[发明专利]高效防冻太阳能集热管

说明书

本发明为高效防冻太阳能集热管，属于太阳能光热领域，本发明用于解决太阳能设备容易因炸管；解决集热设备不能承压运行；解决全玻璃真空管太阳能集热设备无法使用防冻介质；所采用的技术方案是：本发明由真空管外管、真空管内管、真空层、金属支架、胶帽、U型腔金属吸热板、太阳能吸收膜层、歧管、吸气剂构成。其特征是：真空管外管套在真空管内管外，内外管的开口端熔合，U型腔金属吸热板位于真空管内管腔内，U型腔金属吸热板外有太阳能吸收膜层，歧管焊接在U型腔金属吸热板开口处，胶帽盖在真空管的开口端，太阳辐射穿过两层玻璃管被U型腔金属吸热板太阳能吸收膜层直接吸收转化成热能，再通过热传递将U型腔金属吸热板内热媒加热。

技术领域

本发明涉及一种高效防冻太阳能集热管，利用真空管外管，真空管内管之间形成的真空层作为隔热保温结构，利用内置的带太阳能吸收膜层的U型腔金属吸热板做为吸热元件，U型腔金属吸热板的U型腔内加注传热介质，当太阳光穿过真空管外管，真空管内管后被带有太阳能吸收膜层的U型腔金属吸热板吸收，带太阳能吸收膜层的U型腔金属板吸收阳光能量后温度升高，将腔内的防冻传热介质加热，属于太阳能光热领域。

技术背景

随着人们环保节能意识的提高，太阳能作为一种新型的可再生清洁能源，已广泛的应用在人们的日常生活中，发挥着巨大的作用。但是现有的太阳能集热产品存在着不足。如全玻璃真空管集热管不能承压，不能加注防冻介质做热媒；U型管式全玻璃真空管虽具备加注防冻介质的条件而且也能承受一定压力但是其热效率低；热管型全玻璃真空管集热管制造成本高，效率偏低，且不可以将热管轴线水平进行安装，使安装位置受限；金属玻璃热压封接真空管及金属玻璃热熔封接真空管制造工艺复杂，成品率低，有色金属消耗大，成本高居不下。曲面金属流道集热管热效率较低，生产制造成本高居不下难以产生较高的经济效益，使其在应用过程中受到了很大限制。

本发明的目的在于提供一种能够兼顾承受较高压力、在环境温度低的工况下高效产出较高温度热媒、冬季防止炸管、可以加注注防冻热媒、运行稳定的高效防冻太阳能集热管。

本发明与现有技术相比具有的特点、优点

本发明与现有的全玻璃真空管太阳能不同，现有全玻璃真空管太阳能是将隔热保温用的真空层结构与用于吸热膜层全部做在真空管上，结构简单，但是在太阳真空管破裂时候容易造成系统的瘫痪，及真空管的内容积比较大，介质用量太多，成本太高，而且当真空管的破碎时会导致大量的防冻介质泄露，造成巨大的经济损失，以及真空管承受系统工作压力较低所以全玻璃真空集热管不具备加注防冻液作为热媒的条件。使得真空管太阳能的供热系统在寒冷地区运行不稳定，大面积应用受到很大限制。而本发明的高效防冻太阳能集热管因为采用了容积比较小的U型腔金属吸热板，热媒循环在U型腔金属吸热板内腔中，所以能够在承受较高的工作压力工况下稳定运行，又因为真空管外管或内管破碎时，热媒不会因为真空管外管或内管的破碎而泄露，保证系统能够持续稳定运行。这些特点的存在使得系统可以采用防冻介质作为热媒在压力较高的工况下为运行。系统的稳定运行，使维护维修工作量变低，维修及实时性要求变低，这些优点让本发明的使用成本大幅下降，产品的经济性突出。

本发明与U型管式全玻璃真空管的结构与原理不同，U型管式全玻璃真空管的原理是在全玻璃真空管内部放入U型金属吸热管，做为吸热原件，即阳光辐射穿透全玻璃真空管的外管被真空管内管外壁的吸收膜层进行吸收，将辐射能转化为热能通过热传递将真空管内管加热，再由温度升高的内管通过热传递的方式将热能传给内管中的空气，再由空气将能量传递给真空管内的U型金属吸热管，最终才能将热量传递给在U型金属吸热管中循环热媒，因为多级热传递及每级传热效率低，所以热传递的热损失较高，又因为热传递效率低，真空管内管收集的热量不能及时被导出，致使真空管内管温度值大幅度升高，造成其向环境中的红外线低温辐射的热损失上升，系统的集热效率降低，而本发明是让太阳的辐射直接穿透真空管外管及真空管内管，太阳辐射能量直接被U型腔金属吸热板外涂覆的太阳能吸收膜层吸收，将太阳的辐射能量直接转化成U型腔金属吸热板内能，使其温度升高，直接将热能通过金属传递给U型腔金属吸热板内腔中的传热热媒。这样能量传递迅速，集热效果比U型管式真空管太阳能有明显优势。