[发明专利]一种提高传热效率的太阳能真空管及其控制方法

说明书

本发明涉及一种提高传热效率的太阳能真空管，真空管内具有倾斜设置的导流板，导流板将真空管分为冷水舱和热水舱，冷水舱的宽度由真空管的开口端向底端方向逐步递减，热水舱的宽度由真空管的开口端向底端方向逐步递增，导流板的下端向着热水舱平滑延伸有导流部，导流部为开口朝向热水舱的圆弧状结构，导流板的侧端与金属内管的内壁之间设有多个翅片，多个翅片由上至下分布，翅片呈圆弧状结构，冷水舱内的翅片的开口朝向金属内管的底端设置，热水舱内的翅片的开口朝向金属内管的开口端设置，金属内管的内壁底部具有螺旋面。本发明具有如下优点：使水经过真空管传热时形成旋流，提高与真空管的接触面，加快真空管的传热效率。

技术领域：

本发明属于太阳能集热器领域，具体涉及一种提高传热效率的太阳能真空管及其控制方法。

背景技术：

太阳能是一种分散性和间歇性的能源，要想充分利用它就需要用到储能技术将白天充足的太阳能储存起来，以供夜间或阴天使用。太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能的装置，通过吸收一定波长的太阳辐射，将太阳辐射转化为其它形式的能量。目前用于太阳能集热器的真空管结构采用双层玻璃管，一端开口一端成封闭状态的长圆柱形管道，封闭端朝下放置，开口端与太阳能集热器的联箱连接，双层玻璃管之间的空气夹层做真空处理，减少由空气流动造成的热损。

现有的真空管太阳能热水器中，水箱中的冷水较真空管内的热水比重大，水经过真空管传热后，温度升高，密度减小，从而真空管内的热水向水箱移动，而水箱中的冷水向真空管移动，在真空管与水箱连接的区域，有热流体流射、冷流体入流以及冷热流体混流，水箱底部存在温度分层现象，水箱平均温度低，为解决这一问题，人们想出在真空管内设置导流板的技术方案。

如专利号201110153073.0真空管导流循环装置中，在双层玻璃真空管的端部安装导流罩，在导流罩的外部套装集管盒，导流罩向真空管内插入隔板，通过隔板将真空管分隔成冷水通道和热水通道，这种结构存在如下缺陷：1、隔板通过导流罩与双层玻璃真空管进行连接，双层玻璃真空管本身在热应力集中时结构较为脆弱，尤其是双层玻璃真空管的两端位置，双层玻璃真空管既要受到太阳能的热应力影响，又要受到水流对隔板的冲击力，更容易发生炸裂，真空管的底部水流动性差，更容易使真空管底部热应力集中；2、隔板的上端通过导流罩与真空管实现固定，隔板的下端延伸至真空管内，当水流在真空管循环换热时，对隔板产生一定冲击，隔板在真空管内出现晃动的现象，严重的甚至是隔板从导流罩上脱落至真空管内，对真空管同样造成冲击损坏；3、冷水在真空管开口端处由于自身重力作用，会沿着导流板以及金属内管快速下落至真空管的底部，大大缩短了冷水在真空管内停留的时间，传热效率无法得到保证。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种提高传热效率的太阳能真空管，采用特殊结构的真空管，使水经过真空管传热时形成旋流，提高与真空管的接触面，加快真空管的传热效率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种提高传热效率的太阳能真空管，真空管由金属内管以及玻璃外管熔接而成，金属内管与玻璃外管之间为真空层，真空管内具有倾斜设置的导流板，导流板将真空管分为冷水舱和热水舱，冷水舱的宽度由真空管的开口端向底端方向逐步递减，热水舱的宽度由真空管的开口端向底端方向逐步递增，导流板的下端向着热水舱平滑延伸有导流部，导流部为开口朝向热水舱的圆弧状结构，导流板的侧端与金属内管的内壁之间设有多个翅片，多个翅片由上至下分布，翅片呈圆弧状结构，冷水舱内的翅片的开口朝向金属内管的底端设置，热水舱内的翅片的开口朝向金属内管的开口端设置，金属内管的内壁底部具有螺旋面。

本发明的进一步改进在于：水箱内的水由上至下经过冷水舱内的翅片形成涡流状结构，再经过螺旋面导流由下至上向热水舱内的翅片流动。

本发明的进一步改进在于：真空层由玻璃外管与金属内管密封后抽真空而成。

本发明的进一步改进在于：金属内管的外壁涂设有选择性吸收涂层。