CN1409073A - 热管式太阳能真空集热管 - Google Patents
热管式太阳能真空集热管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1409073A CN1409073A CN01141781A CN01141781A CN1409073A CN 1409073 A CN1409073 A CN 1409073A CN 01141781 A CN01141781 A CN 01141781A CN 01141781 A CN01141781 A CN 01141781A CN 1409073 A CN1409073 A CN 1409073A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vacuum tube
- end cap
- pipe
- heat
- sealing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 abstract description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 241000201297 Chelone Species 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
- F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
一种热管式太阳能真空集热管，其端盖可以套装在全玻璃真空管上面，也可以插接在真空管内，再用胶粘剂封固，端盖上部有一尾管可以排气和注液，真空管内充填以相变工质，另外可加装翅片或丝网，在端盖表面涂以四氟乙烯层可以防止结垢，本真空管不会产生冷暴热裂现象且传热效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种热管式太阳能真空集热管，是一种用于太阳能热水器的集热零件，属于太阳能热水器的技术领域。
背景技术
太阳能产业的发展，促进了中国及世界的很多国家对以提高光热转化效率为目的的太阳能集热器件的大量研究。国外以吸热体为金属的平板集热器和热管式热水器为主，但由于平板集热器没有彻底解决集热平板的热发射及其与空气的热对流问题，所以其抗冻效果不理想，而热管式热水器的价格相对也较高。全玻璃真空管却以其制造技术成熟和价格较低等优点在中国的热水器市场独占鳌头。随着技术的不断提高，热管技术的应用范围不断扩大，将热管技术应用于太阳能热水器是近几年太阳能界发展的一个重要方向。同时随着应用的不断深入，全玻璃真空管的缺点也逐渐暴露出来。主要表现在以下三个方面：
1.换热效率低
由于其工作原理是依靠真空管本身的温差形成自然对流区动力，使水在玻璃管内流动，又由于该玻璃管长径比很大，故使得自然对流的流动阻力较大，管内水与玻璃管壁间的换热系数较低。
2.使用安全性差
因为有真空绝热层及内层玻璃上的选择性吸收膜层，故全玻璃真空管的内层玻璃管能达到很高的温度，尤其在水箱中水较少或无水时更是如此。有可能在使用中，全玻璃真空管会有“热爆”和“冷爆”现象发生。在真空管热水系统中如有一根管发生炸裂，水箱中的水会从该破口泄出，造成整个系统瘫痪。这对大面积太阳能热水工程的危害尤为严重。
3.结垢现象严重
由于全国各地水质不同，故真空管内壁会随着使用时间的延长而出现不同程度的结垢现象，严重影响其传热效果。
发明目的
本发明的目的在于提出一种由全玻璃真空管、金属端盖、相变工质及封接胶粘剂所组成的热管式太阳能集热器。它既利用了全玻璃真空管的技术优势，又将其与国际上流行的热管技术结合起来，既强调了其较高的集热效率，又考虑到其安全特性，从而解决了现有技术组存在的问题。
金属端盖为一端开口，可以套在全玻璃真空管外面，也可以插装在真空管里面。端盖上部留有一小尾管用于抽真空和注液外全部封闭，金属端盖和全玻璃真空管用胶粘剂进行真空封接。真空腔内的相变工质可以是水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、庚烷、戊烷中的一种或几种的混合体系，以水、乙二醇及其混合体系为主。
该种热管式真空管有两种形式：一是真空内腔中只加入相变工质；二是在真空内腔中既加入相变工质，也加入金属丝网或金属翅片，丝网或翅片起加快传热作用，便于热管尽快启动，同时细丝网的毛吸作用可提高传热效率。为了防止水在金属端盖上结垢，在金属端盖的外表面还可以涂抹聚四氟乙烯作为防垢涂层。全玻璃真空管和金属端盖间采用粘接的封接方法。该封接可在不高于70℃的条件下完成。
本发明有以下优点：1.热效率较高。与内插式和热压封热管相比，本发明的传热过程比较简单，热阻小，从而有较高的传热效率。2.安全性好。一方面解决了全玻璃真空管夏天热爆和冬天冷爆的问题。这对于大面积太阳能热水工程尤为重要；另一方面，高效相变工质和不高于70℃的中、低温封接技术解决了火封热管和热压封热管的应力集中问题，其安全性大大提高。3.价格便宜。由于本发明所用的封接技术可在不高于70℃的条件下完成且生产成本与真空管长度无太大关系，所以与热压封的热管相比，其设备投资和生产成本大幅度下降，且真空管越长，价格相差越大。对Φ47×1500的热管真空管来讲，本发明的价格要比内插式热管真空管低15元左右。4.可四季使用。由于真空管隔热层的存在，使用该集热器能在严寒天条件下使用。5.维修方便。无需太大的投入便可恢复使用。
