專利名稱：一種新型真空管太陽能熱管集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種太陽能集熱器，特別是ー種新型真空管太陽能熱管集熱器，屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽的輻射功率達(dá)3. 8 X 1023 kW，其中，約1.08x 1014 kW輻射到地球表面。據(jù)估算，太陽在一月之內(nèi)輻射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內(nèi)的所有不可再生能源總儲(chǔ)量的10倍之多，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。我國(guó)屬太陽能資源相當(dāng)豐富的國(guó)家，國(guó)土面積的2/3地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2200h，単位面積太陽能輻射總量高于5016MJ/m2。開發(fā)和利用資源豐富、分布范圍極廣的太陽能，在給人類提供清潔能源的同吋，還能達(dá)到零污染及零排放的要求，能極大地加速和促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
太陽能的利用方法是多種多祥的，但目前而言，對(duì)太陽能輻射的直接熱利用是最簡(jiǎn)單和高效的方式。熱管作為ー種高效的傳熱元件，問世以來便得到了迅速的發(fā)展，在許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。把太陽能真空管和熱管相結(jié)合組成太陽能真空熱管便匯集了兩者的優(yōu)點(diǎn)與一體，太陽能真空熱管由于結(jié)合了真空管和熱管的各自優(yōu)點(diǎn)，因此它具有防凍能力強(qiáng)、啟動(dòng)快、傳熱性能好、防結(jié)垢、使用可靠、承壓高和熱損失小等特點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供ー種結(jié)構(gòu)新穎、熱效率高的新型真空管太陽能熱管集熱器，以解決太陽能集熱器啟動(dòng)慢，傳染性能差，壽命短等問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是ー種新型真空管太陽能熱管集熱器，由太陽能真空管I、熱管3、密封塞4、管道組件5構(gòu)成。熱管3裝在太陽能真空管I內(nèi)，熱管3朝向太陽ー側(cè)電鍍或涂有ー層或多層抗氧化的選擇性吸收涂層，真空管頂端用密封塞4與熱管3密封連接。熱管3上端通過管道組件5下集管的管孔插入管道組件5上的平行套管內(nèi)。密封塞4為經(jīng)過防火處理的防火軟木塞或耐高溫具有密封效果的金屬塞、陶瓷塞和玻璃等。熱管3兩側(cè)裝有翅片2，翅片2朝向太陽ー側(cè)電鍍或涂有ー層或多層抗氧化的選擇性吸收涂層。太陽能真空管I為取消涂層的透平真空管。密封塞4中心鉆孔，以便于熱管3穿過。管道組件5由上下兩集管，均勻分布于兩集管間的ー個(gè)或多個(gè)平行套管組成，下集管帶有ー個(gè)或多個(gè)管孔。熱管3中工作流體根據(jù)工作溫度范圍可用水、こ醇、甲醇、丙酮等及其混合物。本實(shí)用新型的工作原理為太陽輻射透過真空玻璃管，照射到熱管和翅片，被選擇性涂層吸收，溫度上升，同時(shí)熱量傳遞給熱管熱端(蒸發(fā)段)，熱管內(nèi)エ質(zhì)吸收熱量沸騰蒸發(fā)，在壓差的作用下，氣態(tài)的熱管エ質(zhì)被壓送到熱管冷端(冷凝端)；氣態(tài)エ質(zhì)在冷端放熱凝結(jié)，把熱量傳遞給熱管外側(cè)的被加熱流體，同時(shí)在重力作用下，凝結(jié)液順著熱管內(nèi)壁返流至熱管底部(熱端)，完成ー個(gè)循環(huán)。本集熱器采用真空管和熱管相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使本集熱器同時(shí)具有真空管與熱管兩者的優(yōu)點(diǎn)，真空管減少了熱管熱端熱損失，采用熱管元件則增大了裝置的承壓、抗凍等能力，減少了集熱器的熱容量，集熱器的啟動(dòng)時(shí)間縮短。選擇性涂層涂在熱管熱端外套管外壁及翅片上，可充分吸收太陽能，同時(shí)降低真空管玻璃的運(yùn)行溫度。另外，熱管冷端的井字形具有套管結(jié)構(gòu)的管道組件能強(qiáng)化換熱，可提高集熱器效率。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與普通太陽能集熱器相比，具有啟動(dòng)較快、防凍能力強(qiáng)、傳熱性能好、防結(jié)垢、使用可靠、承壓高和熱損失小及壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的有益效果是(I)裝置由于采用熱管作為傳熱部件，因此裝置承壓能力高，適用于被加熱流體帶壓的應(yīng)用場(chǎng)合；(2)安全性能好，解決了全玻璃真空管夏天熱爆和冬天冷爆的問題，在外界環(huán)境惡 劣的情況下也能正常運(yùn)行；(3)選擇性吸收涂層涂在套管和翅片上，使得裝置對(duì)太陽能輻射熱量的吸收效果更好，同時(shí)可以使真空管玻璃的運(yùn)行溫度下降，在減少熱損的同時(shí)，也延長(zhǎng)了真空管的使用壽命。(4)熱管冷端的井字形具有套管結(jié)構(gòu)的管道組件能強(qiáng)化換熱，可提高集熱器效率，同時(shí)確保了被加熱流體的均衡受熱。

圖I為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為本實(shí)用新型太陽能真空管的剖視圖；圖中各標(biāo)號(hào)為1 :太陽能真空管、2 :翅片、3 :熱管、4 :密封塞、5 :管道組件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說明，但本實(shí)用新型的內(nèi)容并不限于所述范圍。實(shí)施列I :如圖1-2所示，ー種新型真空管太陽能熱管集熱器，由太陽能真空管I、熱管3、密封塞4構(gòu)成。熱管3裝在太陽能真空管I內(nèi)，熱管3朝向太陽ー側(cè)涂有ー層抗氧化的選擇性吸收涂層，真空管頂端用密封塞4與熱管3密封連接。熱管3上端通過管道組件5下集管的管孔插入管道組件5上的平行套管內(nèi)。密封塞4為經(jīng)過防火處理的防火軟木塞。熱管3兩側(cè)裝有翅片2，翅片2朝向太陽ー側(cè)涂有ー層抗氧化的選擇性吸收涂層。太陽能真空管I為取消涂層的透平真空管。密封塞4中心鉆孔。管道組件5由上下兩集管，均勻分布于兩集管間的五個(gè)平行套管組成，下集管帶有五個(gè)管孔。熱管3中工作流體采用水。本實(shí)用新型的工作原理為太陽輻射透過真空玻璃管，照射到熱管和翅片，被選擇性涂層吸收，溫度上升，同時(shí)熱量傳遞給熱管熱端(蒸發(fā)段)，熱管內(nèi)エ質(zhì)吸收熱量沸騰蒸發(fā)，在壓差的作用下，氣態(tài)的熱管エ質(zhì)被壓送到熱管冷端(冷凝端)；氣態(tài)エ質(zhì)在冷端放熱凝結(jié)，把熱量傳遞給熱管外側(cè)的被加熱流體，同時(shí)在重力作用下，凝結(jié)液順著熱管內(nèi)壁返流至熱管底部(熱端)，完成ー個(gè)循環(huán)。本集熱器采用真空管和熱管相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，使本集熱器同時(shí)具有真空管與熱管兩者的優(yōu)點(diǎn)，真空管減少了熱管熱端熱損失，采用熱管元件則增大了裝置的承壓、抗凍等能力，減少了集熱器的熱容量，集熱器的啟動(dòng)時(shí)間縮短。熱管熱端外側(cè)加ー帶蓄熱材料的套管，使裝置在加熱的同時(shí)具有蓄熱功能。選擇性涂層涂在熱管熱端外套管外壁及翅片上，可充分吸收太陽能，同時(shí)降低真空管玻璃的運(yùn)行溫度。另外，熱管冷端的井字形具有套管結(jié)構(gòu)的管道組件能強(qiáng)化換熱，可提高集熱器效率。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，與普通太陽能集熱器相比，具有可蓄熱、啟動(dòng)較快、防凍能力強(qiáng)、傳熱性能好、防結(jié)垢、使用可靠、承壓高和熱損失小及壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施列2 :如圖1-2所示，ー種新型真空管太陽能熱管集熱器，由太陽能真空管I、熱管3、密封塞4構(gòu)成。熱管3裝在太陽能真空管I內(nèi)，熱管3朝向太陽ー側(cè)電鍍ニ層抗氧化的選擇性吸收涂層，真空管頂端用密封塞4與熱管3密封連接。熱管3上端通過管道組件5下集管的管孔插入管道組件5上的平行套管內(nèi)。密封塞4為耐高溫具有密封效果的金屬塞。熱管3兩側(cè)裝有翅片2，翅片2朝向太陽ー側(cè)電鍍ニ層抗氧化的選擇性吸收涂層。太陽能真空管I為取消涂層的透平真空管。密封塞4中心鉆孔。管道組件5由上下兩集管， 均勻分布于兩集管間的七個(gè)平行套管組成，下集管帶有七個(gè)管孔。熱管3中工作流體采用こ醇與甲醇的混合物。
權(quán)利要求1.一種新型真空管太陽能熱管集熱器，其特征在于該集熱器由太陽能真空管(I)、熱管(3 )、密封塞(4 )、管道組件(5 )構(gòu)成；熱管(3 )裝在太陽能真空管(I)內(nèi)，熱管(3 ) —側(cè)涂有選擇性吸收涂層，真空管頂端用密封塞(4)與熱管(3)密封連接，熱管(3)上端插入管道組件(5)上的平行套管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型真空管太陽能熱管集熱器，其特征在于熱管(3)兩側(cè)裝有翅片(2 )，翅片(2 )上涂有選擇性吸收涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種新型真空管太陽能熱管集熱器，其特征在于太陽能真空管(I)為取消涂層的透平真空管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型真空管太陽能熱管集熱器，其特征在于密封塞(4)中心鉆孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型真空管太陽能熱管集熱器，其特征在于所述管道組件(5)由上下兩集管，均勻分布于兩集管間的一個(gè)或多個(gè)平行套管組成，下集管帶有一個(gè)或多個(gè)管孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型真空管太陽能熱管集熱器，屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。本裝置由太陽能真空管、熱管、密封塞和管道組件構(gòu)成。熱管裝在太陽能真空集熱管內(nèi)，熱管一側(cè)涂有選擇性吸收涂層，真空管頂端用密封塞與熱管密封連接，熱管上端插入管道組件上的平行套管內(nèi)。本裝置將集熱和加熱功能一體化，因此相比于一般的太陽能真空管集熱器，能更好的吸收太陽能。熱管冷端的Ⅱ字形具有套管結(jié)構(gòu)的管道組件能強(qiáng)化換熱，提高集熱器效率。此外，本裝置還具有重量輕、可模塊化自由組合、安裝方便、啟動(dòng)較快、防凍能力強(qiáng)、傳熱性能好、防結(jié)垢、使用可靠、承壓高和熱損失小及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F24J2/32GK202403425SQ20112035047
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者冷婷婷, 王 華, 王輝濤, 葛眾, 陳蓉, 黃峻偉 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)