CN101846398B - 一种太阳能相变集热蓄热管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能相变集热蓄热管，包括太阳能真空集热管、换热管、相变材料、相变蓄热体和导流管；所述相变蓄热体设置于太阳能真空集热管内；所述换热管置入相变蓄热体内，该换热管的上部与相变蓄热体滑动连接；所述相变材料填充于相变蓄热体与换热管之间；所述导流管插入换热管内。本发明太阳能相变集热蓄热管由于相变蓄热体的紧固端盖设有密封脂，使换热管与相变蓄热体滑动连接，当相变材料过热时，相变蓄热体的管体内的高压力能推动换热管向外移动，释放出高压力，完成过热卸载，因此，大大提高了集热管过热时的安全性能，保证了相变材料不会过热。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能集热管，特别是涉及一种太阳能相变集热蓄热管。
背景技术
一种现有技术全玻璃真空集热管通常包括两根同向相互套接的透明玻璃盲管，内、外两根玻璃盲管在开口端相互熔接，两玻璃盲管之间为真空腔，内玻璃盲管内可装表面镀太阳能吸热膜的金属管。全玻璃真空集热管成本低，但热容大，热启动慢，可靠性差。
另一种现有技术平板型集热器性能好、可靠性高，但因为防冻要采用二次回路，所以造价高，安装要求高，而且热能利用率低。
还有一种现有技术是中国专利ZL 02227528.2披露的“相变式太阳能集热装置”，该集热装置包括集热体、直接存放在集热体内的相变材料以及插入相变材料中的换热装置，这种相变式太阳能集热装置的缺点是，相变材料过热时，集热体管内的高压力无法释放出去，只能蓄积在管内，带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能相变集热蓄热管，当蓄热相变材料过热时，能将管内高压力释放出去，提高了集热管的安全性能。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳能相变集热蓄热管，包括太阳能真空集热管、换热管、相变材料、相变蓄热体和导流管；
所述相变蓄热体设置于太阳能真空集热管内；所述换热管置入相变蓄热体内，该换热管的上部与相变蓄热体滑动连接；所述相变材料填充于相变蓄热体与换热管之间；所述导流管插入换热管内。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述相变蓄热体包括固定端盖、管体和紧固端盖，所述管体两端开口，所述固定端盖设置在管体的一端，该固定端盖与太阳能真空集热管的密封端相对应，所述紧固端盖设置在管体的另一端。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述相变蓄热体的管体连接紧固端盖的一端为收缩口，所述紧固端盖卡在管体的收缩口内，所述紧固端盖与管体的收缩口之间设有弹性密封圈形成紧固端盖与管体的收缩口弹性收缩连接。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述固定端盖由尾端盖和数个支架组成；
所述数个支架垂直设置在尾端盖的一侧面，或者数个支架垂直设置在管体下部的内壁上，该支架撑托着换热管。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述紧固端盖包括首端盖、弹性密封圈、挡环、密封脂和压紧盖；
所述首端盖一端的内壁上设有突台，其另一端的外壁上设有凹槽，首端盖设有突台的一端与管体连接，所述压紧盖插接在首端盖外壁上的凹槽内，所述弹性密封圈和挡环以相间隔的方式叠加在首端盖的突台与压紧盖之间，所述密封脂填充于弹性密封圈、挡环以及换热管之间的间隙内。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述相变蓄热体与太阳能真空集热管的内表面之间设有间隙。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述换热管为一端封闭、另一端开口，所述换热管的封闭端置入相变蓄热体内，该封闭端位于数个支架间，并与相变蓄热体的尾端盖设有间隙，所述换热管的开口端的外表面设有接口。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述换热管与紧固端盖相对应的部位与紧固端盖的弹性密封圈滑动连接。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，还包括导流管，所述导流管为两端均开口，该导流管插入换热管内，并与换热管的封闭端设有间隙。
上述太阳能相变集热蓄热管，其中，所述相变材料置于相变蓄热体的管体内，填充管体的内表面与换热管之间的间隙。
