CN2861880Y - 玻璃真空太阳能集热管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种玻璃真空太阳能集热管,为全玻璃内管的直通式玻璃真空太阳能集热管,包括玻璃外管和套置于该玻璃外管内的玻璃内管,该玻璃内管外表面上设有太阳能选择性吸收涂层,该玻璃内管全部由玻璃材料构成、两端敞口,该玻璃外管和玻璃内管之间为真空空间,在所述玻璃外管上设置有断开处,在该断开处与两边的玻璃管密封连接有伸缩节。利用本实用新型的上述结构,不但能够消除内外管由于热胀冷缩的形变差引起的应力,而且能够避免金属波纹管受到循环介质的侵蚀,从而提高集热管的使用寿命。

Description

玻璃真空太阳能集热管
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能利用领域的太阳能集热器件,具体地讲是一种玻璃真空太阳能集热管。
背景技术
传统的全玻璃真空太阳能集热管一般为储热式集热管,包括玻璃外管和套设于该玻璃外管内的玻璃内管,该玻璃内外管之间抽真空,在玻璃内管的外表面上涂设有太阳能选择性吸收涂层。这种由全玻璃材料构成的太阳能集热管在工作时,其玻璃内管表面的温度相当高,通常在约200℃左右,而玻璃外管通常与环境温度相近似,约在20℃~40℃,因此由玻璃内管和玻璃外管由热膨胀引起的变形差异非常大。特别是集热管通常为一种细长的管状,这种形状的变化通常体现在其长度方向的伸缩。因此,当两者刚性连接在一起时,极容易因这种形变有差异而导致集热管的爆裂。另外,集热管在白天与在夜间两个时间段的温差极大,内管本身因热胀冷缩的伸缩度较大,也容易导致其爆裂。并且,由于目前全玻璃太阳能真空集热管其内管一端开口而另一端为闭口,这样,内管中的水只能在集热管内形成对流小循环,水不能直接流入流出集热管形成大循环,换热效率受到很大影响。
为解决上述问题,专利号为ZL99221202.2的中国实用新型专利提供了一种直通式玻璃真空太阳能集热管,其在玻璃内管中间设有断开处,该断开处两端的玻璃管分别由膨胀合金管、金属波纹管、膨胀合金管连接。这样,当太阳能集热管因热胀冷缩而发生变形时,由于玻璃内管中间的金属波纹管具有较大的伸缩空间,可消除由于热胀冷缩的形变差异而引起的内应力,从而防止了集热管因变形受阻而爆裂的情况发生。但是,由于该种玻璃真空太阳能集热管的内管中间设置有金属波纹管,在长期使用时,该金属波纹管容易受到循环介质(例如水)的腐蚀而生锈,不但影响该集热管的使用寿命,而且对水质也存在污染。另外,该具有较大变形收缩量的金属波纹管被连接在玻璃内管的加工操作空间比较有限,从而增加了制造难度,提高了制造成本。
因此,有必要提供一种新型的具有直通功能的玻璃真空太阳能集热管,来克服上述现有集热管存在的缺陷。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种玻璃真空太阳能集热管,其不但能够消除内外管由于热胀冷缩的形变差引起的应力,而且能够避免伸缩节受到循环介质的侵蚀,从而提高集热管的使用寿命。
本实用新型的上述技术问题可采用如下技术方案来解决,一种玻璃真空太阳能集热管,为全玻璃内管的直通式玻璃真空太阳能集热管,包括玻璃外管和套置于该玻璃外管内的玻璃内管,该玻璃内管外表面上设有太阳能选择性吸收涂层,该玻璃外管和玻璃内管之间为真空空间,所述该玻璃内管为全部由玻璃材料构成的全玻璃管、两端敞口,在所述玻璃外管上设置有断开处,该断开处与两边的玻璃管密封连接有伸缩节。
在本实用新型中,该伸缩节一般由依次由膨胀合金环、金属波纹管、膨胀合金环密封连接而成。
在本实用新型中,所述的伸缩节可由两较薄的膨胀合金环密封连接而成,这样,所述玻璃外管上断开处两边的玻璃管依次由较薄的膨胀合金环与膨胀合金环直接密封连接。
在本实用新型中,所述玻璃外管上断开处玻璃管和伸缩节的膨胀合金环的密封连接可以采用热压封接工艺,低温玻璃焊料封接工艺或采用火焰熔封工艺,高频熔封工艺。
在本实用新型中,所述玻璃内管可与玻璃外管同心设置或者偏心设置。
在本实用新型中,在所述玻璃内管的背光面与玻璃外管之间设有聚光反射元件。
