專利名稱：太陽能集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
技術(shù)背景太陽能集熱器通過輻射吸熱層對(duì)太陽光的光輻射能量進(jìn)行吸收，并利 用溫室效應(yīng)原理將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能?，F(xiàn)有的太陽能集熱器有平板型太陽 能集熱器與聚焦式太陽能集熱器等。其中，聚焦式太陽能集熱器由若干支 太陽能集熱管組裝而成。現(xiàn)有的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)如圖1所示。太陽光通過集熱器的外透光管91后，投射到吸熱層94上，吸熱層94將輻射光能轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)吸熱 層94溫度升高，并通過吸熱層94背面的內(nèi)透光管93對(duì)導(dǎo)熱流體傳熱。內(nèi) 透光管93的材料多與外透光管91相同， 一般為玻璃，有機(jī)玻璃等。上述 結(jié)構(gòu)均存在以下缺點(diǎn)因內(nèi)透光管產(chǎn)生熱傳導(dǎo)熱阻，使得吸熱層與導(dǎo)熱流 體之間具有較大的溫差，從而產(chǎn)生傳熱的不可逆損失；同時(shí)，大的溫差也使對(duì)于相同的導(dǎo)熱流體溫度，要求吸熱層的溫度更高，而溫度高的吸熱層會(huì)產(chǎn)生更多對(duì)環(huán)境的輻射，從而降低了太陽能集熱管的效率。由于附著有吸熱層的內(nèi)透光管為了適用一側(cè)真空， 一側(cè)大氣壓力甚至正壓力的工況， 必須具有相當(dāng)厚度以達(dá)到足夠的強(qiáng)度和剛度，所以，吸熱層到導(dǎo)熱流體的導(dǎo)熱阻力引起的溫差不可逆損失相當(dāng)可觀。以通常的玻璃真空集熱管為例， 其吸熱層與導(dǎo)熱流體間的溫差在吸熱層為100攝氏度時(shí)可達(dá)約30度，嚴(yán)重 影響了集熱器效率。此外，由于吸熱層的熱量無法及時(shí)傳導(dǎo)，致使吸熱層 的溫度過高，從而導(dǎo)致更多的輻射熱損失，進(jìn)一步降低了太陽能集熱管效 率。而且，高溫易使吸熱層產(chǎn)生氣體，破壞真空度，需要使用消氣片(劑) 來改善真空度，這將導(dǎo)致成本增加。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種能夠減少吸熱 層與導(dǎo)熱流體之間的溫差，從而提高傳熱效率的太陽能集熱管。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種太陽能集熱管，包括內(nèi)透光管和套設(shè)于 該內(nèi)透光管外部的外透光管，在內(nèi)透光管與外透光管之間形成夾套層，夾 套層中采用真空絕熱，在內(nèi)透光管的表面設(shè)有吸熱層，導(dǎo)熱流體在內(nèi)透光 管中流動(dòng)，其中，吸熱層附著于內(nèi)透光管的內(nèi)壁表面，在吸熱層靠近導(dǎo)熱 流體的一面附著有保護(hù)層。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型將吸熱層附著在內(nèi)透光管的內(nèi)壁表 面，并以附著在吸熱層表面的保護(hù)層替代內(nèi)透光管與導(dǎo)熱流體直接接觸換熱， 保護(hù)層不需要像現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)透光管那樣支承吸熱層，因而可以做得很薄， 大大降低了吸熱層與導(dǎo)熱流體之間的溫度差，減少了吸熱層與導(dǎo)熱流體間的熱 交換不可逆損失，提高了吸熱層與導(dǎo)熱流體間的熱交換效率。


圖1A為現(xiàn)有的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1B為沿圖1A的P-P線的剖視圖；圖2A為本實(shí)用新型的太陽能集熱管的第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2B為沿圖2A的A-A線的剖視圖；圖3A為本實(shí)用新型的太陽能集熱管的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖3B為沿圖3A的B-B線的剖視圖；圖4A為本實(shí)用新型的太陽能集熱管的第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖; 圖4B為沿圖4A的C-C線的剖視圖。
具體實(shí)施方式
圖2A， 2B示出了本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)。如 圖所示，該太陽能集熱管為一端開放、 一端封閉的雙層U型管結(jié)構(gòu)，包括外透 光管11和內(nèi)透光管13,在外透光管11和內(nèi)透光管13之間形成一夾套層12， 該夾套層采用真空絕熱，用于隔絕外透光管和內(nèi)透光管之間的對(duì)流和熱傳導(dǎo)交 換。導(dǎo)熱流體通過該集熱管的幵放端，充注到內(nèi)透光管13之中。在內(nèi)透光管 13的內(nèi)壁表面附著有吸熱層14，在該吸熱層14靠近導(dǎo)熱流體的一面附著有 保護(hù)層15。太陽光通過外透光管11和內(nèi)透光管13后照射到吸熱層14上，其 中，大部分太陽輻射能被吸熱層14吸收，并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，然后通過保護(hù)層15 傳給內(nèi)透光管13中的導(dǎo)熱流體。圖3A， 3B示出了本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)。第二 種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的主要不同之處在于，該太陽能集熱管為兩端開 放的直通式管結(jié)構(gòu)。它包括外透光管21和內(nèi)透光管23,在外透光管21和內(nèi)透 光管23之間形成一夾套層22,夾套層22采用真空絕熱。導(dǎo)熱流體在內(nèi)透光管 23中流動(dòng)。在內(nèi)透光管23的內(nèi)壁表面附著有吸熱層24，在該吸熱層靠近導(dǎo) 熱流體的一面附著有保護(hù)層25。在一種優(yōu)選方式中，在外透光管21的內(nèi) 壁表面附著選擇性反射層26。圖4A, 4B示出了本實(shí)用新型第三種實(shí)施方式的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)。它包 括外透光管31和內(nèi)透光管33，在外透光管31和內(nèi)透光管33之間形成一夾套層 32，夾套層32采用真空絕熱。導(dǎo)熱流體在內(nèi)透光管33中流動(dòng)。在內(nèi)透光管33 的內(nèi)壁表面附著有吸熱層34，在該吸熱層靠近導(dǎo)熱流體的一面附著有保護(hù)層 35。其與第二種實(shí)施方式的不同之處在于，該太陽能集熱管的橫截面形狀為橢 圓形。本實(shí)用新型將吸熱層附著在內(nèi)透光管的內(nèi)壁表面，并以附著在吸熱層表面 的保護(hù)層替代內(nèi)透光管與導(dǎo)熱流體直接接觸換熱，保護(hù)層不需要像現(xiàn)有技術(shù)中 的內(nèi)透光管那樣支承吸熱層，因而可以做得很薄，大大降低了吸熱層與導(dǎo)熱流 體之間的溫度差，減少了吸熱層與導(dǎo)熱流體間的熱交換不可逆損失，提高了吸 熱層與導(dǎo)熱流體間的熱交換效率。另一方面，將吸熱層附著內(nèi)透光管的內(nèi)壁表面，既解決了吸熱層的支承問題，又可利用內(nèi)透光管進(jìn)一步保溫。而保護(hù)層減 小了導(dǎo)熱流體對(duì)吸收涂層材料性能的影響，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)功能的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的外透光管和內(nèi)透光管由玻璃、有機(jī)玻璃或高分子透明材料中
的任何一種材料制成。導(dǎo)熱流體可以是水、乙二醇、空氣等。保護(hù)層可以由金 屬、非金屬或合成材料制成。例如，保護(hù)層可以由銅或耐熱塑料制成，也可以 采用玻璃納米涂層充當(dāng)保護(hù)層。雖然本實(shí)用新型的描述結(jié)合了特定的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員應(yīng)該理解本實(shí)用新型并不限于在此描述的實(shí)施例，并可以進(jìn)行各種修改 和變化而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種太陽能集熱管，包括內(nèi)透光管和套設(shè)于所述內(nèi)透光管外部的外透光管，在所述內(nèi)透光管與所述外透光管之間形成夾套層，所述夾套層中采用真空絕熱，在內(nèi)透光管的表面設(shè)有吸熱層，導(dǎo)熱流體在內(nèi)透光管中流動(dòng)，其特征在于，所述吸熱層附著于所述內(nèi)透光管的內(nèi)壁表面，在所述吸熱層靠近導(dǎo)熱流體的一面附著有保護(hù)層。
2. 如權(quán)利要求1所述的太陽能集熱管，其特征在于，所述內(nèi)透光管和所 述外透光管由玻璃、有機(jī)玻璃或高分子透明材料中的任何一種材料制成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的太陽能集熱管，其特征在于，所述太陽能集 熱管為一端開放、另一端封閉的雙層U型管結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的太陽能集熱管，其特征在于，所述太陽能集熱管為直通式管結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求4所述的太陽能集熱管，其特征在于，在所述外透光管的內(nèi)壁表面附著了選擇性反射層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能集熱管，包括內(nèi)透光管和套設(shè)于該內(nèi)透光管外部的外透光管，在內(nèi)透光管與外透光管之間形成夾套層，夾套層中采用真空絕熱，在內(nèi)透光管的表面設(shè)有吸熱層，導(dǎo)熱流體在內(nèi)透光管中流動(dòng)，其中，吸熱層附著于內(nèi)透光管的內(nèi)壁表面，在吸熱層靠近導(dǎo)熱流體的一面附著有保護(hù)層。本實(shí)用新型的太陽能集熱管能夠減少吸熱層與導(dǎo)熱流體之間的溫差，從而提高傳熱效率。
文檔編號(hào)F24J2/05GK201050897SQ20072006890
公開日2008年4月23日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者陽 徐 申請人:陽 徐