一种防漏水换热管装置和连接安装方法.pdf

本发明涉及太阳能制热水装置领域，是一种太阳能真空集热管内防漏水换热管装置及其与太阳能制热水装置水箱的连接安装方法。该装置设有喇叭型管口，喇叭型管口下面连有直脖管节，直脖管节下面连有底部被封堵的换热管体；将喇叭型管口和直脖管节穿过水箱连接口插入水箱内，水箱连接口尺寸微大于喇叭型管口外径尺寸，将密封圈套在换热管体上，推至安装在水箱连接口处，再将防漏水换热管向外拉，当直脖管节穿过水箱连接口处的密封圈拉至喇叭型管口下端位置时，密封圈的厚度缩小了水箱连接口的直径尺寸，在密封圈的作用下喇叭型管口被座卡在水箱连接口处，喇叭型管口下面的直脖管节通过密封圈将太阳能制热水装置水箱和防漏水换热管内腔与外界密封隔离。

1、  一种防漏水换热管装置，其特征在于：该装置设有喇叭型管口(1)，喇叭型管口(1)下面连有直脖管节(2)，直脖管节(2)下面连有底部被封堵的换热管体(3)。

2、  按照权利要求1所述的防漏水换热管装置，其特征在于：在换热管体(3)上安装有吸热片(11)。

3、  一种权利要求1所述防漏水换热管装置的连接安装方法，其特征在于：将喇叭型管口(1)和直脖管节(2)穿过水箱连接口(5)全部插入太阳能制热水装置水箱(6)内，再将密封圈(7)套在换热管体(3)上，推至安装在水箱连接口(5)处，再将防漏水换热管向外拉，当直脖管节(2)穿过安装在水箱连接口(5)处的密封圈(7)时，由于密封圈(7)的内口径尺寸小于直脖管节(2)的外径尺寸，密封圈(7)紧紧封箍在直脖管节(2)的外面，致使防漏水换热管通过直脖管节(2)、密封圈(7)在水箱连接口(5)处将太阳能制热水装置水箱(6)和防漏水换热管的内腔与外界密封隔离；由于水箱连接口(5)的口径尺寸只微大于喇叭型管口(1)的外径尺寸，水箱连接口(5)处的水箱内胆环形口(9)边缘嵌入密封圈(7)外侧中间的密封圈凹槽(8)内，密封圈(7)的内径口成为水箱连接口，密封图(7)的内径尺寸不但小于直脖管节(2)的外径尺寸，更小于喇叭型管口(1)的外径尺寸，将防漏水换热管向外拉，当直脖管节(2)穿过密封圈(7)的内径口，拉至直脖管节(2)与喇叭型管口(1)的相连位置时，喇叭型管口(1)的外锥面座卡在水箱连接口(5)处密封圈上端环形台(10)上，不能被拉出。

