内管，内管其一端为冷凝端，另一端为集热端。其中，冷凝端插入到内胆和外壳中，罩玻璃管位于集热端的外围，罩玻璃管和集热端部分或全部位于内胆和外壳之外；所述集热管和内胆之间设置有承压帽，该承压帽套设在集热管的外围，承压帽和集热管之间填充有传热介质。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，特别涉及一种全玻璃热管式承压热水器。
背景技术
相对于平板热水器而言，目前真空管热水器有以下几个方面的不足：
①在集热面积上，由于全玻璃真空太阳集热管之间不可避免的存在着安装间隙，造成单位集热面积上，有效集热面积远低于平板热水器，即平板热水器可以达到98％以上的集热面积，而全玻璃真空集热管热水器的有效集热面积可以达到55％～60％，导致全玻璃真空集热管热水器在有效得热方面没有绝对优势，甚至在部分地区呈现出劣势；
②平板热水器可以实现承压式运行，而普通全玻璃真空太阳集热管热水器不能实现承压运行，如需要承压运行则需要在集热管内增加金属热管或U型管，但如此改造后，相比较平板热水器而言，成本则增加很大；
③目前普通型全玻璃真空太阳集热管热水器仍以管中有水为为主，不利于热水器的安装、维护和使用，且在冬季环境温度较低的地区不具有良好的抗冻功能，在夏季则更容易出现过热问题。
④以目前的技术现状而言，平板热水器更容易实现建筑一体化和工程化。这也是目前国内平板热水器能够占有一定市场比例的主要原因。
与平板热水器相比较，全玻璃真空太阳集热管热水器在非承压系统方面占有绝对优势，而目前在承压运行系统方面尚欠不足。因此，全玻璃真空太阳集热管热水器将向承压密排玻璃热管式方向发展，这也是目前全玻璃真空太阳集热管热水器技术尚不成熟的方向。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种全玻璃热管式承压热水器，实现承压、密排、管中无水(防冻、抗炸、抗高温)等特征的全天候运行功能，可以用于非承压密排系统、承压密排系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种全玻璃热管式承压热水器，包括集热管、内胆和外壳，在内胆和外壳之间设置有保温层，内胆的内部盛装有传热工质；集热管的一端插入到所述内胆和外壳中，另一端位于内胆和外壳之外，集热管和外壳之间设置有挡风圈；其中：所述集热管具有罩玻璃管和内管，内管其一端为冷凝端，另一端为集热端。其中，冷凝端插入到内胆和外壳中，罩玻璃管位于集热端的外围，罩玻璃管和集热端共同位于内胆和外壳之外；所述集热管和内胆之间设置有承压帽，该承压帽套设在集热管的外围，承压帽和集热管之间填充有传热介质。
本实用新型进一步优选的是：所述承压帽套设在冷凝端的外围，承压帽和集热管的冷凝端之间填充有传热介质。
本实用新型进一步优选的是：所述挡风圈位于外壳和集热管的罩玻璃管之间，或者所述挡风圈位于外壳和集热管的集热端之间，集热管的罩玻璃管部分或全部设置在外壳的外侧。
本实用新型进一步优选的是：所述罩玻璃管和内管连接在一起，为一体式结构，或者所述罩玻璃管和内管为分体式结构，更进一步的是，所述集热管为偏心分体式结构。在采用分体式结构的时候，所述罩玻璃管和内管的集热端之间填充有传热介质。
本实用新型进一步优选的是：承压帽与内胆之间采用焊接结构、机械密封结构进行连接，或者承压帽和集热管的冷凝端为一体式结构，采用冷凝端和内胆进行机械密封。
本实用新型具有的优点：设置有承压帽，从而可以在采用玻璃热管的前提下实现承压运行，大大节省了成本；采用分体式玻璃热管全玻璃真空集热管，易于在目前的生产线上规模化生产的优点；集热管采用偏心分体结构，降低了集热管内管的直径，保证了热水器密排后在单位集热面积内的有效集热面积最大化，有效提高了单位集热面积上的热水器集热效率；采用偏心集热管后，玻璃热管的直径也相应的减小了，这样，在相同的工作状态下，小直径的玻璃热管具有更强的抗高温高压能力，进一步提高了玻璃热管的安全性能。
本实用新型的上述和另外的特征、优点可以通过以下结合附图的详细说明得到进一步的理解。
附图说明
图1为本实用新型一体结构实施例的示意图；
图2为本实用新型密排一体结构实施例的示意图；