附图说明
图1. 热管式太阳能真空集热管示意图(外部套装式)
图2. 图1的A-A剖视图
图3.热管式太阳能真空集热管示意图(内部插接式)
由图1、2，金属端盖(2)套装在全玻璃真空管(5)管端外面，用封接胶粘剂(3)封固，胶粘剂牌号HM-301，端盖(2)上部有一尾管(1)用于排气和注液，为了防止端盖(2)结垢，可在端盖(2)外面涂抹一层防止结垢的涂层，该涂层是聚四氟乙烯，又在全玻璃真空管(5)的内腔中充以相变工质，该工质是水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、庚烷、戊烷中的一种，也可以是多种材料的混合物，但是以水、乙二醇及其混合物为主，又在内腔中装有金属翅片或丝网(4)，该翅片或丝网(4)是铜或铝料制成，可提高传热效率，便于热管尽快的启动，尤其是丝网(4)的毛吸管作用，更可提高传热效率。
由图3，端盖[(2)-1]的下部呈锥形，再延伸一段圆柱形，该圆柱形直径比端盖上部小，正好可以插装在全玻璃真空管(5)内，再用胶粘剂(3)封固，全玻璃真空管(5)内腔同样装有翅片或丝网(4)和相变工质(6)。
另一种情况是在图1、图3所示的结构，在全玻璃真空管(5)的内腔内，只充填相变工质(6)，并不添加金属翅片或丝网，但是端盖(2)仍采用外部套装或插接的方式。全玻璃真空管(5)和金属端盖(2)之间采用偶合封接方法，该封接是在温度不高于70℃的条件下完成。具体实施方式
金属端盖(2)用铜料制成，其上部有一尾管(1)，端盖(2)可以是外部套装或内部插接的方式与全玻璃真空管(5)连接，且用胶粘剂(3)粘接封固，真空管内可充填以相变工质(6)，另外可装入或不装入金属翅片或丝网，端盖外表面涂抹一层四氟乙烯的防结垢涂层。
Claims (4)
1.一种热管式太阳能真空集热管，其特征在于：金属端盖(2)套装在全玻璃真空管(5)管端外面，用封接胶粘剂(3)封固，端盖(2)上部有一尾管(1)，端盖(2)表面涂有一层防止结垢的四氟乙烯涂层，在全玻璃真空管(5)内腔中充填以相变工质(6)。
2.根据权利要求1所述的真空集热管，其特征在于：端盖(2)的下部呈锥形，再延伸一段圆柱形，其直径比端盖上部小，正好可以插装在全玻璃真空管(5)内，再用胶粘剂(3)封固。
3.根据权利要求1所述的真空集热管，其特征在于：相变工质(6)是水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、庚烷、戊烷中的一种，也可以是多种工质的混合物。
4.根据权利要求1所述的真空集热管，其特征在于：在全玻璃真空管(5)内装有金属翅片或丝网(4)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN01141781A CN1409073A (zh) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 热管式太阳能真空集热管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN01141781A CN1409073A (zh) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 热管式太阳能真空集热管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1409073A true CN1409073A (zh) | 2003-04-09 |
Family
ID=4676407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN01141781A Pending CN1409073A (zh) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 热管式太阳能真空集热管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1409073A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914670A (zh) * | 2009-03-02 | 2010-12-15 | Cmi瑟姆莱恩服务公司 | 对金属条带进行冷却的方法及实施所述方法的装置 |
| CN103644655A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-03-19 | 李洪伟 | 太阳能聚光存储平板集热器 |
| CN104613528A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-13 | 河南智博建筑设计有限公司 | 一种真空超导取暖气 |
| CN111334259A (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | 赛默西节能环保工程（杭州）有限公司 | 一种热管超导液及其制备方法 |