一种防漏水换热管装置和连接安装方法
技术领域
本发明属用于太阳能制热水装置上真空集热管内的换热管的设计制造以及与太阳能制热水装置水箱连接技术的领域，具体为一种防漏水换热管装置和连接安装方法。
背景技术
目前，人们生活中使用的太阳能制热水装置大都采用直热式真空集热管，由真空集热管上的吸热膜吸收太阳光能使管中的水升温。但现使用的真空集热管的缺点是盛水多，升温慢，换热效率低。这样一来，太阳能制热水装置对水箱内的水加热速度慢。另外，真空集热管为玻璃制，较为脆弱，因此当上水冷热差大或重物碰击等情况发生时很容易破碎，这样就会使太阳能制热水装置水箱中的水全部漏掉，造成太阳能制热水装置停机和大量水的浪费。为解决上述问题，市场又出现了换热管式太阳能制热水装置：一种真空集热管套在与太阳能制热水装置水箱相连的金属换热管的外面，是真空集热管上的吸热膜吸收太阳光能使其中的金属换热管中的水升温与太阳能制热水装置水箱中的低温水进行自然重力式换热，完成太阳能制热水过程，目前金属换热管与太阳能制热水装置水箱相连都采用焊接和密封圈密封相连，焊接相连形式造成运输的不方便和焊接处易漏，采用密封圈密封相连时由于金属换热管直接插入装有密封圈的太阳能制热水装置水箱的连接口，太阳能制热水装置水箱上水时，金属换热管管中注水受力下滑将力作用于真空集热管底部，真空集热管为玻璃制，较为脆弱，易碎。另一种真空集热管套在与太阳能制热水装置水箱相连的金属工质换热管的外面，真空集热管上的吸热膜吸收太阳光能使其中的金属工质换热管中的工质加热，由于换热工质的换热特性使太阳能制热水装置水箱中的金属工质换热管的换热管头变热，将太阳能制热水装置水箱中的水加热升温，完成太阳能制热水过程，但由于它采用工质间接换热，所以它的缺陷是换热过程热损失大，换热效率低，制造成本高，金属工质换热管易漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于太阳能制热水装置上真空集热管内的防漏水换热管装置和连接安装方法，解决现有技术中存在的：玻璃制真空集热管较为脆弱、易碎等问题，以及工质换热管(一般为紫铜材质)在换热过程热损失大、换热效率低、制造成本高、工质换热管被腐蚀易漏等问题。
本发明的技术方案是：
一种防漏水换热管装置，该装置设有喇叭型管口，喇叭型管口下面连有直脖管节，直脖管节下面连有底部被封堵的换热管体。
所述的防漏水换热管装置，在换热管体上可以安装有吸热片，形成带有吸热片的防漏水换热管装置。
所述防漏水换热管装置的连接安装方法(如图1、图2所示)，将喇叭型管口和直脖管节穿过水箱连接口全部插入太阳能制热水装置水箱内，再将密封圈套在换热管体上，推至安装在水箱连接口处，再将防漏水换热管向外拉；或者(如图4、图5所示)，先将密封圈的内径拉大经过带有吸热片的防漏水换热管的喇叭型管口和直脖管节套在换热管体上，再将喇叭型管口和直脖管节穿过水箱连接口全部插入太阳能制热水装置水箱内，再将密封圈套推至安装在水箱连接口处，再将带有吸热片的防漏水换热管向外拉；
所述防漏水换热管装置的连接安装方法(如图1、图2、图4、图5所示)，当直脖管节穿过安装在水箱连接口处的密封圈时，由于密封圈的内口径尺寸小于直脖管节的外径尺寸，密封圈紧紧封箍在直脖管节的外面，致使防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)，通过直脖管节、密封圈在水箱连接口处将太阳能制热水装置水箱和防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)的内腔与外界密封隔离；由于水箱连接口的口径尺寸只微大于喇叭型管口的外径尺寸，水箱连接口处的水箱内胆环形口边缘嵌入密封圈外侧中间的密封圈凹槽内，密封圈的内径口成为水箱连接口，密封圈的内径尺寸不但小于直脖管节的外径尺寸，更小于喇叭型管口的外径尺寸，将防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)向外拉，当直脖管节穿过密封圈的内径口，拉至直脖管节与喇叭型管口的相连位置时，喇叭型管口的外锥面座卡在水箱连接口处密封圈上端环形台上，不能被拉出。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明由于采用真空集热管吸收太阳光能，使防漏水换热管(一般为金属管)或者带有吸热片的防漏水换热管中的水升温与太阳能制热水装置水箱中的低温水进行自然重力式换热形式，避免了采用工质换热管工质间接换热所造成的换热过程热损失大，换热效率低及制造成本高，金属工质换热管易漏的问题。
2、本发明防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)与太阳能制热水装置水箱的连接安装方法，由于采用了将喇叭型管口和直脖管节穿过水箱连接口全部插入水箱内，水箱连接口的尺寸微大于喇叭型管口的外径尺寸(一般可以大于0.05mm～1mm之间)，将密封圈套在换热管体上，推至安装在水箱连接口处，再将防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)向外拉，当直脖管节穿过安装在水箱连接口处的密封圈时，由于密封圈的内口径尺寸小于直脖管节的外径尺寸，密封圈紧紧封箍在直脖管节的外面，致使防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)通过直脖管节、密封圈在水箱连接口处将太阳能制热水装置水箱和防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)的内腔与外界密封隔离；将喇叭型管口下端和直脖管节相连的位置拉至水箱连接口处，密封圈的厚度缩小了水箱连接口的直径尺寸，喇叭型管口的外锥面座卡在水箱连接口处密封圈上端环形台上，太阳能制热水装置水箱上水时即使有一定的水压力防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)也能承受，不能受压力下滑将力通过其底部作用在真空集热管底部，顶漏真空集热管。并且由于喇叭型管口的外锥面座压在密封圈上端环形台上，水压稍大时有一定的密封作用。
