CN103629835B - 使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；所述吸热管为内螺纹管。本发明提供的使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，通过使用内螺纹管增大了吸热管内壁与传热流体的接触面积，而且通过内螺纹的扰流作用使输出的传热流体周向温度均匀，从而提高了太阳能真空集热管的使用安全性和集热效率，还具有结构简单和成本低的优点。

Description

使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管
技术领域
本发明涉及一种太阳能真空集热管，具体涉及一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管。
背景技术
随着全球能源的持续紧缺和气候变暖的日益加剧，可再生能源的开发利用已经变得越来越重要，其中，太阳能由于具有无污染、取之不尽和成本低廉等优点而具有广阔的应用前景。
在太阳能利用中，太阳能集热管是目前比较常用的一个部件，其主要结构特征包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，其中，吸热管设置在玻璃管的内部；吸热管为外表面涂覆有吸收膜的吸热管；并且，吸热管和玻璃管之间的夹层抽成高真空结构。其工作原理为：传热流体在吸热管的管内流动，太阳能透过外部的玻璃管照射到吸热管的外表面，吸热管外表面涂覆的吸收膜吸收太阳能，并将吸收到的太阳能转换为热能，然后加热吸热管内的传热流体。通过这个过程，实现了将太阳能转换为传热流体的热能的效果。由于吸热管和玻璃管之间的夹层为真空，从而有效降低了吸热管向周围环境散失的热损失，提高了集热效率。
但是，在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下缺陷：
由于吸热管为内壁光滑的普通不锈钢管，所以，太阳能集热器输出的传热流体具有周向温度不均匀的问题，在靠近吸热管轴心的传热流体温度较低，而在靠近吸热管管内壁的传热流体的温度较高；尤其当传热流体采用导热油时，由于导热油有最高油膜温度的限制，其中，油膜是指靠近吸热管管内壁的一层导热油；而导热油在靠近吸热管管内壁的局部温度非常容易超出最高油膜温度的限制，进而降低了太阳能集热管的使用安全性和使用性能。并且，现有太阳能集热器仍然存在太阳能利用率不高的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，具有输出的传热流体周向温度均匀的优点，还具有集热效率高和结构简单的优点。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；所述吸热管为内螺纹管。
优选的，所述内螺纹管的内螺纹的螺距为5-20毫米。
优选的，所述内螺纹管的内螺纹的齿高为0.05-10毫米。
优选的，所述内螺纹管的内螺纹的齿根宽度大于齿顶宽度。
优选的，所述齿根宽度与所述齿顶宽度之比为10∶1-2∶1。
优选的，所述齿顶的截面为圆弧或直线。
优选的，所述圆弧的弧长为1-5毫米，所述圆弧的半径为1-5毫米。
优选的，所述吸热管的外表面涂覆有吸热膜。
优选的，在所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层放置吸气剂。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，通过使用内螺纹管增大了吸热管内壁与传热流体的接触面积，而且通过内螺纹的扰流作用使输出的传热流体周向温度均匀，从而提高了太阳能真空集热管的使用安全性和集热效率，还具有结构简单和成本低的优点。
附图说明
图1为本发明提供的使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管的结构示意图；
图2为图1沿A-A的剖面图；
其中，1---传热流体；2---吸热管；3---玻璃管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细说明：
如图1和图2所示，本发明提供一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；并且，所述吸热管为内螺纹管。其中，吸热管的外表面涂覆有吸热膜，在吸热管和玻璃管之间的夹层可以放置吸气剂。
本发明人对吸热管内的内螺纹的各种参数进行了多次实验，证明当内螺纹的规格参数符合以下要求时，能够有效的提高太阳能真空集热管的热交换系数：内螺纹管的内螺纹的螺距为5-20毫米；内螺纹的齿高为0.05-10毫米。并且，内螺纹管的内螺纹的齿根宽度大于齿顶宽度，齿根宽度与齿顶宽度之比为10∶1-2∶1；齿顶的截面可以为圆弧或直线，当齿顶截面为圆弧时，圆弧的弧长为1-5毫米，圆弧的半径为1-5毫米。
因此，当传热流体在吸热管内流动时，通过使用内螺纹管增大了吸热管内壁与传热流体的接触面积，而且通过内螺纹的扰流作用使输出的传热流体周向温度均匀，从而提高了太阳能真空集热管的使用安全性和集热效率，还具有结构简单和成本低的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种使用内螺纹管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；其特征在于，所述吸热管为内螺纹管；
其中，所述内螺纹管的内螺纹的螺距为5-20毫米；所述内螺纹管的内螺纹的齿高为0.05-10毫米；
所述内螺纹管的内螺纹的齿根宽度大于齿顶宽度；
所述齿根宽度与所述齿顶宽度之比为10：1-2：1；
所述齿顶的截面为圆弧或直线；
所述圆弧的弧长为1-5毫米，所述圆弧的半径为1-5毫米；
所述吸热管的外表面涂覆有吸热膜；
在所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层放置吸气剂。
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