图3为本实用新型密排分体结构实施例的示意图；
图4为本实用新型密排偏心分体结构实施例的主视图；
图5为本实用新型密排偏心分体结构实施例的俯视图；
图6为全玻璃热管式承压热水器的结构示意图；
图7为全玻璃热管式承压集热器的结构示意图。
附图标记说明：内胆1；保温层2；外壳3；罩玻璃管5；内管6；冷凝端61；集热端62；集热管8；传热介质9；承压帽15。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型提供一种全玻璃热管式承压热水器，包括集热管8、内胆1和外壳3，在内胆1和外壳3之间设置有保温层2，内胆1的内部盛装有传热工质。集热管8采用玻璃热管，其一端插入到所述内胆1和外壳3中，另一端位于内胆1和外壳3之外。
集热管8具有罩玻璃管5和内管6，内管6其一端为冷凝端61，另一端为集热端62。其中，冷凝端61插入到内胆1和外壳3中，罩玻璃管5位于集热端62的外围，罩玻璃管5和集热端62共同位于内胆1和外壳3之外。
在集热管8和外壳3之间设置有挡风圈4，在集热管8和内胆1之间设置有承压帽15。承压帽15可以采用金属材料制成，可以有效承压。承压帽15的形状与集热管8的冷凝端61的形状相当，并套设在集热管8冷凝端61的外围，承压帽15和集热管8冷凝端61之间填充有传热介质9，用于进行热量传递。该传热介质9可以是固体(如铝翼或铜翼)，也可以是具有一定温度特性的固态导热介质，从而实现了集热管和内胆1内部之间的换热功能。在以下所述的实施例中，承压帽15的形状与集热管8冷凝端61的形状相当，并套设在冷凝端61的外围，承压帽15和冷凝端61之间填充有传热介质9。
承压帽15与内胆1之间可以采用机械连接方式进行连接，优选的是采用焊接结构进行连接，减少了由于机械连接造成的工艺、生产、装配、维护的复杂性。采用了承压帽15之后，集热管8的冷凝端61与内胆1内部的传热工质隔离开，极大的降低了突然的温度变化造成的环口炸裂的概率，同时，由于承压帽15可以运行，因此内胆1内的传热工质可以具有一定的压力，而对玻璃热管式的集热管8没有影响，集热管8无需采用承压材料也可以使得该热水器能够承压运行，大大节省了成本。
图1所示的实施例为一体结构的全玻璃热管式承压热水器。其中，罩玻璃管5和内管6是连接在一起，集热管8为一体式结构。挡风圈4位于外壳3和集热管8的罩玻璃管5之间，而承压帽15位于内胆1和集热管8的冷凝端61之间。
图2所示的实施例为密排一体结构的全玻璃热管式承压热水器。其中，挡风圈4位于外壳3和集热管8的集热端62之间，而承压帽15位于内胆1和集热管8的冷凝端61之间，使得集热管8的罩玻璃管5设置在外壳3的外侧。这样的结构保证了集热管8之间最大化密排和集热管8之间的外壳3的有效强度。
图3所示的实施例为密排分体结构的全玻璃热管式承压集热器和热水器。其中，集热管8不再是图1和图2中所示的一体结构的玻璃热管，而是分体式的玻璃热管，也就是罩玻璃管5和内管6不是连接在一起，而是分开的。罩玻璃管5仍旧套设在内管6的外围。此时，挡风圈4位于外壳3和集热管8的集热端62之间，而承压帽15位于内胆1和集热管8的冷凝端61之间，使得集热管8的罩玻璃管5设置在外壳3的外侧。此外，在罩玻璃管5和内管6的集热端62之间还填充有传热介质9，如图3所示。采用这样的分体式结构的集热管，除了具备图1和图2所示实施例的特征之外，还具有分体式玻璃热管全玻璃真空集热管易于在目前的生产线上规模化生产的优点。
图4和图5所示的实施例是密排偏心分体结构的全玻璃热管式承压集热器和热水器。其中，图4为偏心分体结构的主视图，图5为偏心分体结构的俯视图。此时，罩玻璃管5和内管6也是分开的，这种结构的集热管8是采用偏心结构的集热管，也就是，罩玻璃管5和内管6具有不同的轴线。由于采用偏心结构，该集热管8的罩玻璃管5的外表面或内表面应当制备有一层太阳光谱反射涂层，以保证没有直接入射到集热管选择性吸收涂层(该涂层属于现有技术，因此没有详细说明)上的太阳光辐射经该涂层反射后入射到集热管选择性吸收涂层上。
