熱管型太陽能真空管開水器及開水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱管型太陽能真空管開水器及開水系統(tǒng)，開水器，包括多根集熱單管及連接各集熱單管的導(dǎo)熱水管；所述集熱單管包括外罩玻璃管、受熱玻璃管、以及金屬真空管，所述受熱玻璃管通過金屬支架在外罩玻璃管內(nèi)偏離軸心設(shè)置，且靠近受熱玻璃管的外罩玻璃管的半側(cè)內(nèi)壁上鍍有金屬反光鍍膜；所述金屬真空管位于受熱玻璃管內(nèi)的一端通過熱管銷釘固定熱管堵頭封閉，另一外露的端部外展膨大、形成末端封閉且為圓錐臺形的熱管封頭；所述導(dǎo)熱水管上等間距設(shè)有多個倒圓錐臺的槽型的封頭錐套，所述熱管封頭插設(shè)在所述封頭錐套內(nèi)。本發(fā)明利用全玻璃內(nèi)聚光偏心真空管等結(jié)構(gòu)，高效集熱，不斷產(chǎn)生高溫開水，且結(jié)構(gòu)簡單，利于大批量生產(chǎn)。
【專利說明】熱管型太陽能真空管開水器及開水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能真空管集熱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地指一種熱管型太陽能真空管開水器及開水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前市場上太陽能低溫產(chǎn)品水溫小于80°C的普通太陽能熱水器和太陽能高溫產(chǎn)品(熱介質(zhì)溫度高于200°C)的槽式、碟式、塔式等大拋物面聚光集熱器均很成熟，但由于其結(jié)構(gòu)和成本因素，無法在太陽能中溫集熱市場廣泛應(yīng)用。
[0003]由于普通太陽能熱水器的熱水在夏天也僅僅只能達到80°C左右，且只能洗浴或工業(yè)用途，無法供人飲用，那么在廣大的公共建筑中，利用太陽能光熱資源陷入兩難境地:若利用公共建筑屋頂建設(shè)太陽能光伏電站系統(tǒng)，由于初始投資大，投資回收其長，財政補貼門檻高，很難商業(yè)化操作；若利用公共建筑建設(shè)太陽能熱水系統(tǒng)，則無法遍地開澡堂供人洗浴。當(dāng)前，公共建筑能耗僅次于空調(diào)能耗的，就是開水能耗，這也是本發(fā)明立項的根本原因和目標市場。
[0004]當(dāng)前，橫亙在太陽能高溫產(chǎn)品商業(yè)化應(yīng)用的瓶頸是成本問題，特別是金屬受熱體復(fù)合拋物面內(nèi)聚光真空管太陽能集熱器在結(jié)構(gòu)、工藝和成本上的難關(guān)——不銹鋼與外罩玻璃管在端部的熔焊難關(guān)。此外，普通熱管型真空管集熱器所能提供的熱水水溫，大部分難以達到中溫要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠生產(chǎn)能飲用的開水的熱管型太陽能真空管開水器及開水系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的熱管型太陽能真空管開水器，包括多根集熱單管及連接各集熱單管的導(dǎo)熱水管；
[0007]所述集熱單管包括外罩玻璃管、設(shè)置在外罩玻璃管內(nèi)腔中的受熱玻璃管、以及插設(shè)在受熱玻璃管內(nèi)金屬真空管，所述受熱玻璃管與外罩玻璃管軸向平行，且所述受熱玻璃管通過金屬支架在外罩玻璃管內(nèi)偏離軸心設(shè)置，所述受熱玻璃管的外壁與外罩玻璃管的內(nèi)壁保持分離，且靠近受熱玻璃管的外罩玻璃管的半側(cè)內(nèi)壁上鍍有金屬反光鍍膜；
[0008]所述金屬真空管位于受熱玻璃管內(nèi)的一端通過熱管銷釘固定熱管堵頭封閉，另一外露的端部外展膨大、形成末端封閉且為圓錐臺形的熱管封頭；
[0009]所述導(dǎo)熱水管上等間距設(shè)有多個倒圓錐臺的槽型的封頭錐套，其倒圓錐臺的大小與所述熱管封頭大小相配合，且倒圓錐臺的最大直徑小于所述導(dǎo)熱水管的直徑，所述熱管封頭插設(shè)在所述封頭錐套內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地，所述受熱玻璃管的內(nèi)壁與金屬真空管的外壁均覆蓋有金屬層，且兩金屬層之間通過薄金屬翅片相連。
[0011]本發(fā)明還提供了一種熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，包括上述的熱管型太陽能真空管開水器、電熱型開水器、儲熱水箱，所述熱管型太陽能真空管開水器的導(dǎo)熱水管的兩端分別和儲熱水箱的熱水入口和回水口相連，儲熱水箱還設(shè)有一個冷水進口，以及一個與電熱型開水器的熱水進口相連的出水口。
[0012]優(yōu)選地，所述熱管型太陽能真空管開水器外設(shè)有集熱器，其上安裝有帶光伏板的光敏傳感器。
[0013]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱水管與儲熱水箱的回水口相連的一端設(shè)有進水單向閥。
[0014]進一步地，所述儲熱水箱的回水口處設(shè)有循環(huán)水泵，所述儲熱水箱的冷水進口處設(shè)有儲熱水箱進水電磁閥，所述儲熱水箱上還設(shè)有水位控制閥。
[0015]優(yōu)選地，所述開水系統(tǒng)還包括了用于控制各閥門及水泵的電控箱。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]一是利用全玻璃內(nèi)聚光偏心真空管，薄金屬翅片、金屬導(dǎo)熱管等結(jié)構(gòu)，可高效集熱，不斷產(chǎn)生高溫?zé)崴敝灵_水；
[0018]二是采用熱管型導(dǎo)熱管結(jié)構(gòu)，使真空管內(nèi)無水，大大降低了集熱器顯熱，提高了集熱效率；
[0019]三是熱管型導(dǎo)熱管采用特殊結(jié)構(gòu)和工藝，結(jié)構(gòu)簡單，工藝可靠，利于用簡易工裝可實現(xiàn)大批量生產(chǎn)；
[0020]四是上述集熱單元以錐套連接，安裝維修簡便，可靠性高，獨特實現(xiàn)了全玻璃真空管與金屬導(dǎo)熱管的無融封連接；
[0021]五是利用自動控制系統(tǒng)，自動采集溫度、水位等參數(shù)，并按程序設(shè)定的要求，實現(xiàn)了自動補水，自動送開水，自動切換光熱和電熱模式等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明熱管型太陽能真空管開水器的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1中熱管封頭及封頭錐套處側(cè)立面的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中，1、外罩玻璃管；2、受熱玻璃管；3、蒸汽；4、金屬反光鍍膜；5、金屬支架；6、集熱單管；7、熱管堵頭；8、熱管銷釘；9、金屬真空管；10、熱管封頭；11、封頭錐套；12、導(dǎo)熱水管；13、集熱器；14、自來水進水截止閥；15、電開水器溫度變送器；16、電開水器進水電磁閥；17、儲熱水箱進水電磁閥；18、循環(huán)水泵；19、進水單向閥；20、儲熱水箱溫度變送器；21、送開水水泵；22、電控箱、23、電加熱器；24、電開水器放水閥；25、電熱開水器；26、儲熱水箱；27、水位控制閥；28、光敏傳感器；29、電熱開水器水位控制閥。

【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0027]實施例1
[0028]一種熱管型太陽能真空管開水器，包括21根集熱單管6及連接各集熱單管的一根導(dǎo)熱水管12 ；
[0029]集熱單管6包括外罩玻璃管1、設(shè)置在外罩玻璃管I內(nèi)腔中的受熱玻璃管2、以及插設(shè)在受熱玻璃管2內(nèi)的金屬真空管9，受熱玻璃管2與外罩玻璃管I軸向平行，且受熱玻璃管2通過金屬支架5在外罩玻璃管I內(nèi)偏尚軸心設(shè)置,受熱玻璃管2的外壁與外罩玻璃管I的內(nèi)壁保持分離，且靠近受熱玻璃管2的外罩玻璃管I的半側(cè)內(nèi)壁上鍍有金屬反光鍍膜4 ；
[0030]金屬真空管9位于受熱玻璃管2內(nèi)的一端通過熱管銷釘8固定熱管堵頭7封閉，另一外露的端部外展膨大、形成末端封閉且為圓錐臺形的熱管封頭10 ;受熱玻璃管2的內(nèi)壁與金屬真空管9的外壁均覆蓋有金屬層(圖未示)，且兩金屬層之間通過薄金屬翅片相連(圖未示)；
[0031]導(dǎo)熱水管12上等間距設(shè)有多個倒圓錐臺的槽型的封頭錐套11，其倒圓錐臺的大小與熱管封頭10大小相配合，且倒圓錐臺的最大直徑小于導(dǎo)熱水管12的直徑，熱管封頭10插設(shè)在封頭錐套11內(nèi)。
[0032]真空層受熱體金屬支架5的材質(zhì)為lG18Ni9Ti不銹鋼材質(zhì)，將受熱體玻璃管2支撐于外罩玻璃管I內(nèi)靠近一側(cè)處，金屬反光鍍膜4在本例中米用的是反光性好、穩(wěn)定性好的鍍鋁膜。兩組薄金屬翅片將金屬真空管9嵌設(shè)于受熱玻璃管2的中間位置。薄金屬翅片的材質(zhì)為0.4mm厚的純鋁板材，金屬層也為該材質(zhì)，其緊貼于受熱體玻璃管2內(nèi)壁，及金屬真空管9的外表面。
[0033]本例各部件材質(zhì)均為lGrl8Ni9Ti，厚度為0.4mm，封頭10和堵頭7沖壓成型，金屬真空管9為Φ 1mm有縫鋼管，熱管各部分釬焊成型后，熱管封頭10向下，由熱管工藝孔(圖中熱管銷釘8所在處)注入蒸餾水10?10ml范圍內(nèi)中的某個數(shù)值，加熱管封頭10，當(dāng)蒸汽從熱管工藝孔持續(xù)噴出達到規(guī)定時間后，用熱管銷釘8堵住熱管工藝孔，然后用等離子氬弧焊機將熱管工藝孔及銷釘點焊封閉牢固。
[0034]實施例2
[0035]一種熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，包括實施例1所述熱管型太陽能真空管開水器、電熱型開水器25、儲熱水箱26，熱管型太陽能真空管開水器的導(dǎo)熱水管12的兩端分別和儲熱水箱26的熱水入口和回水口相連，儲熱水箱26還設(shè)有一個冷水進口，以及一個與電熱型開水器25的熱水進口相連的出水口。
[0036]熱管型太陽能真空管開水器外設(shè)有集熱器13，其上安裝有帶光伏板的光敏傳感器28。
[0037]導(dǎo)熱水管12與儲熱水箱26的回水口相連的一端設(shè)有進水單向閥19。儲熱水箱26的回水口處設(shè)有循環(huán)水泵18，儲熱水箱26的冷水進口處設(shè)有儲熱水箱進水電磁閥17，儲熱水箱26上還設(shè)有水位控制閥27。
[0038]開水系統(tǒng)還包括了用于控制各閥門及水泵的電控箱22。
[0039]本例熱管型太陽能真空管開水器包括21根集熱單管6，其構(gòu)成的總集熱面積為
4.38m2，導(dǎo)熱水管12通過閥門緊固件和水管道與外部系統(tǒng)聯(lián)接。
[0040]在熱管型太陽能真空管開水器的集熱器13上，安裝有帶光伏板的光敏傳感器28，在有太陽照射時，自動向電控箱22傳遞訊號，由其編程器控制電路啟動熱管型太陽能真空管開水器的循環(huán)水泵18，儲熱水箱26內(nèi)的循環(huán)水經(jīng)過單向閥19進入熱管型太陽能真空管開水器，接受太陽光熱能源；當(dāng)天氣為陰雨天、夜間時，進水水泵18停止工作。
[0041]本例儲熱水箱26容積為50升，外部安裝有聚安脂發(fā)泡的保溫層材料，內(nèi)部安裝有一對水位控制閥27，分別設(shè)定了最高水位值和最低水位值，當(dāng)補水水位達到最高水位值時，儲熱水箱26的儲熱水箱進水電磁閥17自動關(guān)閉，停止供水；當(dāng)排水水位達到最低水位值時，儲熱水箱26的儲熱水箱進水電磁閥17自動啟動，開始供水。
[0042]儲熱水箱26的上方裝有儲熱水箱進水電磁閥17，由水位控制閥27提供的訊號，實現(xiàn)自動補水和停止供水；儲熱水箱26下方有一組進出水管道閥門與熱管型太陽能真空管開水器聯(lián)成一個循環(huán)回路，其中，儲熱水箱26的出水管裝有循環(huán)水泵18和進水單向閥19與熱管型太陽能真空管開水器的進水管路相連。儲熱水箱26側(cè)面裝有一組測量水溫的儲熱水箱溫度變送器20及送開水水泵21，儲熱水箱溫度變送器20主要監(jiān)測儲熱水箱26的水溫，當(dāng)熱管型太陽能真空管開水器與儲熱水箱26內(nèi)的循環(huán)水被太陽能加熱到開水設(shè)定值時，送開水水泵21自動啟動，將開水送入電熱開水器25的水箱內(nèi)；當(dāng)儲熱水箱26內(nèi)的開水水位降至水位控制器27設(shè)定的最低水位值時，送開水水泵21停機，中斷供水，然后進水電磁閥門啟動，開始向儲熱水箱26內(nèi)補水，直至水位升至水位控制器27設(shè)定的最高水位值，儲熱水箱進水電磁閥17關(guān)閉，停止供水。
[0043]本例電熱開水器25的功率為9千瓦，水箱容積60升，開水溫度設(shè)定值為95°C，其上部接有電開水器溫度變送器15以及電開水器進水電磁閥16，下部接有電開水器放水閥24和電加熱器23，中間設(shè)有電熱開水器水位控制器29。電熱開水器水位控制器29設(shè)最高水位值，最低水位值。在陰雨天模式下，當(dāng)電熱開水器25水箱內(nèi)水位低于最低水位值時，電磁閥16啟動，向水箱內(nèi)注水，直至達到最高水位值，電開水器進水電磁閥16關(guān)閉，停止供水；在開水停機保溫模式下，當(dāng)電開水器放水閥24放水后，自動開啟電開水器進水電磁閥16，補充自來水，至水位最高值處，電開水器進水電磁閥16關(guān)閉，停止供水，然后啟動電加熱器23，直接給電熱開水器25加熱，直到恢復(fù)到設(shè)定的開水溫度值，停止電加熱器23 ；當(dāng)電熱開水器25燒開水保溫停機，時間過長，水溫低于85 °C時，電加熱器23開始工作，直至水溫升至95°C，電加熱器23停止工作。在晴天太陽光熱模式下，除隔夜熱水早晨燒開用完之后，依托熱管型太陽能真空管開水器每次加熱循環(huán)水10升至95°C開水，補充進電熱開水器25水箱中。
[0044]本例電控箱22系本發(fā)明核心部件，上述各個零部件及各項物理量參數(shù)都通過數(shù)據(jù)采集，輸入到編程器中，由編程器指揮本系統(tǒng)所有繼電器和控制部件，按上述要求實現(xiàn)其應(yīng)有功效。
【權(quán)利要求】
1.一種熱管型太陽能真空管開水器，其特征在于:包括多根集熱單管(6)及連接各集熱單管的導(dǎo)熱水管(12)； 所述集熱單管(6)包括外罩玻璃管(I)、設(shè)置在外罩玻璃管(I)內(nèi)腔中的受熱玻璃管(2)、以及插設(shè)在受熱玻璃管(2)內(nèi)的金屬真空管(9),所述受熱玻璃管(2)與外罩玻璃管(1)軸向平行，且所述受熱玻璃管(2)通過金屬支架(5)在外罩玻璃管(I)內(nèi)偏離軸心設(shè)置，所述受熱玻璃管(2)的外壁與外罩玻璃管(I)的內(nèi)壁保持分尚，且靠近受熱玻璃管(2)的外罩玻璃管(I)的半側(cè)內(nèi)壁上鍍有金屬反光鍍膜(4)； 所述金屬真空管(9)位于受熱玻璃管(2)內(nèi)的一端通過熱管銷釘(8)固定熱管堵頭(7)封閉，另一外露的端部外展膨大、形成末端封閉且為圓錐臺形的熱管封頭(10)； 所述導(dǎo)熱水管(12)上等間距設(shè)有多個倒圓錐臺的槽型的封頭錐套(11)，其倒圓錐臺的大小與所述熱管封頭(10)大小相配合，且倒圓錐臺的最大直徑小于所述導(dǎo)熱水管(12)的直徑，所述熱管封頭(10)插設(shè)在所述封頭錐套(11)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管型太陽能真空管開水器，其特征在于:所述受熱玻璃管(2)的內(nèi)壁與金屬真空管(9)的外壁均覆蓋有金屬層，且兩金屬層之間通過薄金屬翅片相連。
3.一種熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，其特征在于:包括權(quán)利要求1所述的熱管型太陽能真空管開水器、電熱型開水器(25)、儲熱水箱(26)，所述熱管型太陽能真空管開水器的導(dǎo)熱水管(12)的兩端分別和儲熱水箱(26)的熱水入口和回水口相連，儲熱水箱(26)還設(shè)有一個冷水進口，以及一個與電熱開水器(25)的熱水進口相連的出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，其特征在于:所述熱管型太陽能真空管開水器外設(shè)有集熱器(13)，其上安裝有帶光伏板的光敏傳感器(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)熱水管(12)與儲熱水箱(26)的回水口相連的一端設(shè)有進水單向閥(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，其特征在于:所述儲熱水箱(26)的回水口處設(shè)有循環(huán)水泵(18)，所述儲熱水箱(26)的冷水進口處設(shè)有儲熱水箱進水電磁閥(17)，所述儲熱水箱(26)上還設(shè)有水位控制閥(27)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱管型太陽能真空管開水系統(tǒng)，其特征在于:所述開水系統(tǒng)還包括了用于控制各閥門及水泵的電控箱(22)。
【文檔編號】F24J2/46GK104048424SQ201410235790
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】殷明, 陳勇 申請人:武漢箕星制冷有限公司