CN105333624A - 太阳能集热真空管 - Google Patents

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周强
郑敏华
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Abstract

本发明提出一种太阳能集热真空管，具有结构简单便于安装，且结构稳定，集热效果的效果较好的特点，它包括一端密封的集热外管(1)和与吸热内管(3)，外管(1)和内管(3)套接形成的真空区域(4)以及密封塞(2)，所述的内管(3)设有横截面为弧形或W形的传热翅片(5)；对于弧形，弧形的外表面设有安装热交换管(6)的第一凹槽(13)和第二凹槽(14)；对于W形，包括中部和两翼，两翼抵靠内管(3)，中部设有热交换管(6)；所述热交换管(6)包括进的部分(11)和出的部分(12)，进的部分(11)和出的部分(12)形成U形通路。

Description

太阳能集热真空管
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，具体讲是一种太阳能集热真空管。
背景技术
太阳能作为新能源的研究和开发利用，自二十世纪五十年代起世界各国的科学家，就如何吸收太阳的热能和热能转换，进行了大量的探索研究，八十年代真空集热技术的成功为太阳能的利用创造了条件，但是现有技术中的真空太阳能集热管多为低温真空集热管，只是利用太阳能向人们提供一些生活热水，有效利用率低下，根本无法为大量需要高温热能的工农业生产服务，即无法利用太阳能提供高温热能产生蒸汽，在现有的一种内聚光热伏真空管，专利申请号为201220243897.7与专利201410235475.9虽然具有较好的集热效果，但是结构较为复杂，不便于安装，而且结构稳定性仍有可改进的地方，因此，设计一种结构简单便于安装，且结构稳定，集热效果的效果较好的太阳能集热管，对于太阳能利用具有重大意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单便于安装，且结构稳定，集热效果的效果较好的太阳能集热管。
为解决上述技术问题，本发明提出一种太阳能集热真空管，它包括一端密封的集热外管和与吸热内管，外管和内管套接形成的真空区域以及密封塞，内管设有横截面为弧形或W形的传热翅片；对于弧形，弧形的外表面设有安装热交换管的第一凹槽和第二凹槽；对于W形，包括中部和两翼，两翼抵靠内管，中部设有热交换管；所述热交换管包括进的部分和出的部分，进的部分和出的部分形成U形通路。
采用上述结构后，与现有技术相比，本发明具有以下优点：当太阳光照射到太阳能集热真空管，通过内管内设置的传热翅片将热量传递至热交换管，水吸收热量直至沸点，在沸腾之后继续升温从而产生蒸汽，上述结构传热路径短，因此集热效果好，效率高，传热翅片的两翼抵靠内管的管壁，有效的传递了热量，又起到了支撑热交换管的作用，提高了固定结构的可靠性，定位简单，此种太阳能真空集热管的温度可以到达120摄氏度至200摄氏度。
作为改进，传热翅片表面镀有吸热涂层，传热翅片的长度与热交换管的进入内管的进入部分的长度相等；所述的真空区域内设有反光板，这样，可以提高传热翅片的传热效果，同时更好的固定热交换管。
作为改进，反光板为弧形，反光板的左右两边高于传热翅片，这样，可以有效的将太阳光反射至传热翅片。
作为改进，密封塞为隔热材料制成，设有供热交换管通往外部的通孔，这样，可以使用联箱将各太阳能集热真空管产生的蒸汽收集起来进行利用。
作为改进，传热翅片采用铝或铜或高导热系数的金属材料，这样，金属材料的导热系数较高，可提高传热效率，使用时间更久，耐用。
作为改进，内管的外表面镀有选择性吸收涂层，这样，可以将红外线等不能利用的隔离在外，提高了太阳光的利用率。
作为改进，传热翅片中部，为V形或U形，U形或V形夹持热交换管，这样，能更好的固定热交换管，并且传热更快，热交换管可以快速升温。
作为改进，热交换管采铜或铝材料制成的金属管，这样，金属管吸收热量更好，升温更快。
附图说明
图1为本发明太阳能集热真空管的结构示意图。
图2为本发明太阳能集热真空管W形传热翅片的剖视放大图。
图3为本发明太阳能集热真空管弧形传热翅片的剖视放大图。
图中所示，1、外管，2、密封塞，3、内管，4、真空区域，5、传热翅片，6，热交换管，7、反光板，8、吸热涂层，9、通孔，10、选择性吸收涂层，11、进的部分，12、出的部分,13、第一凹槽，14、第二凹槽。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明：
