专利名称：一种全玻璃热管式真空太阳集热管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全玻璃热管式真空太阳集热管(以下简称热管式集热管)，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术：
在申请号为200420050936.7的专利申请中，提出为了使传热效率良好，并降低密闭空间内的压力，热管式集热管内传热工质的体积为密闭空间容积的1/500～1/150。经过计算与实验，在集热管出现空晒时(即真空管集热器水箱中无水)，管内温度可以达到200℃，甚至是250℃，按照上述工质量，这时热管式集热管内的压力范围是3.6～12个大气压，而通常所用热管式集热管的玻璃安全使用强度就是6个大气压，加上玻璃管本身还有一定的加工应力，所以这个工质量范围偏大，也就是1/300～1/150这一工质量体积比范围在使用过程中很容易导致在空晒时有炸管的危险，不够安全。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述热管式集热管的缺点，制作一种更加安全可靠的全玻璃热管式真空太阳集热管。
本发明包括全玻璃真空太阳集热管、对接管、密闭空间和传热工质，其特征在于传热工质的体积占玻璃热管密闭空间容积的体积比大于0.03％，小于0.1％。
所说的传热工质是0～30％的丙二醇水溶液。
所说的传热工质是0～20％无机酸、盐水溶液。
所说的全玻璃真空太阳集热管的内玻璃管外壁上沿轴向还可有一个或一个以上金属支撑环。
本发明的优点是由于管内传热工质的量少，可以限制密闭空间的最高压力不超过5个大气压，保证玻璃处于所能承受的压强范围内；增加了金属支撑环，使热管式集热管的结构强度提高，在安装和运输过程中不易损坏。
图1是具体实施方式
一的结构示意图。
图2是具体实施方式
一在测试时水温与时刻的关系图。
图3是具体实施方式
二的结构示意图。
具体实施例方式
图1给出了本发明的第一个实施例，其中1是全玻璃真空太阳集热管，2是内玻璃管，3是对接管，4是密闭空间，5是传热工质。根据理论计算与实验相结合，在保证热管式集热管使用安全的前提下，同时还要保证其换热性能。在本实施例中，工质的体积与密闭空间的体积比为0.08％，如果密闭空间的尺寸是φ34×1600mm，则工质量是1.2ml，采用的是纯水。通过计算，在管内温度达到250℃时，管内的压力不会超过4个大气压，因此使用起来非常安全。将本实施例的对接管部分插入1.3升的充满水的测试水箱中，在冬季太阳辐照下，平均环境温度为-4.5℃，水箱中的平均水温与时刻的关系曲线见图2。从图中就可以看出，本实施例的传热性能良好，说明工质的量是完全可以满足传热要求的。
如果用有机物或无机酸、盐的水溶液，如0～30％的丙二醇水溶液或0～20％的无机酸、盐水溶液，无机酸、盐可以是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸和磷酸的组合物或重铬酸钾、硫酸钾、硫酸铵和磷酸铵的组合物或重铬酸钾、硫酸钾、硫酸、磷酸、硫酸铵和磷酸铵的组合物，还可以起到防冻的作用。
图3给出了本发明的另一个实施例，其中1是全玻璃真空太阳集热管，2是内玻璃管，3是对接管，4是密闭空间，5是传热工质，6是金属支撑环。传热工质的体积与密闭空间的体积比为0.05％，使用浓度为15％的重铬酸钾、硫酸钾、硫酸和磷酸组合物的水溶液，几种无机酸、盐的配比量为1∶29∶19∶14，本实施例与实施例一的热性能相同，还能降低冰点，起到防冻的作用。另外，由于现在集热管的发展趋势是管子越做越长，管子自身的挠性变形也更严重，因此在运输和安装的过程中，很容易损坏集热管。在加装了金属支撑环后，就可以减少变形，在运输和安装的过程中，热管式集热管也就不易损坏。本实施例中使用一个金属支撑环，沿轴向居中。
金属支撑环的个数还可以根据管子的实际长度使用两个或两个以上，通常沿集热管轴向均匀分布。
权利要求
1.一种全玻璃热管式真空太阳集热管，包括全玻璃真空太阳集热管、对接管、密闭空间和传热工质，其特征在于传热工质的体积占玻璃热管密闭空间容积的体积比大于0.03％，小于0.1％。
2.按照权利要求1所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的传热工质是0～30％的丙二醇水溶液。
3.按照权利要求1所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的传热工质是0～20％的无机酸、盐水溶液。
4.按照权利要求3所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的无机酸、盐水溶液是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸和磷酸的水溶液。
5.按照权利要求3所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的无机酸、盐水溶液是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸铵和磷酸铵的水溶液。
6.按照权利要求3所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的无机酸、盐水溶液是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸、磷酸、硫酸铵和磷酸铵的水溶液。
7.按照权利要求1、2、3、4、5或6所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于全玻璃真空太阳集热管的内玻璃管外壁上沿轴向有一个或一个以上金属支撑环。
8.按照权利要求7所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的一个金属支撑环沿轴向居中。
9.按照权利要求7所说的全玻璃热管式真空太阳集热管，其特征在于所说的多个金属支撑环沿轴向均匀分布。
全文摘要
本发明涉及一种全玻璃热管式真空太阳集热管，属于太阳能热利用技术领域。本发明包括全玻璃真空太阳集热管、对接管、密闭空间和传热工质，其特征在于传热工质的体积占密闭空间容积的体积比大于0.03％，小于 0.1％，所说的传热工质是0～30％的丙二醇水溶液或0～20％无机酸、盐水溶液，所说的无机酸、盐水溶液是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸和磷酸的水溶液或是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸铵和磷酸铵的水溶液或是重铬酸钾、硫酸钾、硫酸、磷酸、硫酸铵和磷酸铵的水溶液，所说的全玻璃真空太阳集热管的内玻璃管外壁上沿轴向有一个或一个以上金属支撑环。本发明的特点是安全可靠，安装和运输过程中不易损坏。
文档编号F24J2/32GK1815102SQ20051000732
公开日2006年8月9日 申请日期2005年2月6日 优先权日2005年2月6日
发明者殷志强, 严锡元, 牛传瑾, 李春梅 申请人:北京清华阳光能源开发有限责任公司