新型集热管及集热系统的制作方法

本实用新型涉及太阳能光热领域，尤其是涉及一种新型集热管及应用该集热管的集热系统。

背景技术：

随着经济的飞速发展，能源消耗量的日益剧增，使我们居住的地球上能源越来越匮乏。而太阳能对我们来说是取之不尽的能源，因此，对于太阳能的利用已经广泛的进入到人们的生产生活中。其中，太阳能热水器就是其中一个很广泛的应用。

太阳能热水器通常包括多个排列安装的集热管，且集热管上部与同一个储水箱连通。以水作为传热介质为例，太阳能热水器工作时，集热管上的选择吸收层吸收太阳光的热量，并且传递给介质存储空间内的水。加热后的高温水密度变小向上运动进入储水箱，并且停留在储水箱上层，同时储水箱下层的低温水流回集热管中再次被加热，如此形成温差循环，储水箱中的水可以被加热到较高温度，通过管路将储水箱中的热水输送到用户端即可使用。

但是，目前的集热管大都采用标准件，其长度在1000-2000mm之间，集热管的长度固定，其受热面积受到局限，不能实现对太阳能的充分利用。

因此，需要一种集热管，以解决现有技术中集热管长度的局限性，提高太阳能利用率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型集热管及应用该装置的集热系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

本实用新型提供的新型集热管，包括：套管以及设置在所述套管内的U形连接管、第一吸热管、第二吸热管和支撑架；

所述套管一端为封闭端，另一端为开口端，套管内充有惰性气体，所述U形连接管两端部分别连通第一吸热管和第二吸热管，以形成导热管道，所述导热管道内充有液体；所述第一吸热管、第二吸热管通过多个支撑架与所述套管内壁连接；

所述第一吸热管、第二吸热管与套管的开口端内壁通过密封件密封；

所述第一吸热管和第二吸热管的端口分别连接进水管和出水管；

所述第一吸热管和第二吸热管均包括多根分体管道和吸热管连接管套，多根所述分体管道通过吸热管连接管套依次连接。

进一步地，所述套管包括多根子套管和套管连接管，所述多根子套管通过套管连接管连接。

进一步地，所述套管为有机玻璃材质。

进一步地，所述第一吸热管和第二吸热管为金属管，所述金属管的表面设有吸热涂层。

进一步地，所述进水管和出水管分别连接有阀门。

进一步地，所述进水管和出水管表面设有保温层。

进一步地，所述支撑架均匀分布在第一吸热管和第二吸热管上。

进一步地，所述新型集热管长度为2000mm以上。

进一步地，所述新型集热管整体为弯弧形或直线形。

一种集热系统，包括集水管道以及多个如上所述的新型集热管，所述新型集热管中的进水管和出水管分别与所述集水管道连通。

基于上述技术方案提供的新型集热管，其中第一吸热管、第二吸热管均采用多根分体管道和吸热管连接管套，多根所述分体管道通过吸热管连接管套依次连接，以组装成需要的长度；相比于现有技术中的标准件，本实施例提供的新型集热管的长度可以根据不同的应用场所进行加长，以增加第一加热管和第二加热管的受热面积，提高光能利用效率。

同时，第一吸热管、第二吸热管采用分体式的结构，便于组装、拆卸和运输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的新型集热管的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的新型集热管中的套管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的新型集热管中的第一吸热管的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的新型集热管中的支撑架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二提供的集热系统的结构示意图。

附图标记：

1-套管；2-U形连接管；3-第一吸热管；

4-第二吸热管；5-支撑架；6-密封件；

7-进水管；8-出水管；9-阀门；

11-子套管；12-套管连接管；

31-分体管道；32-吸热管连接管套；

51-套环；52-弹性圈；

100-集水管道；200-新型集热管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请参照图1；

本实施例提供的新型集热管，包括：套管1、U形连接管2、第一吸热管3、第二吸热管4和支撑架5；

所述套管1一端为封闭端，另一端为开口端，套管1内充有惰性气体，利用惰性气体极不活跃的化学性质，受热较慢，能够减小管内热量散失，提高保温性能。

所述U形连接管2两端部分别连通第一吸热管3和第二吸热管4，以形成导热管道，所述导热管道内充有液体；液体可以是水，也可以是冷却液。

所述U形连接管2、第一吸热管3、第二吸热管4组成的导热管道设置在套管1内部，并且，所述第一吸热管3、第二吸热管4通过多个支撑架5与所述套管1内壁连接。

优选地，所述支撑架5均匀分布在第一吸热管3和第二吸热管4上，用以对第一吸热管3、第二吸热管4与套管1的内壁提供多方位的稳定支撑。

请参照图4；所述支撑架5包括套环51和弹性圈52，所述套环51套接在第一吸热管3和第二吸热管4的外管壁，弹性圈52与套环51连接，并且，弹性圈52均匀分布在套环51的周向位置。弹性圈52宜采用耐高温的材料制造。