本发明由于采用上述技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：
1、本发明太阳能相变集热蓄热管由于相变蓄热体的紧固端盖设有密封脂，使换热管与相变蓄热体滑动连接，当相变材料过热时，相变蓄热体的管体内的高压力能推动换热管向外移动，释放出高压力，完成过热卸载，因此，大大提高了集热管过热时的安全性能，保证了相变材料不会过热。
2、本发明太阳能相变集热蓄热管的换热管由于设有接口，能与外部配件快速装配，因此，本发明太阳能相变集热蓄热管安装非常方便、简单。
3、本发明太阳能相变集热蓄热管由于相变材料置于相变蓄热体的管体内，避免了相变材料与外界大气接触造成材料变性、大气污染的问题。
4、本发明太阳能相变集热蓄热管由于相变材料置于相变蓄热体的管体内，能防止相变材料泄露。
5、本发明太阳能相变集热蓄热管由于设有直型导流管插入直型换热管的结构，形成了水的山型流道，因此，换热面积大，换热比较均匀。
附图说明
图1是本发明太阳能相变集热蓄热管的结构示意图。
图2是本发明太阳能相变集热蓄热管的太阳能真空集热管的结构示意图。
图3是本发明太阳能相变集热蓄热管的相变蓄热体实施例之一的结构示意图。
图4是本发明太阳能相变集热蓄热管的相变蓄热体实施例之二的结构示意图。
具体实施方式
以下参见附图具体说明本发明的较佳实施方式：
参见图1，一种太阳能相变集热蓄热管，包括太阳能真空集热管1、相变蓄热体2、相变材料3、换热管4和导流管5，所述相变蓄热体2设置于太阳能真空集热管1内，所述换热管4置入相变蓄热体2内，该换热管4的上部与相变蓄热体2滑动连接，相变材料3填充于相变蓄热体2与换热管4之间，所述导流管5插入换热管4内。
参见图2，所述太阳能真空集热管1由外玻璃管11、内玻璃管12组成，所述外玻璃管11和内玻璃管12均一端封闭，另一端开口，内、外玻璃管12和11同向相套，在开口端内、外玻璃管12和11熔接形成一真空腔14。在本实施例中，所述外玻璃管11和内玻璃管12均呈“U”型。
所述相变蓄热体2的材质可以为塑料、金属或橡胶。
参见图3，所述相变蓄热体2包括固定端盖21、管体22和紧固端盖23，所述管体22两端开口，所述固定端盖21设置在管体22的一端，该固定端盖21与太阳能真空集热管1的密封端相对应，所述紧固端盖23设置在管体22的另一端。
所述固定端盖21由尾端盖24和数个支架25组成，所述数个支架25垂直设置在尾端盖24的一侧面，所述数个支架25撑托着换热管4。
所述支架25可为圆环或叉状。
所述紧固端盖23包括首端盖26、弹性密封圈27、挡环28和压紧盖30，所述首端盖26一端的内壁上设有突台，其另一端的外壁上设有凹槽，首端盖26设有突台的一端与管体22连接，所述压紧盖30插接在首端盖26外壁上的凹槽内，所述弹性密封圈27和挡环28以相间隔的方式叠加在首端盖26的突台与压紧盖30之间。
在弹性密封圈27、挡环28以及换热管4之间的间隙内可填充密封脂29。
在图3中，所述紧固端盖23焊接在管体22上。
参见图4，所示为相变蓄热体2的另一实施例，所述相变蓄热体2的管体22连接紧固端盖23的一端为收缩口，所述紧固端盖23卡在管体22的收缩口内，所述紧固端盖23与管体22的收缩口之间设有弹性密封圈20，形成紧固端盖23与管体22的收缩口弹性收缩连接。
所述数个支架25垂直设置在管体22下部的内壁上，所述数个支架25撑托着换热管4。
所述首端盖26对管体22起连接作用、对弹性密封圈27、挡环28起固定作用，所述弹性密封圈27起密封作用，所述挡环28对弹性密封圈27起隔离、压紧作用，所述密封脂29起密封和润滑双重作用，所述压紧盖30起紧固作用。
所述相变蓄热体2设置在太阳能真空集热管1的内玻璃管12内，所述相变蓄热体2与内玻璃管12的内表面之间设有间隙。
所述换热管4为一端封闭、另一端开口的直管，所述换热管4的封闭端42置入相变蓄热体2内，该封闭端42位于数个支架25间，并与相变蓄热体2的尾端盖24设有间隙，所述换热管4的开口端43的外表面设有接口41，该接口41可与外部配件快速装配。
所述换热管4与紧固端盖23相对应的部位与紧固端盖23的弹性密封圈27滑动连接。
所述导流管5为两端均开口的直管道，该导流管5插入换热管4内，并与换热管4的封闭端42设有间隙。
导流管5插入换热管4内形成了水的山型流道，增大了换热面积，使换热比较均匀。
所述相变材料3置于相变蓄热体2的管体22内，填充管体22的内表面与换热管4之间的间隙。
相变材料3置于相变蓄热体2的管体22内，避免了相变材料3与外界大气接触造成材料变性、大气污染的问题，而且能防止相变材料泄露。
所述相变材料3可以为水化物、石蜡或沥青。