采用偏心结构的集热管8除了具备上述实施例的优点之外，还降低了集热管8内管6的直径，同时也就降低了集热管8内管6外表面的红外光谱的发射面积，从而降低了集热管8选择性吸收涂层的红外光谱的发射功率，而如果采用集热管8罩玻璃管5的内表面制备反射涂层，则可以将选择性吸收涂层发射的红外辐射反射到选择性吸收涂层上，从而有效的降低集热管8由于涂层发射造成的热损。而反射涂层技术的应用，也保证了密排后在单位集热面积内的有效集热面积最大化，有效提高单位集热面积上的集热效率。采用偏心集热管后，玻璃热管的直径也相应的减小了，这样，在相同的工作状态下，小直径的玻璃热管具有更强的抗温度和压力冲击的能力，进一步提高了玻璃热管的可靠性能。
除了上述实施例中所提到的金属承压帽15，其结构也可以采用其它的形式，比如，可以将承压帽15和集热管8的冷凝端61一体化，然后采用冷凝端和内胆1机械承压密封连接。其优点是与目前的金属热管安装方式基本相同，缺点是安装过程较复杂。
上述详细描述的结构不仅可以用于热水器，还可以用于集热器，其主要区别在于内胆1、保温层2和外壳3形成的形状和大小，如图6所示，在热水器中，内胆1、保温层2和外壳3通常形成为圆柱体形，其尺寸较大，内胆1中的传热工质通常为水，水被加热后可以直接使用。而在集热器中，如图7所示，内胆1、保温层2和外壳3形成为长方体形，其尺寸较小，内胆1中的传热工质可以为水或其它导热材料，其通常用于将收集的热量传递给其它设备。当然，上述内胆1、保温层2和外壳3也可以形成为其它的形状，具体形状可以视实际使用情况而定。以上结合实施例的说明对本实用新型而言只是说明性而非限制性的，在不脱离本实用新型的精神和范围内，可对本实用新型做出许多变更和修改，其都将落在由权利要求所限定的本实用新型的范围内。
Claims (10)
1.一种全玻璃热管式承压热水器，包括集热管、内胆和外壳，在内胆和外壳之间设置有保温层，内胆的内部盛装有传热工质；集热管的一端插入到所述内胆和外壳中，另一端位于内胆和外壳之外，集热管和外壳之间设置有挡风圈；其特征在于：
所述集热管具有罩玻璃管和内管，内管其一端为冷凝端，另一端为集热端。其中，冷凝端插入到内胆和外壳中，罩玻璃管位于集热端的外围，罩玻璃管和集热端部分或全部位于内胆和外壳之外；
所述集热管冷凝端和内胆之间设置有承压帽，该承压帽套设在集热管的外围，承压帽和集热管之间填充有传热介质。
2.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述承压帽套设在冷凝端的外围，承压帽和集热管的冷凝端之间填充有传热介质。
3.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述挡风圈位于外壳和集热管的罩玻璃管之间，集热管的罩玻璃管部分伸入外壳和内胆之间的保温层内。
4.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述挡风圈位于外壳和集热管的集热端之间，集热管的罩玻璃管设置在热水器外壳的外侧。
5.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述罩玻璃管和内管连接在一起，为一体式结构。
6.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述罩玻璃管和内管为分体式结构。
7.如权利要求6所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述罩玻璃管和内管的集热端之间填充有传热介质。
8.如权利要求6所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：所述集热管为偏心分体式结构。
9.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：承压帽与热水器的内胆之间采用焊接结构、机械密封机构进行连接。
10.如权利要求1所述的全玻璃热管式承压热水器，其特征在于：承压帽和集热管的冷凝端为一体式结构，采用冷凝帽和热水器内胆进行机械连接。
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2007
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