优选地，多个套环51分别套接在第一吸热管3和第二吸热管4的外管壁，每个套环51的周向方向分别连接三个弹性圈52，以对第一吸热管3和第二吸热管4提供多方位的稳定支撑。

安装时，第一吸热管3和第二吸热管4分别通过弹性圈52与套管1的内管壁之间通过挤压力固定。

所述第一吸热管3、第二吸热管4与套管1的开口端内壁通过密封件6密封；用以阻止套管1内的惰性气体外泄。

所述第一吸热管3和第二吸热管4的端口分别连接进水管7和出水管8。

请参照图3；

本实施中，所述第一吸热管3和第二吸热管4均包括多根分体管道31和吸热管连接管套32，多根所述分体管道31通过吸热管连接管套32依次连接。

优选地，套管1内壁设置内螺纹，分体管道31的两端部设置外螺纹，套管1与分体管道31之间通过螺纹连接。U形连接管2的两端口与第一吸热管3和第二吸热管4之间同样采用螺纹连接，即在U形连接管2两端口内壁设置有与分体管道31外螺纹适配的内螺纹。

这里需要说明的是，第一吸热管3和第二吸热管4的结构相同，因此，图3中只示意出了第一吸热管3的结构示意图。

请参照图2；优选地，所述套管1同样包括多根子套管11和套管连接管12，所述多根子套管11通过套管连接管12连接。

与分体管道31和吸热管连接管套32连接形式相似，在套管连接管12内壁设置内螺纹，子套管11的两端部设置外螺纹，子套管11和套管连接管12之间通过螺纹连接。

采用以上结构形式，能够将套管1和第一吸热管3、第二吸热管4进行加长，相对于现有技术中采用的标准件而言，有效提高受热面积，提高光能利用率。

优选地，所述套管1为有机玻璃材质。套管1采用有机玻璃制成，具有以下优点：

1、高度透明性。有机玻璃是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92％，比玻璃的透光度高。普通玻璃只能透过0.6％的紫外线，但有机玻璃却能透过73％。

2、机械强度高。有机玻璃的相对分子质量大约为200万，是长链的高分子化合物，而且形成分子的链很柔软，因此，有机玻璃的强度比较高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高7～18倍。

3、重量轻。有机玻璃的密度为1.18kg/dm3，同样大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金属铝(属于轻金属)的43％。

4、易于加工。有机玻璃不但能用车床进行切削，钻床进行钻孔，也能用吹塑、挤出等塑料成型的方法加工。

优选地，所述第一吸热管3和第二吸热管4为金属管，所述金属管的表面设有吸热涂层。

吸热涂层可以是氮化铝层、铝层或者不锈钢层等常用集热层。

采用这些材料制成的吸热涂层均具有导热性好和热膨胀系数小的优点，是良好的耐热冲击材料。通过在第一吸热管3和第二吸热管4的外管壁上涂吸热涂层，可以有效提高太阳能的吸收效率，同时防止太阳能过多的散失。

优选地，所述进水管7和出水管8分别连接有阀门9，阀门9用以控制进水管7、出水管8的进出水功能。

优选地，所述进水管7和出水管8表面设有保温层。

保温层采用刷胶玻璃纤维布等，以防止进水管7和出水管8在进水或出水过程中热量的损失。

优选地，所述新型集热管长度为2000mm以上，对于一些大型建筑物的顶部场所，本实施例提供的新型集热管可以利用拼接的方式进行加长，例如，可以制成4m，10m，15m等任意规格，以满足人们需要。

优选地，所述新型集热管整体可以设置为弯弧形或直线形，当设计为弯弧形时，宜采用较小的弧度，即套管1、第一吸热管3第二吸热管4和U形均采用较小的弧度，以便于组装。

采用本实施例提供的新型集热管，其中第一吸热管3、第二吸热管4均采用多根分体管道31和吸热管连接管套32，多根所述分体管道31通过吸热管连接管套32依次连接，以组装成需要的长度；同样地，套管1包括多根子套管11和套管连接管12，所述多根子套管11通过套管连接管12连接，已组装成需要的长度，相比于现有技术中的标准件，本实施例提供的新型集热管的长度可以根据不同的应用场所进行加长，以增加第一加热管和第二加热管的受热面积，提高光能利用效率。

同时，第一吸热管3、第二吸热管4以及套管1分别采用分体式的结构，便于组装、拆卸和运输。

实施例二

请参照图5；本实施例提供了一种集热系统，包括集水管道100以及多个如实施例一所述的新型集热管200，所述新型集热管200中的进水管7和出水管8分别与所述集水管道100连通。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。