[发明专利]太阳能集热管及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于太阳能热利用领域的集热管及其加工方法，尤其是一种直通 缩口结构的玻璃金属熔封熔封的太阳能集热管及其加工方法。

背景技术

太阳能热利用按温度划分，目前可分为三领域：其中40℃~80℃为低温领域、80℃~ 250℃为中温领域、250℃~800℃为高温领域。

低温领域热利用技术目前国内外已经比较成熟，主要提供生活用水，其产品为平 板型或真空管型集热器。这类集热器因为热损较大，仅能使用在40℃~80℃，主要是用在50 ℃以下的低温生活热水领域。尤其是普通全玻璃真空集热管，更因为结构限制，尤其是因为 内管采用全玻璃结构导致在温度较高时换热性能较差而导致集热系统效率较差。

高温领域热利用技术主要应用是太阳能热发电，集热管结构方式为高温真空太阳 集热管。市场上普遍采用的内管为70mm以上，外管为100mm以上的，长度为4000mm以上的玻 璃金属熔封太阳能集热管，其主要特征表现为，外管和内管的直径差较大，导致内管和外管 之间的间隙较大，基本都大于5mm以上，常规为15mm以上，标准间隙不小于20mm。内管采用两 端和中间等径结构，导致集热管的成本居高不下。如专利CN200810116133.X、 CN200920079164.2、CN201120039433.X及CN201520014328.9均属类似的结构特征。

高温发电管一般用在开口大于2.5m，一般为5.77m及以上的槽式集热器上。在中温 工业热利用领域并不适用，主要是占地面积大，负载较大，无法使用在面积紧张的工业厂 房。

中温领域热利用技术主要以提供工农业用热为主，目前较为先进的应用是空调制 冷、区域建筑供暖及部分工业用热等等，国际上普遍采用平板集热器或玻璃-金属封接式集 热管集热器；目前国际光热应用发展趋势正从传统的低温热水应用逐步向中高温工业应用 和热发电应用转变。

但目前在中温太阳能热利用领域中采用的核心集热管原件仍然没有得到突破，主 要表现在1采用高温发电管小型化，用于中温太阳能集热器上，但仍然没有解决结构复杂， 成本高昂的问题；2采用常规全玻璃真空集热管外置或内置反射板结构，如专利 CN200910016660则采用的是全玻璃真空集热管外聚焦结构；专利CN201210477159则采用内 聚焦模式，但无论哪一种结构，都无法规避因为内管为全玻璃结构而导致传热效率差问题。

由此可见，目前上没有一款完全适合与中温太阳能热利用领域的中温太阳能集热 管，这也是目前中温太阳能热利用领域无法快速市场化的一个根本因素。

发明内容

基于目前中温太阳能热利用领域采用的集热管所存在的各种问题，本发明提出了 一种太阳能集热管，本太阳能集热管为玻璃金属熔封结构中温太阳能集热，简单、可靠、便 于生产、性价比高。

为实现上述技术为目的，本发明采取的技术方案为：太阳能集热管，包括直通金属 内管、罩玻璃管、左端盖和右端盖；其特征在于：直通金属内管和罩玻璃管之间为真空夹层； 所述直通金属内管上带有选择性吸收涂层；所述直通金属内管从罩玻璃管内穿过并且直通 金属内管的两端伸出罩玻璃管外；所述直通金属内管的两端的直径小于其中部的直径，形 成左端变径段、中部段和右端变径段；还包括设置在左端变径段和罩玻璃管之间的并且位 于罩玻璃管内的波纹管和连接套；左端变径段穿过连接套的内孔并通过焊接方式与连接套 的内壁面密封连接；左端盖由内孔翻边、直线段、圆弧段、外圆以及外圆翻边从内向外依次 连接组成；连接套穿过波纹管并且连接套右端与波纹管右端焊接，连接套左端与波纹管左 端的内周面密封连接，波纹管左端的外周面与左端盖的内孔翻边密封连接；左端盖的外圆 圆周有过渡玻璃，所述左端盖的过渡玻璃的外边缘与罩玻璃管通过熔封连接；右端盖和左 端盖的结构相同，由右内孔翻边、右直线段、右圆弧段、右外圆以及右外圆翻边从内向外依 次连接组成；右端变径段与右內孔翻边焊接连接，右端盖的圆周有右过渡玻璃，所述右过渡 玻璃的外边缘与罩玻璃管熔封连接。

进一步的，外圆翻边和右外圆翻边的外表面的过渡玻璃厚度为0.1mm~5.0mm；内孔 翻边与外圆翻边方向为同向或反向；右内孔翻边与右外圆翻边方向为同向或反向；外圆或 者右外圆向外翻边时，采用直线翻边结构或弧线翻边结构，翻边高度不大于5mm；内孔翻边 和右内孔翻边的高度不大于外圆高度；右内孔翻边高度不大于右外圆高度。