作为一个可选实施例,该聚光反射元件可为镀设于玻璃外管内表面上的金属反射膜构成。
作为另外一个可选实施例,所述的聚光反射元件可为弧形反射板,该弧形反射板朝向玻璃内管的一侧为聚光反射面。
在本实用新型中,所述弧形反射板可为遮热板。该遮热板朝向玻璃外管的一侧可涂设有太阳能选择性吸收涂层。
利用本实用新型的上述结构,当玻璃内管和玻璃外管因存在温度差而热胀冷缩变形时,由于位于玻璃外管上的金属波纹管具有较大的变形伸缩量,不但能够消除玻璃内管和玻璃外管形变差所引起的应力,防止了集热管因变形受阻而爆裂的情况发生,而且由于该金属波纹管位于玻璃外管上,不会受到玻璃内管中换热介质(例如水)的侵蚀,从而延长了其使用寿命。并且,该金属波纹管连接在玻璃外管上与连接在玻璃内管上相比,更易于加工,从而降低了集热管的制造难度,降低了其制造成本。
进一步,由于本实用新型的集热管的玻璃内管背光面与玻璃外管之间设有聚光反射元件,当光线照射真空太阳能集热管时,未被玻璃内管外表面的太阳能选择性吸收涂层吸收的入射光线照射在该聚光反射元件上后,基本全部被该聚光反射元件反射并汇聚,而照射在玻璃内管上,从而增加了玻璃内管上的太阳辐射强度,提高了真空太阳能集热管的集热效率;并且玻璃内管辐射出来的热量也可被聚光反射元件部分地反射回去,减小了热量损失,也进一步提高了集热效率。
附图说明
图1本实用新型的基本结构示意图;
图2本实用新型的一种结构截面图;
图3本实用新型的另一种结构截面图;
图4本实用新型的另一实施方式结构示意图。
具体实施方式
如图1-4所示,本实用新型的玻璃真空太阳能集热管,为全玻璃内管的直通式玻璃真空太阳能集热管,包括玻璃外管1和套置于该玻璃外管1内的玻璃内管2,该玻璃内管2外表面上设有太阳能选择性吸收涂层21,该玻璃外管1与玻璃内管2之间为真空空间3,该玻璃内管2的两端敞口本实用新型的改进之处在于,该玻璃内管2为全部由玻璃材料构成的全玻璃管、在所述玻璃外管1上设置有断开处,在该断开处两边的玻璃管蜜蜂连接有伸缩节4。这样,当玻璃内管2和玻璃外管1因存在温度差而热胀冷缩变形时,由于位于玻璃外管1上的伸缩节4具有较大的变形伸缩量,不但能够消除玻璃内管1和玻璃外管2形变差所引起的应力,防止了集热管因变形受阻而爆裂的情况发生,而且由于该伸缩节4位于玻璃外管1上,不会受到玻璃内管2中换热介质(例如水)的侵蚀,从而延长了其使用寿命。并且,该金伸缩节4连接在玻璃外管1上与连接在玻璃内管2上相比,更易于加工,从而降低了集热管的制造难度,降低了其制造成本。
在本实用新型中,作为一个可选实施例,如图1所示,该密封连接于玻璃外管1断开处的伸缩节4可依次由膨胀合金环41、金属波纹管42、膨胀合金环43密封连接而成。这样在玻璃外管1断开处的两边的玻璃管依次与由膨胀合金环41、金属波纹管42、膨胀合金环43密封连接,该膨胀合金环41、金属波纹管42、膨胀合金环43具有较大的变形伸缩量,从而消除了玻璃外管1和玻璃内管2引起的应力。
如图4所示,作为另外一个可选实施例,所述的伸缩节4可由两较薄的膨胀合金环41、43直接密封连接而成。这样,所述玻璃外管1上断开处两边的玻璃管依次可由较薄的膨胀合金环41,43直接密封连接,同样具有较大变形伸缩量,而消除玻璃外管1和玻璃内管2引起的应力。
在本实用新型中,所述玻璃外管1上断开处玻璃管1和伸缩节的膨胀合金环41,43的密封连接可以采用热压封接工艺,低温玻璃焊料封接工艺或采用火焰熔封工艺,高频熔封工艺。
如图2、图3所示,在本实用新型中,所述玻璃内管2可如图2所示与玻璃外管1同心设置,也可以如图3所示与玻璃外管1偏心设置,其具体设置位置可根据实际需要而确定。
在本实用新型中,如图2、图3所示,在所述玻璃内管2的背光面与玻璃外管1之间可设有聚光反射元件5。当光线照射真空太阳能集热管时,未被玻璃内管2外表面的太阳能选择性吸收涂层21吸收的入射光线照射在该聚光反射元件5上后,基本全部被该聚光反射元件5反射并汇聚,而照射在玻璃内管2上,从而增加了玻璃内管2上的太阳辐射强度,提高了真空太阳能集热管的集热效率;并且玻璃内管2辐射出来的热量也可被聚光反射元件5部分地反射回去,减小了热量损失,也进一步提高了集热效率。