本发明太阳能相变集热蓄热管的工作原理是：贮热过程为太阳能真空集热管1吸收太阳能并将太阳能转化成热能，热能经管体22传递给相变材料3，相变材料3贮存热能；放热过程为相变材料3将贮存的热能释放，释放出的热能经换热管4传递给导流管5导入的外部流体；相变材料3过热时，管体22内压力升高，管体22内的高压力对换热管4产生一个向外的推力，当该推力大于弹性密封圈27施加给换热管4的摩擦力时，换热管4向管体22外移动，释放出高压力，完成过热卸载。
本发明太阳能相变集热蓄热管当相变材料过热时，相变蓄热体的管体内的高压力能推动换热管向外移动，释放出高压力，完成过热卸载，大大提高了集热管过热时的安全性能，保证了相变材料不会过热。
Claims (10)
1.一种太阳能相变集热蓄热管，包括太阳能真空集热管(1)、换热管(4)和相变材料(3)，其特征在于，还包括相变蓄热体(2)和导流管(5)；
所述相变蓄热体(2)设置于太阳能真空集热管(1)内；所述换热管(4)置入相变蓄热体(2)内，该换热管(4)的上部与相变蓄热体(2)滑动连接；当相变材料(3)过热时，相变蓄热体(2)推动换热管(4)向外滑动移动，释放出高压力，所述相变材料(3)填充于相变蓄热体(2)与换热管(4)之间；所述导流管(5)插入换热管(4)内。
2.如权利要求1所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述相变蓄热体(2)包括固定端盖(21)、管体(22)和紧固端盖(23)，所述管体(22)两端开口，所述固定端盖(21)设置在管体(22)的一端，该固定端盖(21)与太阳能真空集热管(1)的密封端相对应，所述紧固端盖(23)设置在管体(22)的另一端。
3.如权利要求2所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述相变蓄热体(2)的管体(22)连接紧固端盖(23)的一端为收缩口，所述紧固端盖(23)卡在管体(22)的收缩口内，所述紧固端盖(23)与管体(22)的收缩口之间设有弹性密封圈(20)形成紧固端盖(23)与管体(22)的收缩口弹性收缩连接。
4.如权利要求2所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述固定端盖(21)由尾端盖(24)和数个支架(25)组成；
所述数个支架(25)垂直设置在尾端盖(24)的一侧面，或者数个支架(25)垂直设置在管体(22)下部的内壁上，该支架(25)撑托着换热管(4)。
5.如权利要求2所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述紧固端盖(23)包括首端盖(26)、弹性密封圈(27)、挡环(28)、密封脂(29)和压紧盖(30)；
所述首端盖(26)一端的内壁上设有突台，其另一端的外壁上设有凹槽，首端盖(26)设有突台的一端与管体(22)连接，所述压紧盖(30)插接在首端盖(26)外壁上的凹槽内，所述弹性密封圈(27)和挡环(28)以相间隔的方式叠加在首端盖(26)的突台与压紧盖(30)之间，所述密封脂(29)填充于弹性密封圈(27)、挡环(28)以及换热管(4)之间的间隙内。
6.如权利要求1所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述相变蓄热体(2)与太阳能真空集热管(1)的内表面之间设有间隙。
7.如权利要求3所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述换热管(4)为一端封闭、另一端开口，所述换热管(4)的封闭端(42)置入相变蓄热体(2)内，该封闭端(42)位于多个支架(25)间，并与相变蓄热体(2)的尾端盖(24)设有间隙，所述换热管(4)的开口端(43)的外表面设有接口(41)。
8.如权利要求4所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述换热管(4)与紧固端盖(23)相对应的部位与紧固端盖(23)的弹性密封圈(27)滑动连接。
9.如权利要求7所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述导流管(5)为两端均开口，该导流管(5)插入换热管(4)内，并与换热管(4)的封闭端(42)设有间隙。
10.如权利要求1所述的太阳能相变集热蓄热管，其特征在于，所述相变材料(3)置于相变蓄热体(2)的管体(22)内，填充管体(22)的内表面与换热管(4)之间的间隙。
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