CN201050897Y - 太阳能集热管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能集热管，包括内透光管和套设于该内透光管外部的外透光管，在内透光管与外透光管之间形成夹套层，夹套层中采用真空绝热，在内透光管的表面设有吸热层，导热流体在内透光管中流动，其中，吸热层附着于内透光管的内壁表面，在吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层。本实用新型的太阳能集热管能够减少吸热层与导热流体之间的温差，从而提高传热效率。

Description

太阳能集热管
技术领域
本实用新型涉及太阳能集热管的结构改进。
背景技术
太阳能集热器通过辐射吸热层对太阳光的光辐射能量进行吸收，并利用温室效应原理将太阳能转化为热能。现有的太阳能集热器有平板型太阳能集热器与聚焦式太阳能集热器等。其中，聚焦式太阳能集热器由若干支太阳能集热管组装而成。
现有的太阳能集热管的结构如图1所示。太阳光通过集热器的外透光管91后，投射到吸热层94上，吸热层94将辐射光能转化为热能，同时吸热层94温度升高，并通过吸热层94背面的内透光管93对导热流体传热。内透光管93的材料多与外透光管91相同，一般为玻璃，有机玻璃等。上述结构均存在以下缺点：因内透光管产生热传导热阻，使得吸热层与导热流体之间具有较大的温差，从而产生传热的不可逆损失；同时，大的温差也使对于相同的导热流体温度，要求吸热层的温度更高，而温度高的吸热层会产生更多对环境的辐射，从而降低了太阳能集热管的效率。由于附着有吸热层的内透光管为了适用一侧真空，一侧大气压力甚至正压力的工况，必须具有相当厚度以达到足够的强度和刚度，所以，吸热层到导热流体的导热阻力引起的温差不可逆损失相当可观。以通常的玻璃真空集热管为例，其吸热层与导热流体间的温差在吸热层为100摄氏度时可达约30度，严重影响了集热器效率。此外，由于吸热层的热量无法及时传导，致使吸热层的温度过高，从而导致更多的辐射热损失，进一步降低了太阳能集热管效率。而且，高温易使吸热层产生气体，破坏真空度，需要使用消气片(剂)来改善真空度，这将导致成本增加。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种能够减少吸热层与导热流体之间的温差，从而提高传热效率的太阳能集热管。
本实用新型的技术方案是：一种太阳能集热管，包括内透光管和套设于该内透光管外部的外透光管，在内透光管与外透光管之间形成夹套层，夹套层中采用真空绝热，在内透光管的表面设有吸热层，导热流体在内透光管中流动，其中，吸热层附着于内透光管的内壁表面，在吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层。
本实用新型的有益效果是：本实用新型将吸热层附着在内透光管的内壁表面，并以附着在吸热层表面的保护层替代内透光管与导热流体直接接触换热，保护层不需要像现有技术中的内透光管那样支承吸热层，因而可以做得很薄，大大降低了吸热层与导热流体之间的温度差，减少了吸热层与导热流体间的热交换不可逆损失，提高了吸热层与导热流体间的热交换效率。
附图说明
图1A为现有的太阳能集热管的结构示意图；
图1B为沿图1A的P-P线的剖视图；
图2A为本实用新型的太阳能集热管的第一种实施方式的结构示意图；
图2B为沿图2A的A-A线的剖视图；
图3A为本实用新型的太阳能集热管的第二种实施方式的结构示意图；
图3B为沿图3A的B-B线的剖视图；
图4A为本实用新型的太阳能集热管的第三种实施方式的结构示意图；
图4B为沿图4A的C-C线的剖视图。
具体实施方式
图2A，2B示出了本实用新型第一种实施方式的太阳能集热管的结构。如图所示，该太阳能集热管为一端开放、一端封闭的双层U型管结构，包括外透光管11和内透光管13，在外透光管11和内透光管13之间形成一夹套层12，该夹套层采用真空绝热，用于隔绝外透光管和内透光管之间的对流和热传导交换。导热流体通过该集热管的开放端，充注到内透光管13之中。在内透光管13的内壁表面附着有吸热层14，在该吸热层14靠近导热流体的一面附着有保护层15。太阳光通过外透光管11和内透光管13后照射到吸热层14上，其中，大部分太阳辐射能被吸热层14吸收，并转变为热能，然后通过保护层15传给内透光管13中的导热流体。
图3A，3B示出了本实用新型第二种实施方式的太阳能集热管的结构。第二种实施方式与第一种实施方式的主要不同之处在于，该太阳能集热管为两端开放的直通式管结构。它包括外透光管21和内透光管23，在外透光管21和内透光管23之间形成一夹套层22，夹套层22采用真空绝热。导热流体在内透光管23中流动。在内透光管23的内壁表面附着有吸热层24，在该吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层25。在一种优选方式中，在外透光管21的内壁表面附着选择性反射层26。
图4A，4B示出了本实用新型第三种实施方式的太阳能集热管的结构。它包括外透光管31和内透光管33，在外透光管31和内透光管33之间形成一夹套层32，夹套层32采用真空绝热。导热流体在内透光管33中流动。在内透光管33的内壁表面附着有吸热层34，在该吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层35。其与第二种实施方式的不同之处在于，该太阳能集热管的横截面形状为椭圆形。
本实用新型将吸热层附着在内透光管的内壁表面，并以附着在吸热层表面的保护层替代内透光管与导热流体直接接触换热，保护层不需要像现有技术中的内透光管那样支承吸热层，因而可以做得很薄，大大降低了吸热层与导热流体之间的温度差，减少了吸热层与导热流体间的热交换不可逆损失，提高了吸热层与导热流体间的热交换效率。另一方面，将吸热层附着内透光管的内壁表面，既解决了吸热层的支承问题，又可利用内透光管进一步保温。而保护层减小了导热流体对吸收涂层材料性能的影响，增强了结构功能的稳定性。
本实用新型的外透光管和内透光管由玻璃、有机玻璃或高分子透明材料中的任何一种材料制成。导热流体可以是水、乙二醇、空气等。保护层可以由金属、非金属或合成材料制成。例如，保护层可以由铜或耐热塑料制成，也可以采用玻璃纳米涂层充当保护层。
虽然本实用新型的描述结合了特定的实施例，但是本领域普通技术人员应该理解本实用新型并不限于在此描述的实施例，并可以进行各种修改和变化而不背离本实用新型的精神和范围。

Claims (5)

1.一种太阳能集热管，包括内透光管和套设于所述内透光管外部的外透光管，在所述内透光管与所述外透光管之间形成夹套层，所述夹套层中采用真空绝热，在内透光管的表面设有吸热层，导热流体在内透光管中流动，其特征在于，所述吸热层附着于所述内透光管的内壁表面，在所述吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层。
2.如权利要求1所述的太阳能集热管，其特征在于，所述内透光管和所述外透光管由玻璃、有机玻璃或高分子透明材料中的任何一种材料制成。
3.如权利要求1或2所述的太阳能集热管，其特征在于，所述太阳能集热管为一端开放、另一端封闭的双层U型管结构。
4.如权利要求1或2所述的太阳能集热管，其特征在于，所述太阳能集热管为直通式管结构。
5.如权利要求4所述的太阳能集热管，其特征在于，在所述外透光管的内壁表面附着了选择性反射层。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103912992A (zh) * 2013-12-17 2014-07-09 齐长义 聚脂真空管无水箱太阳能热水器
CN109405038A (zh) * 2018-12-04 2019-03-01 珠海格力电器股份有限公司 电暖器

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