[发明专利]双层玻璃真空金属管式太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术。

背景技术

利用太阳能加热技术是近年来广泛采用的一项环保型先进技术，目前大 量地应用于热水器上，尽管各种太阳能集热器的结构不尽相同，但都是依靠 真空集热管充分吸收太阳光的能量，并将其转化为热能传输给介质(如水)。 真空集热管是太阳能集热器普遍使用的集热元件。现有技术中，集热管由内、 外玻璃盲管构成，两管之间抽成真空，内管外壁上涂附吸热材料，内管中充 满水，依靠内管外壁吸收太阳辐射能将水加热，真空层起到保温作用。在使 用过程中，这种真空集热管因管内始终存有水，因此存在易冻损、易结垢、 热效率低等缺点。另外，由于这种集热管一端为盲端，只有一端既作为冷水 进口，又作为热水出口，故集热管内的介质不能顺畅地与其外的介质进行热 交换。各集热管再通过联箱汇集成集热器，这种集热器由于内存的介质水数 量大，不易输出较高的温度。

发明内容

本发明目的在于设计一种能较大地提高传热介质输出温度的双层玻璃 真空金属管式太阳能集热器。

本发明包括至少三套集热管，每套集热管包括两根同向相互套接的透明 的内、外玻璃盲管，内、外两根玻璃盲管在开口端相互熔接，并在两根玻璃 盲管之间设置真空腔。在每套集热管的内玻璃盲管内平行布置金属管一和金 属管二，金属管一、二在内玻璃盲管的盲端相互连通；在金属管一外设置两 个弧形金属翅片，两个翅片自与金属管一连接的根部到自由端相对延伸，两 个翅片的自由端之间所形成的圆弧度为30°～330°；在金属管二外设置两 个弧形金属翅片，两个翅片自与金属管二连接的根部到自由端相对延伸，两 个翅片的自由端之间所形成的圆弧度为330°～30°；上述两组翅片开口相 对，两组翅片圆弧的曲率半径相等，且两者弧度相加形成整圆；金属管一、 二于内玻璃盲管开口端的端部穿出内玻璃盲管外并间隙式支撑在内玻璃盲管 的开口端。

本发明通过金属管一和金属管二设置的金属翅片面积大小不一样，在金 属管一和金属管二内的介质形成温差；由于金属管一和金属管二内的介质量 与真空管内完全充满的介质量相比要少得多，因而金属管一和金属管二内的 介质升温更快更高，这将有利于提高集热器有效热水产率，有利于提高储热 箱中传热介质的温度，有利于扩大集热器应用的领域。

本发明还可在内玻璃盲管的外表面直接设置太阳能吸热膜。

为了提高金属管一和金属管二内介质的光热转换效率，可采用另一种方 案：四个金属翅片的外表面分别设置太阳能吸热膜。阳光穿透外、内玻璃盲 管后直接照射在四个金属翅片上，光能通过其上的太阳能吸热膜转换成热能， 通过热传导，再将热能分别传递给金属管一和金属管二内的介质。

本发明还在内、外两根玻璃盲管之间设置聚光反射件。聚光反射件扩大 了采光面积，会聚后的阳光还提高了能流密度，使集热管输出端的温度得以 进一步提高，可扩展太阳能在其它领域的应用空间，如高温加热、制冷、海 水淡化等。

本发明双层玻璃真空金属管式太阳能集热器，各集热管的金属管一并接 在汇总管一上，各集热管的金属管二并接在汇总管二上。由于金属管一和金 属管二内的介质形成温差，汇总管一与汇总管二内的介质也形成温差，汇总 管一与汇总管二与储热水箱连接后可不用水泵仅靠自身的温差对流即可将集 热器收集的太阳热能传输到储热水箱。

相邻两组集热管的金属管一、二依次串接，串接形成的两个端口分别连 接在两根汇总管上。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为内、外玻璃盲管的连接结构示意图。

图3为图1中I部放大剖示图。

图4为图1中的一种A-A断面图。

图5为图1中的第二种A-A断面图。

图6为图1中的第三种A-A断面图。

图7为本发明的另一种结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由至少四套集热管1组成，从各集热管1内穿出的 金属管一2分别并接在汇总高温水管4上，从各集热管1内穿出的金属管二 3分别并接在汇总低温水管5上。

如图2所示，每套集热管1由两根同向相互套接的透明的内玻璃盲管6、 外玻璃盲管7、金属管一2和金属管二3组成，内、外两根玻璃盲管6、7在 开口端相互熔接，并在两根玻璃盲管之间设置真空腔。