本发明太阳能集热真空管，一种太阳能集热真空管，它包括一端密封的集热外管1和与吸热内管3，外管1和内管3套接形成的真空区域4以及密封塞2，内管3设有横截面为弧形或W形的传热翅片5；对于弧形，弧形的外表面设有安装热交换管6的第一凹槽13和第二凹槽14；对于W形，包括中部和两翼，两翼抵靠内管3，中部设有热交换管6；所述热交换管6包括进的部分11和出的部分12，进的部分11和出的部分12形成U形通路。
使用时在热交换管6中通过进的部分11注满水，当太阳光照射到太阳能集热真空管，设置在外管1和内管3之间真空区域4内的反光板7会将太阳光反射至内管3，反光板7为弧形，采用铝或铜或高导热系数的金属材料，反光板7的两边高于传热翅片5，内管3的表面设有选择性吸收涂层10，可以将红外线等不能利用的光线排除在外，提高了太阳光的利用率，光线穿过内管3后，比如对于W形，经内管3内设置的W形传热翅片5，传热翅片5的表面镀有吸热涂层8，传热翅片包括两翼和U形或V形的中部，两翼抵靠在内管3的内壁上，U形或V形的中部夹持热交换管6，热交换管6采铜材料制成的金属管，传热翅片5的长度与热交换管6的进入内管3的进入部分的长度相等，传热翅片5不仅可以精确、稳定、可靠的支撑热交换管6，而且起到了非常好的传热功效，有效的传递了热量，传热翅片5将热量传递至注热交换管6，水吸收热量直至沸点，在沸腾后继续升温，从而产生蒸汽，热交换管6出的部分12与进的部分11，通过在密封塞2上的通孔9，连接到外部的蒸汽总管和进水管，依次从水至蒸汽的产生，从而将蒸汽进行收集利用。
此太阳能集热真空管固定可靠、结构简单，仅通过传热翅片5将热交换管6进行固定，由于两翼带有弹性，可对传热翅片5在热胀冷缩时体积的变化进行补偿，太阳能产生的热量传热路径短，因此热能的损耗较小，集热效果好，此种太阳能真空集热管的温度可以到达120摄氏度至200摄氏度，当太阳辐照36分钟后，本实施例的太阳能真空管水温达到120℃，在关闭蒸汽出口截止阀的条件下，当太阳持续辐照98分钟后，热水温达到176.2℃；压力表显示蒸汽压力0.93Mpa；若将蒸汽出口接驳蒸汽压力调节器，此时打开蒸汽出口截止阀，本案集热器将持续输出调定数值的饱和蒸汽，即本实施例的真空管可持续输出120℃至200℃的中低压饱和蒸汽，经过联箱将多跟太阳能集热真空管连接后可产生大量的饱和蒸汽，大面积安装本实施例的太阳能集热真空管，可组成为太阳能光热锅炉，加温装置，以太阳为能源，产生中低压饱和蒸汽，有条件替代燃煤、燃汽、耗电产生的低压蒸汽，有效补偿农业、工业和日常生活中的低压蒸汽需求，为社会节能减排作出贡献。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种太阳能集热真空管，它包括一端密封的集热外管(1)和与吸热内管(3)，外管(1)和内管(3)套接形成的真空区域(4)以及密封塞(2)，其特征在于，所述的内管(3)设有横截面为弧形或W形的传热翅片(5)；对于弧形，弧形的外表面设有安装热交换管(6)的第一凹槽(13)和第二凹槽(14)；对于W形，包括中部和两翼，两翼抵靠内管(3)，中部设有热交换管(6)；所述热交换管(6)包括进的部分(11)和出的部分(12)，进的部分(11)和出的部分(12)形成U形通路。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的传热翅片(5)表面镀有吸热涂层(8)，传热翅片(5)的长度与热交换管(6)的进入内管(3)的进入部分的长度相等；所述的真空区域(4)内设有反光板(7)。
3.根据权利要求3所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的反光板(7)为弧形，反光板(7)的左右两边高于传热翅片(5)的两边。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的密封塞(2)为隔热材料制成，设有供热交换管(6)通往外部的通孔(9)。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的传热翅片(5)采用铝或铜或高导热系数的金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的内管(3)的外表面镀有选择性吸收涂层(10)。
7.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的传热翅片(5)中部，为V形或U形，U形或V形夹持热交换管(6)。
8.根据权利要求1所述的太阳能集热真空管，其特征在于，所述的热交换管(6)采用铜或铝材料制成的金属管。
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