| CN111795506A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-20 | 山东力诺瑞特新能源有限公司 | 一种集热管单元及集热控温相变增容太阳能热水系统 |
| CN114015857A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-02-08 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种戊烷介质超快速无氧化冷却方法及装备 |
-
2001
- 2001-09-19 CN CN01141781A patent/CN1409073A/zh active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101914670A (zh) * | 2009-03-02 | 2010-12-15 | Cmi瑟姆莱恩服务公司 | 对金属条带进行冷却的方法及实施所述方法的装置 |
| CN103644655A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-03-19 | 李洪伟 | 太阳能聚光存储平板集热器 |
| CN103644655B (zh) * | 2013-11-04 | 2015-09-09 | 李洪伟 | 太阳能聚光存储平板集热器 |
| CN104613528A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-13 | 河南智博建筑设计有限公司 | 一种真空超导取暖气 |
| CN104613528B (zh) * | 2015-03-03 | 2017-08-25 | 河南智博建筑设计集团有限公司 | 一种真空超导取暖气 |
| CN111334259A (zh) * | 2018-12-19 | 2020-06-26 | 赛默西节能环保工程（杭州）有限公司 | 一种热管超导液及其制备方法 |
| CN111795506A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-20 | 山东力诺瑞特新能源有限公司 | 一种集热管单元及集热控温相变增容太阳能热水系统 |
| CN114015857A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-02-08 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种戊烷介质超快速无氧化冷却方法及装备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101922189B (zh) | 太阳能光热玻璃幕墙 | |
| CN201297788Y (zh) | 太阳能相变蓄热集热管 | |
| CN1409073A (zh) | 热管式太阳能真空集热管 | |
| CN102141307A (zh) | 阳台式微孔超导平板太阳能集热器 | |
| CN2515597Y (zh) | 热管式太阳能真空集热管 | |
| CN200986327Y (zh) | 一种太阳能集热器 | |
| CN103791629A (zh) | 一种相变蓄热型太阳能集热器 | |
| CN105180484B (zh) | 太阳能中温集热管 | |
| CN2442188Y (zh) | 光电两用传热管 | |
| CN203249414U (zh) | 一种SiO2气凝胶槽式太阳能集热管 | |
| CN101387449B (zh) | 石墨填充真空玻璃管开式毛细管太阳能集热管 | |
| CN2248325Y (zh) | 热管式双玻璃真空管太阳能集热器 | |
| CN101387447A (zh) | 石墨填充真空玻璃管闭环毛细管太阳能集热管 | |
| CN2886433Y (zh) | 内管贯通式太阳能集热管 | |
| CN2482665Y (zh) | 热管式全玻璃真空高效太阳集热管 | |
| CN2535722Y (zh) | 带有内胆结构的全玻璃真空太阳集热管 | |
| CN2864477Y (zh) | 一种太阳能热泵热水器 | |
| CN202719786U (zh) | 一种热管式全玻璃真空太阳集热管 | |
| CN202660789U (zh) | 一种热管式真空管 | |
| CN2599485Y (zh) | 太阳能热水器金属-玻壳真空集热管 | |
| CN101256031A (zh) | 平板式太阳能中空集热条带 | |
| CN201599973U (zh) | 一种新型分体太阳能承压水箱联接热管 | |
| CN201193887Y (zh) | 平板式太阳能中空集热条带 | |
| CN203928471U (zh) | 一种高效集热传热的平板太阳能板芯 | |
| CN2580364Y (zh) | 一种可承压的组合型太阳能集热管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |