太陽能防爆集熱管的制作方法
【專利說明】 太陽能防爆集熱管
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及太陽能設(shè)施領(lǐng)域，特別地，是涉及一種太陽能集熱管。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]目前，普通的真空集熱管由內(nèi)外層玻璃管構(gòu)成，兩層玻璃管之間為真空隔層，內(nèi)外層玻璃管在管口處相互連接，一體成型。由于在受太陽持續(xù)照射的過程中，管內(nèi)的水體或介質(zhì)會持續(xù)升溫，如泄壓不及時，很容易發(fā)生爆管現(xiàn)象。在實際使用過程中，典型地，如果忘記給太陽能熱水器加水，則在夏季就極其容易爆管。另一方面，為了給真空集熱管泄壓，還需要在保溫設(shè)備上開設(shè)氣孔，由于氣孔的開始，使得保溫效果受到影響，使室外太陽能設(shè)備的儲熱能力大幅下降。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽能防爆集熱管，該集熱管可以有效防止管內(nèi)溫度過高，避免爆管現(xiàn)象的發(fā)生。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該太陽能防爆集熱管包括內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管；所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管之間為真空層；所述外層玻璃管的內(nèi)底部設(shè)有一段由不透光保溫材料構(gòu)成的短管，所述短管的外表面與外層玻璃管緊密貼合，且所述短管的端口高于所述內(nèi)層玻璃管的底部；所述短管內(nèi)盛有水銀，且水銀的量、短管端口上方的真空空間的體積、短管的容積之間具有如下特征關(guān)系:水銀的溫度低于所述內(nèi)層玻璃管中的液體沸點的90%時，所述水銀的體積小于所述短管的容積；而水銀的溫度達到所述沸點時，水銀的體積等于所述短管的容積以及短管端口上方的真空空間的體積的總和。
[0008]作為優(yōu)選，所述內(nèi)層玻璃管的外表面鍍制有增透膜及紅外反射膜，以使盡可能多的太陽光進入管內(nèi)，并抑制管內(nèi)的熱量以紅外熱的形式向外輻射。
[0009]作為優(yōu)選，所述短管由絕熱橡膠構(gòu)成；所述外層玻璃管的外表面與短管正對的部分制成鏡面，以防止外界熱輻射對于短管內(nèi)水銀溫度的影響。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:該太陽能防爆集熱管在集熱過程中，由于所述短管中的水銀始終與內(nèi)層玻璃管接觸，因此水銀的溫度與內(nèi)層玻璃管中的液體溫度基本一致；當(dāng)所述液體的溫度低于沸點的90%時，由于水銀始終保持在短管內(nèi)部，故而不對外散熱，也不影響集熱管正常集熱，而在液體溫度接近沸點的過程中，水銀因受熱膨脹逐漸溢出所述短管，并沿著真空層逐漸上升，直至頂部，包圍整個內(nèi)層玻璃管，此時，不僅外界射向集熱管的太陽光被填充在真空層中的水銀層完全反射，并且水銀層作為優(yōu)良的導(dǎo)熱中介，與內(nèi)層玻璃管、外層玻璃管一起，形成優(yōu)良導(dǎo)熱體，將管內(nèi)液體的熱量迅速散入外界，從而始終使管內(nèi)液體保持在沸點以下；故而可以有效防止爆管現(xiàn)象。
[0011]
【附圖說明】
[0012]圖1是本太陽能防爆集熱管的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明:
在圖1所示實施例中，該太陽能防爆集熱管包括內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2 ;所述內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2之間為真空層3 ;所述外層玻璃管2的內(nèi)底部設(shè)有一段由不透光保溫材料構(gòu)成的短管4，所述短管4的外表面與外層玻璃管2緊密貼合，且所述短管4的端口高于所述內(nèi)層玻璃管I的底部；所述短管4內(nèi)盛有水銀。
