[实用新型]联集管腔设置具有冷水管孔隔板的集热管系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一类通过改变太阳能集热管系统的结构使其中流体形成有序流动，致使集热管系统的热效率得到提高；尤其适用于采用全玻璃真空集热管的分离式太阳能热水系统的集热管系统。

背景技术

分体(离)式太阳能热水器/系统的特点是储热水箱与集热管系统(又称“集热器”)相互分离、其间有管道连通；集热管系统由多根集热管(本文仅涉及全玻璃真空集热管、简称“全玻管”)插入一根联集管(“联箱”)组成。

为节约成本，现有大型集热管系统的结构(内部布置方式)是：一根基本按“南-北”取向的联集管在中央，多根“全玻管”基本按“东-西”取向、基本按水平方向从左/右两侧对称地插入联集管；联集管(管)腔是“空腔”，其下部有冷水进入管口、上部有热水输出管口；采热方式一般用循环泵按强制对流方式进行。本文把集热管系统中的这种联集管简称“中央对置式联集管”；若“中央对置式联集管”左/右两侧各有二十 个圆孔插入适配的“全玻管”，则简称“四十孔中央对置式联集管”。

这种集热管系统采热方式的缺点是：循环泵驱使冷水从联集管下部以较大的流速、经由联集管的空腔从联集管上部流出，这个“简单过程”不能说明、实际亦不可能把联集管腔两侧的“全玻管”腔内积存的热水全部随同带走。实践发现，当全玻管长度超出1.5m则“效果不好”，这就是明证。亦即现有分体式太阳热水系统的集热管系统，其热效率远未达到其应有值；或分体式太阳热水系统的热效率(得热率)未达到其应有值。

为提高热效率必须摒弃这种“空腔”式结构的联集管。本实用新型的目的是提出一种“联集管腔设置具有冷水管孔隔板的集热管系统”，使集热管系统中的流体形成有序流动，使分体式太阳热水系统的热效率(得热率)大幅提高。

实用新型内容

本实用新型内涵是在上述现有“空腔式”中央对置式联集管的管腔沿轴向安装两块具有一排圆孔的隔板(简称带孔隔板)，使现有分体式太阳热水系统的集热管系统成为本案的“联集管腔设置具有冷水管孔隔板的集热管系统”。

图1是“联集管腔设置具有冷水管孔隔板的集热管系统”沿其主平面的剖面示意图，图中(4)为带孔隔板、(1)为联集管(管壳)，带孔隔板(4)中各圆孔直径与结构以恰能容纳一根直径约20mm的直管(附有密封胶圈)为度，且孔间距恰等于联集管(1)两侧直插“全玻管”(3)各圆孔的孔距，且两排圆孔在投影上呈“同心”。两片带孔隔板(4)的四周与联集管(1)内壁密合，这就把联集管(1)管腔分隔成“三个空间(室)”。由于“三室”中“左/右两室”正是原来插入多根“全玻管”(3)的空间，有热水输入，成为“热水室”，其上部孔道成为热水出口(Y)；“中间室”两侧的“排孔”插入冷水输入管(2)，深入“全玻管”(3)管腔(距底端100-500mm)，“中间室”下方管道孔(X)将与冷水输入管道相连，逐使低温水经由冷水入口(X)进入“中间室”，再经各冷水输入管(2)深入各“全玻管”(3)、置换积存的热水、从热水出口(Y)输出，故“中间室”自然称为“冷水室”，所以本案所公开的“联集管”属于“分隔室型联集管”，这种结构保证传热流体在集热管系统中能“有序流动”(见实施例)，有效地把各“全玻管”(3)管腔内的热水全部引出，使热效率大增。

简言之，本实用新型的集热管系统的特点是：在现有“中央对置式联集管”的联集管(1)管腔轴向安置两片带孔隔板(4)，把联集管(1)管腔分隔成三室，其中左右两室的侧面各具有一排圆孔可按常规方式插入全玻璃真空集热管(3)，左右两室上端有热水出口(Y)；中间室的两侧面是带孔隔板(4)，中间室的下端有冷水进口(X)。带孔隔板(4)沿轴向开设一排圆孔与左右两室的侧面的一排圆孔保持同心，其孔径允许插入一根带密封胶圈的直径10mm-25mm(最佳15mm)的冷水输入管(2)，冷水输入管(2) 的长度比全玻璃真空集热管(3)的长度要短200mm-600mm(最佳350mm)。图中，(a-a)是“全玻管”(3)的轴线、(p-p)是的联集管(1)轴线，(a-a)与(p-p)的夹角为(α)，图1所示α＝90°是传统的插入方式，即“直插式”；当α介于90°-82°之间则成为“斜插式”。本案同时适用于“直/斜插式”集热管系统。

当(X)与太阳热水系统循环泵输出口端相连、(Y)与循环泵输入口端相连，即热水系统按“强制对流循环”方式采热。当(X)与(Y)分别用管道直接与安放在高处的储热水箱底部相连通，则热水系统按“自然对流循环”方式采热。本案对这两种采热方式的太阳热水系统均适用。