专利名称：用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质的制作方法
技术领域：
本发明涉及热传导技术领域，特别是太阳能热利用技术领域。
背景技术：
在二十世纪九十年代，在太阳能热利用方面出现了不少的玻璃热管的发 明专利与实用新型专利。考虑到玻璃热管的特殊性壳体是玻璃，其耐压受 到了极大的限制。特别是在极端工况下，即水箱中无水冷却受太阳加热的情 况下，玻璃热管很快会爆破。这是因为，热管是在气、液两相下工作的，此 时，随着工作温度的升高，玻璃管内的压力会急剧上升。以水作为玻璃热管
的工质为例，当温度为250。C时，其压力为41标准大气压(4.15MPa);当 温度为300'C时，其压力为89标准大气压(9.02MPa)，都大大超过了玻璃 管的承压能力(0.6MPa)。因此不少此方面的发明创造都不能实施于生产应用。
为使玻璃热管在极端工况下不爆破，专利号为ZL200410012193.9的发 明专利"防爆太阳能全玻璃真空集热管"就是在此基础上作出的，当工作到 某一温度时，使两相变为单相(汽相)，此时，玻璃管内的压力，随着温度 升高而很缓慢升高，从而保证了安全运行。
但目前还没有对于充装量大于热管容积的0.5%,而能满足容器材料为 玻璃的热管。
发明内容
本发明目的在于发明一种容器材质为玻璃，且充装量大于容积的0.5% 的用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质。本发明工质为标准大气压下的沸点为12(TC 14(TC的液体物质。 众所周知，玻璃管的承压为0.6MPa，常见的用于太阳能热水器的双层 真空管的闷晒温度为250°C 300°C。如将玻璃热管的闷晒温度初步定为 200°C，那就是说，如果热管工质在20(TC时的饱和压力P^).6MPa，那此热 管的工质是安全的。当然，这种工质是很多的。但是，在保证安全的同时， 还要保证低温时(30°C 40°C)，其饱和压力P20.005 MPa，以便热管能启 动运行。
本发明采用标准大气压下的沸点为120'C 14(TC的液体物质作为工 质，将其置于玻璃管内，其充装量可大于热管容积的0.5%，于太阳能热水 器上应用，不会造成因高温而炸管的现象。本发明可降低热管的生产成本， 替代金属容器作为热管的高代价，其方便生产、价格低廉、使用寿命长，利 于太阳能热水器在高温、高效方面的进一步推广应用。
所述标准大气压下的沸点为120。C 14(TC的液体物质可以为丙二醇乙 醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一种。
由于丙二醇乙醚沸点为132.2°C，丙二醇甲醚沸点为12rC，乙二醇乙 醚沸点为135.rC，它们是一种安全、易得、价格适中的合理选择。
另，本发明所述工质还可以包括标准大气压下沸点为3(TC 8(TC的液 体物质，所述标准大气压下沸点为30"C 8(TC的液体物质与标准大气压下 的沸点为120。C 14(TC的液体物质的体积比为1 10 : 99 90。
本发明采用以上两种不同沸点液体物质组成混合工质，将其置于玻璃管 内，其充装量可大于热管容积的0.5%，于太阳能热水器上应用，不会造成 因高温而炸管的现象，而且，在3(TC 4(TC低温时，热管还能启动运行。
本发明所述标准大气压下沸点为3(TC 8(TC的液体物质可以为乙醚， 或乙醇。乙醚沸点为34.6。C，乙醇沸点为78.4'C，其价格低廉、易得，是工 业应用的极佳选择。
具体实施例方式
实施例一将丙二醇乙醚和乙醚或乙醇分别采用以下体积比混合，形成 混合工质，然后将混合工质分别以一定的热管容积比密封在双层玻璃真空管 的内管中
丙二醇乙醚95%，乙醚5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 丙二醇乙醚96%，乙醚4%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇乙醚99%,乙醚1%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 丙二醇乙醚95%，乙醇5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 丙二醇乙醚98%，乙醇2%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 丙二醇乙醚90%，乙醇10%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%。
实施例二将丙二醇甲醚和乙醚或乙醇分别采用以下体积比混合，形成
混合工质，然后将混合工质分别以一定的热管容积比密封在双层玻璃真空管
的内管中
丙二醇甲醚95%，乙醚5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇甲醚92%，乙醚8%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇甲醚98%，乙醚2%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇甲醚95%，乙醇5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇甲醚91%，乙醇9%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
丙二醇甲醚96%，乙醇4%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%。
实施例三将乙二醇乙醚和乙醚或乙醇分别采用以下体积比混合，形成 混合工质，然后将混合工质分别以一定的热管容积比密封在双层玻璃真空管 的内管中-
乙二醇乙醚95%，乙醚5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 乙二醇乙醚99%，乙醚1%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%; 乙二醇乙醚93%，乙醚7%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;乙二醇乙醚95%，乙醇5%，混合工质的体积充装量为热管容积的2%;
乙二醇乙醚97%，乙醇3%，混合工质的体积充装量为热管容积的2.1%;
乙二醇乙醚92%，乙醇8%，混合工质的体积充装量为热管容积的2.2%。
将以上各混合工质充装密封好的热管安装于太阳能热水器中，作为集热 件使用，经试验证明热管管壁在高温时不炸管，在3(TC 4(TC低温时还 能正常启动运行。
实施例四
采用丙二醇乙醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一种作为单一 工质，体积充装量为热管容积的2%。将装密封好的热管安装于太阳能热水
器中，作为集热件使用，经试验证明热管管壁在高温时不炸管。
权利要求
1、用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质，其特征在于所述工质为标准大气压下的沸点为120℃～140℃的液体物质。
2、 根据权利要求1所述用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质，其特 征在于所述标准大气压下的沸点为120。C 14(TC的液体物质为丙二醇乙 醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一种。
3、 根据权利要求1或2所述用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质， 其特征在于所述工质还包括标准大气压下沸点为3(TC 80'C的液体物质， 所述标准大气压下沸点为3(TC 80'C的液体物质与标准大气压下的沸点为 120。C 14(TC的液体物质的体积比为1 10 : 99 90。
4、 根据权利要求3所述用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质，其特 征在于所述标准大气压下沸点为3(TC 80'C的液体物质为乙醚，或乙醇中 的至少一种。
全文摘要
用于太阳能集热装置的玻璃热管的工质，涉及热传导技术领域，特别是太阳能热利用技术领域。本发明采用标准大气压下的沸点为120℃～140℃的液体物质作为工质，将其置于玻璃管内，其充装量可大于热管容积的0.5％，于太阳能热水器上应用，不会造成因高温而炸管的现象。本发明可降低热管的生产成本，替代金属容器作为热管的高代价，其方便生产、价格低廉、使用寿命长，利于太阳能热水器在高温、高效方面的进一步推广应用。
文档编号F24J2/46GK101591525SQ200910033708
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者周必安, 王恒月, 黄永定 申请人:黄永定