[0015]所述水銀的量、短管端口上方的真空空間的體積、短管4的容積之間具有如下特征關(guān)系:水銀的溫度低于所述內(nèi)層玻璃管I中的液體沸點的90%時，所述水銀的體積小于所述短管4的容積；而水銀的溫度達到所述沸點時，水銀的體積等于所述短管4的容積以及短管端口上方的真空空間的體積的總和。具體計算可按如下方式:設(shè)短管4的容積為W，短管端口上方的真空空間的體積為Vl ;所述沸點為T ;水銀溫度為90%T時，恰好充滿所述短管4，此時水銀體積為VO ;而水銀溫度為T時，體積為V0+V1 ;由于水銀的體積與溫度呈正比，因此可得關(guān)系式(0.9Τ) /T=VO/ ( V0+V1)，即V0/( V0+V1)=0.9①；以此關(guān)系式，設(shè)計短管4的容積及真空層3的厚度和長度，即可得到滿足需求的集熱管。
[0016]上述的太陽能防爆集熱管，所述內(nèi)層玻璃管I的外表面鍍制有增透膜及紅外反射膜，以使盡可能多的太陽光進入管內(nèi)，并抑制管內(nèi)的熱量以紅外熱的形式向外輻射。
[0017]上述的太陽能防爆集熱管，所述短管4可以由絕熱橡膠構(gòu)成；而所述外層玻璃管2的外表面與短管4正對的部分制成鏡面，以防止外界熱輻射對于短管4內(nèi)水銀溫度的影響。
[0018]上述太陽能防爆集熱管在集熱過程中，由于所述短管4中的水銀始終與內(nèi)層玻璃管I接觸，因此水銀的溫度與內(nèi)層玻璃管I中的液體溫度基本一致；當(dāng)所述液體的溫度低于沸點的90%時，由于水銀始終保持在短管4內(nèi)部，故而不對外散熱，也不影響集熱管正常集熱，而在液體溫度接近沸點的過程中，水銀因受熱膨脹逐漸溢出所述短管4，并沿著真空層3逐漸上升，直至頂部，包圍整個內(nèi)層玻璃管1，此時，不僅外界射向集熱管的太陽光被填充在真空層3中的水銀層完全反射，并且水銀層作為優(yōu)良的導(dǎo)熱中介，與內(nèi)層玻璃管1、外層玻璃管2 —起，形成優(yōu)良導(dǎo)熱體，將管內(nèi)液體的熱量迅速散入外界，從而始終使管內(nèi)液體保持在沸點以下；故而可以有效防止爆管現(xiàn)象。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種太陽能防爆集熱管，包括內(nèi)層玻璃管(I)和外層玻璃管(2);所述內(nèi)層玻璃管(I)和外層玻璃管(2)之間為真空層(3);其特征在于:所述外層玻璃管(2)的內(nèi)底部設(shè)有一段由不透光保溫材料構(gòu)成的短管(4)，所述短管(4)的外表面與外層玻璃管(2)緊密貼合，且所述短管(4)的端口高于所述內(nèi)層玻璃管(I)的底部；所述短管(4)內(nèi)盛有水銀，且水銀的量、短管端口上方的真空空間的體積、短管(4)的容積之間具有如下特征關(guān)系:水銀的溫度低于所述內(nèi)層玻璃管(I)中的液體沸點的90%時，所述水銀的體積小于所述短管(4)的容積；而水銀的溫度達到所述沸點時，水銀的體積等于所述短管(4)的容積以及短管端口上方的真空空間的體積的總和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能防爆集熱管，其特征在于:所述內(nèi)層玻璃管(I)的外表面鍍制有增透膜及紅外反射膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能防爆集熱管，其特征在于:所述短管(4)由絕熱橡膠構(gòu)成；所述外層玻璃管(2)的外表面與短管(4)正對的部分制成鏡面。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽能防爆集熱管，包括內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管；所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管之間為真空層；所述外層玻璃管的內(nèi)底部設(shè)有一段由不透光保溫材料構(gòu)成的短管，所述短管的外表面與外層玻璃管緊密貼合，且所述短管的端口高于所述內(nèi)層玻璃管的底部；所述短管內(nèi)盛有水銀，且水銀的量、短管端口上方的真空空間的體積、短管的容積之間具有如下特征關(guān)系：水銀的溫度低于所述內(nèi)層玻璃管中的液體沸點的90%時，所述水銀的體積小于所述短管的容積；而水銀的溫度達到所述沸點時，水銀的體積等于所述短管的容積以及短管端口上方的真空空間的體積的總和。該集熱管可以有效防止管內(nèi)溫度過高，避免爆管現(xiàn)象的發(fā)生。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-48
【公開號】CN104748417
【申請?zhí)枴緾N201510139436
【發(fā)明人】顧鈺鋒
【申請人】顧鈺鋒
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月28日