3、本发明中带有吸热片的防漏水换热管(如图4、图5所示)，由于吸热片增加了防漏水换热管的吸热面积，使太阳能真空集热管吸收太阳光能而产生的热能快速传导至防漏水换热管内使管内的水温升高与太阳能制热水装置水箱中的低温水进行自然重力式换热，完成太阳能制热水过程。
4、本发明防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)与太阳能制热水装置水箱由于采用上述的连接形式和安装方法，可实现零部件拆开运输，现场组装，有利于全面推广。
5、本发明由于防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)内的水相对真空管内盛水量少得多，因此加热速度快，冷热水循环速度也加快，提高了加热速度；另外，即使上水冷热差大，由于水是在防漏水换热管(一般为金属管)或者带有吸热片的防漏水换热管)内换热，不会造成真空玻璃管碎裂；再有，重物碰击真空管等情况下造成真空管破裂时，因为真空管内没有水，所以不会造成漏水。
6、当冬季连续几天无阳光照射，如果防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)内的水结冰，因为水温上高下低，管内冰向上膨胀，由于金属的韧弹性，不会将管体胀裂。
附图说明
图1为防漏水换热管示意图；
1-喇叭型管口；2-直脖管节；3-换热管体。
图2为太阳能制热水装置水箱与防漏水换热管连接剖面示意图。
1-喇叭型管口；2-直脖管节；3-换热管体；4-真空集热管；5-水箱连接口；6-太阳能制热水装置水箱；7-密封圈；9-水箱内胆环形口；A-密封圈套在换热管体上时的状态；B-水箱连接口安装密封圈后防漏水换热管向外拉时的状态；C-太阳能制热水装置集热器集热换热管的组装完毕时的状态。
图3为水箱连接口处密封圈示意图；
8-密封圈凹槽；10-密封圈上端环形台；
图4为带有吸热片的防漏水换热管示意图；
1-喇叭型管口；2-直脖管节；3-换热管体；11-吸热片。
图5为太阳能制热水装置水箱与带有吸热片的防漏水换热管连接剖面示意图；
1-喇叭型管口；2-直脖管节；3-换热管体；4-真空集热管；5-水箱连接口；6-太阳能制热水装置水箱；7-密封圈；9-水箱内胆环形口；11-吸热片；A-密封圈套在换热管体上时的状态；B-水箱连接口安装密封圈后带有吸热片的防漏水换热管向外拉时的状态；C-太阳能制热水装置集热器集热换热管的组装完毕时的状态。
具体实施方式
如图1所示，本发明防漏水换热管装置设有喇叭型管口1，喇叭型管口1下面连有直脖管节2，直脖管节2下面连有底部被封堵的换热管体3。
如图1、图2所示，将喇叭型管口1和直脖管节2穿过水箱连接口5全部插入太阳能制热水装置水箱6内，再将密封圈7套在换热管体3上(见图2中A)，推至安装在水箱连接口5处，再将防漏水换热管向外拉(见图2中B)。
如图4所示，本发明防漏水换热管装置设有喇叭型管口1，喇叭型管口1下面连有直脖管节2，直脖管节2下面连有底部被封堵的换热管体3，在换热管体3上安装有吸热片11。
如图4、图5所示，先将密封圈7的内径拉大经过带有吸热片的防漏水换热管的喇叭型管口1和直脖管节2套在换热管体3上，再将喇叭型管口1和直脖管节2穿过水箱连接口5全部插入太阳能制热水装置水箱6内(见图5中A)，再将密封圈7推至安装在水箱连接口5处，再将带有吸热片的防漏水换热管向外拉(见图5中B)；
如图1、图2、图3、图4、图5所示，当直脖管节2穿过安装在水箱连接口5处的密封圈7时，由于密封圈7的内口径尺寸小于直脖管节2的外径尺寸，所以密封圈7紧紧封箍在直脖管节2的外面，致使防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)通过直脖管节2、密封圈7在水箱连接口5处将太阳能制热水装置水箱6和防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)的内腔与外界密封隔离；由于水箱连接口5的口径尺寸只微大于喇叭型管口1的外径尺寸(一般可以大于0.05mm～1mm之间)，水箱连接口5处的水箱内胆环形口9边缘嵌入密封圈7外侧中间的密封圈凹槽8内(见图3)，密封圈凹槽8处的壁厚缩小了水箱连接口口径尺寸(一般壁厚在3mm～5mm之间)，密封圈7的内径口成为水箱连接口，密封圈7的内径尺寸不但小于直脖管节2的外径尺寸，更小于喇叭型管口1的外径尺寸，将防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)向外拉，当直脖管节2穿过密封圈7的内径口，拉至直脖管节2与喇叭型管口1的相连位置时，喇叭型管口1的外锥面座卡在水箱连接口5处的密封圈上端环形台10上，太阳能制热水装置水箱6上水时即使有一定的水压力防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)也能承受，不能被拉出，不能因受压力下滑，将力通过其底部作用在真空集热管底部，顶漏真空集热管，并且由于喇叭型管口1的外锥面座压在密封圈上端环形台10上，水压稍大时有一定的密封作用，将真空集热管套在防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)外面向前推，插入太阳能制热水装置水箱6的保温层内，完成太阳能制热水装置集热器集热换热管的组装(见图2、图5中C)。
本发明的工作过程如下：
太阳能制热水装置水箱6上水或循环换热上水时，水流进太阳能制热水装置水箱6也注入防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)内，此时即使有一定的水压力，防漏水换热管(或者，带有吸热片的防漏水换热管)也能承受，不能受压力下滑将力通过其底部作用在真空集热管底部，顶漏真空集热管。
真空集热管吸收太阳光能，使真空集热管内温度升高：如图1、图2所示，通过直接热传导将其中防漏水换热管中的水升温与太阳能制热水装置水箱6中的低温水进行自然重力式换热，使太阳能制热水装置水箱6中的低温水温度升高，完成太阳能制热水过程；如图4、图5所示，通过直接热传导将其中带有吸热片的防漏水换热管中的水升温与太阳能制热水装置水箱6中的低温水进行自然重力式换热，由于带有吸热片的防漏水换热管上增加的吸热片具有吸热导热作用，使带有吸热片的防漏水换热管中的水快速升温，也快速的使太阳能制热水装置水箱6中的低温水温度升高，完成太阳能制热水过程。