作为一个可选实施例,如图3所示,该聚光反射元件5可为镀设于玻璃外管1内表面上的金属反射膜构成。
作为另外一个可选实施例,如图2所示,所述的聚光反射元件5也可为弧形反射板,该弧形反射板朝向玻璃内管2的一侧形成为聚光反射面51。如图2所示,所述弧形反射板5可进一步为遮热板。这样从玻璃内管2辐射出来但没有被反射回去的部分热量被构成聚光反射元件5的遮热板所遮挡阻隔,而不会向聚光反射元件5的背部空间辐射,从而使这部分热量被限制在聚光反射元件5朝向入射光侧的前部空间内,降低了热量损耗。作为一个具体的例子,该聚光反射元件5可为抛光铝板,抛光铝板的抛光面即作为聚光反射元件5的反射面51,而铝板则形成为遮热板。等同地,该聚光反射元件5也可为镀铝板,该镀铝板的主板体可为金属或玻璃或其它材料,只要具有低发射率的材质均可使用,镀铝层即形成为聚光反射元件5的反射面51,而主板体即形成为遮热板。另外,所述的聚光反射元件5也可为被覆有亮铝膜的板体,其所被覆的亮铝膜为反射面51,而板体则为遮热板。根据本领域的常识技术,所述聚光反射元件5也可以为抛光银板或镀银板或被覆有银膜的板体,可以同样可达到上述效果,因为抛光面或镀层或亮膜层具有高反射率,而铝板或银板具有低的发射率,从而可有效地将热量限制在真空太阳能集热管的正面侧,提高了集热效率。
如图2所示,上述构成聚光反射元件5的遮热板朝向玻璃外管1的一侧可涂设有太阳能选择性吸收涂层52。该太阳能选择性涂层52能够将散射光充分吸收,使其本身温度提高,等于在玻璃内管2后面与玻璃外管1之间增设一高温的吸热板,从而降低了该高温的聚光反射元件5与玻璃内管2的温差,可使玻璃内管2不容易发生热辐射,因此可以降低辐射热损,尤其是在高温工作时,该效果更为明显。
上述实施例为本实用新型的几种具体实施方式,仅用于说明本实用新型,而非用于限制本实用新型。

Claims (10)

1、一种玻璃真空太阳能集热管包括玻璃外管和套置于该玻璃外管内的玻璃内管,该玻璃内管外表面上设有太阳能选择性吸收涂层,该玻璃内管和玻璃外管之间为真空空间,该玻璃内管两端敞口,其特征在于,所述玻璃内管为全部由玻璃材料构成的全玻璃管,在所述玻璃外管上设置有断开处,在该断开处与两边的玻璃管密封连接有伸缩节。
2、如权利要求1所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述密封连接在玻璃外管断开处的伸缩节依次由膨胀合金环、金属波纹管、膨胀合金环密封连接而成。
3、如权利要求1所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述密封在玻璃外管断开处的伸缩节由两膨胀合金环直接密封连接而成。
4、如权利要求1所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述玻璃内管与玻璃外管同心设置。
5、如权利要求1所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述玻璃内管与玻璃外管偏心设置。
6、如权利要求1所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,在所述玻璃内管的背光面与玻璃外管之间设有聚光反射元件。
7、如权利要求6所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,该聚光反射元件为镀设于玻璃外管内表面上的金属反射膜构成。
8、如权利要求6所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述的聚光反射元件为弧形反射板,该弧形反射板朝向玻璃内管的一侧为聚光反射面。
9、如权利要求8所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,所述弧形反射板为遮热板。
10、如权利要求9所述的玻璃真空太阳能集热管,其特征在于,该遮热板朝向玻璃外管的一侧涂设有太阳能选择性吸收涂层。
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