[发明专利]过热保护真空循环集热元件太阳集热装置

说明书

技术领域

本发明涉及过热保护真空循环集热元件太阳集热装置。

背景技术

真空插管太阳热水器可在冬季提供生活热水，但集热管内存水热沉大、得热少、抗冻性差、会炸管、单管破损会跑水、水质劣化细菌超标。采用热管集热元件可以制造管内无水的热水器，但铜——水热管造价高、容易冻坏、有的还存在明显的性能衰退现象。

发明内容

本发明的目的是要提供过热保护真空循环集热元件太阳集热装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案：用若干个过热保护真空循环集热元件和负载容器及安装机架组成一台过热保护真空循环集热元件太阳集热装置。真空循环集热元件由置于真空隔热层内的吸收体，一个由上行管、下行管及放热端构成的自然循环流道，以及一个与吸收体或者下行管低热阻连接、带有自由端爪的双金属片热力元件组成，自然循环流道内部灌装但不充满液态热媒，自然循环流道的上行管与置于真空隔热层内的吸收体低热阻连接或者与吸收体一体制作。

本发明的有益效果包括：对于可倾斜或垂直安置的场合，循环传热无需配备动力、启动快、抗冻、不炸管、单管损坏仍然能集热、可制造水质符合卫生标准、得热多、保温性能优异的太阳集热装置；换热界面设计自由、对真空度不敏感、可半永久性稳定工作在20～500℃范围、可用低碳钢和铝代替铜、过热保护的集热元件能防止空晒事故。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一台可伐封接过热保护真空循环集热元件太阳集热装置结构示图。

图2是一台罩玻璃管放热过热保护真空循环集热元件太阳集热装置结构示图。

图3是一台内凹放热端面过热保护真空循环集热元件太阳集热装置结构示图。

图中1.集热元件；2.负载容器；3.真空隔热层；4.吸收体；5.上行管；6.下行管；7.放热端；8.自由端爪；9.热力元件；10.可伐密封连接件；11.罩玻璃管；12.缩颈段；13.塞状换热界面；14.内凹段。

具体实施方式

图1中，可伐封接的过热保护真空循环集热元件1插入带绝热层的负载容器2组成一台可伐封接过热保护真空循环集热元件太阳集热装置。真空循环集热元件1由置于真空隔热层3内的吸收体4，一个由上行管5、下行管6及放热端7构成的自然循环流道，一个与下行管6低热阻连接、带有自由端爪8的双金属片热力元件9，以及一个可伐密封连接件10组成，上行管5与吸收体4一体制作。可伐密封连接件10密封连接件集热元件1的自然循环流道放热端7与罩玻璃管11。自然循环流道内部灌装但不充满液态热媒。

图1实施例可伐封接过热保护真空循环集热元件太阳集热装置在阳光下作放热端7高置的倾斜安装，使斜虚线所示的热媒液面呈水平状态。阳光透过罩玻璃管11在吸收体4上转换为热能，热能经吸收体4传给上行管5内的热媒并使热媒受热膨胀通过上行管5上浮，在自然循环流道的管状放热端7处，热媒放出热能温度降低下沉进入下行管6，下沉到底后再次进入上行管5被加热并上浮。如此沿带箭头曲线所示途径周而复始循环集热。与此同时，负载容器2内的水或者热媒被不断加热。

正常工作温度下，集热元件1通过管状放热端7放热。双金属片热力元件9的自由端爪8不与罩玻璃管11接触。

当集热元件空晒内部温度过高时，双金属片热力元件9的自由端爪8受热外翻至虚线所示位置与罩玻璃管11接触，部分热能通过这些自由端爪8和罩玻璃管11散发到环境，使集热元件1的温度降低实现过热保护。过热保护以后能自动解除。

图1中，采用上行管5伸入管状放热端7内部的设计，有助于提高集热效率。

图1实施例的上行管5和下行管6之间真空隔热，对循环集热十分有利。

热力元件9也可与吸收体4低热阻连接；还可采用记忆合金制造热力元件。

在罩玻璃管非受光区域内表面涂制红外反射材料，可有效减少集热元件的辐射热损。

图1实施例的放热端5是管状向外伸出的。真空循环集热元件1还可采用内凹的放热端或者放热端面。