一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，包括外玻璃罩管及位于外玻璃罩管内的内玻璃吸热管，外玻璃罩管与内玻璃吸热管为同心管，外玻璃罩管及内玻璃吸热管之间设有封接口，外玻璃罩管及内玻璃吸热管之间为真空空间，外玻璃罩管上的外壁镀有反渗透膜。此抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，在外玻璃罩管上的外壁镀有反渗透膜，使太阳光更好地穿过外玻璃罩管照射到内玻璃吸热管外表面，增加吸热量，降低散热并提高效率，特别适用于高寒地区，抗冻且高效，提高集热效率和系统安全性及稳定性，可广泛应用在热水、采暖、空调以及工农业中低温热能利用领域。本发明适用于集热管领域。
【专利说明】
一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管
技术领域
[0001]本发明涉及集热管领域，特别是涉及一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管。
【背景技术】
[0002]太阳能是一种绿色可再生能源，这种资源取之不尽用之不竭，在自然界中非常丰富，对环境无任何污染，为人类的生产和生活提供了一种动力，太阳能的高效利用使人类社会进入一个节约能源减少污染的时代。
[0003]根据中国太阳能热利用产业联盟发布的《中国太阳能热利用行业运行状况报告》统计数据显示，2015年我国新装太阳能热利用系统4350万m2，2015年12月底太阳能热利用系统保有量4.42亿m2，其中真空管型集热器及系统有3800万m2，占比87.36%，平板型集热器及系统有550万m2，占比12.64%，由此可见，太阳能真空管集热器在我国太阳能热利用中仍然占主流。
[0004]在太阳能热利用领域，真空管集热器的应用有着几十年的历史，目前绝大不分产品依然沿用传统的全玻璃真空管集热器，各生产厂家几乎没有再对集热管和集热器做出创新改进和优化。在近三四十年的时间内，无论从性能还是结构上，都没有很大改进，从而也限制了集热管的应用领域。
[0005]传统全玻璃太阳能真空集热管一般采用外玻璃罩管的管外直径Φ为58mm与内吸热管外直径Φ为47_配合，同心管间真空保温层厚度只有5.5_，在北方寒冷地区保温效果不够，热损失大，效率低;而且传统全玻璃真空集热管外玻璃管的壁厚往往只有1.6mm，在北方寒冷地区，很容易被冰雹击碎，造成集热器和系统的瘫痪，给业主造成损失;此外，传统全玻璃太阳能真空集热管一般只用一种吸气剂，不利于真空度的持久性，应用在工程上之后，很快造成真空衰减、真空度降低，热效率降低，且传统全玻璃太阳能真空集热管在集热管底部只有一个金属弹簧支架，内、外玻璃管的同心度不高，从而造成集热管生产过程中的封口成功率不高，影响生产效率。特别是在北方寒冷的冬天，往往出现集热管冻坏的现象，给用户或业主造成一些损失。因此。研究太阳能集热器在北方高寒地区的推广应用，开发抗冻高效的太阳能集热器产品是经济社会和技术发展的需要，是非常必要的。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种集热效率高的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管。
[0007 ]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，包括外玻璃罩管及位于外玻璃罩管内的内玻璃吸热管，外玻璃罩管与内玻璃吸热管为同心管，外玻璃罩管及内玻璃吸热管之间设有封接口，外玻璃罩管及内玻璃吸热管之间为真空空间，外玻璃罩管上的外壁镀有反渗透膜。
[0008]进一步作为本发明技术方案的改进，内玻璃吸热管的前段设有前端金属弹簧支架和/或者后段设有后端金属弹簧支架，外玻璃罩管及内玻璃吸热管之间的真空空间里设有吸气剂。
[0009]进一步作为本发明技术方案的改进，至少一个吸气剂安装在后端金属支架上和/或者前端金属支架上。
[0010]进一步作为本发明技术方案的改进，安装在后端金属支架上的吸气剂为蒸散型吸气剂，安装在前端金属支架上的吸气剂为非蒸散型吸气剂。
[0011]进一步作为本发明技术方案的改进，外玻璃罩管上的内壁镀有增透膜，内玻璃吸热管外表面设有选择性吸收涂层。
[0012]进一步作为本发明技术方案的改进，外玻璃罩管及内玻璃吸热管管内设有流体工质。
[0013]进一步作为本发明技术方案的改进，真空空间的真空度为5X 10—2pa?I X 10—4pa。
[0014]进一步作为本发明技术方案的改进，外玻璃罩管和内玻璃吸热管均采用高硼硅玻璃，外玻璃罩管和内玻璃吸热管的壁厚为1.6mm?2.2mm。
[0015]进一步作为本发明技术方案的改进，外玻璃罩管上设有用于抽真空的排气尾管。
[0016]进一步作为本发明技术方案的改进，外玻璃罩管和内玻璃吸热管的外径差为5mm?25mm，外玻璃罩管的长度为1500mm?2200mm。
[0017]本发明的有益效果:此抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，在外玻璃罩管上的外壁镀有反渗透膜，使太阳光更好地穿过外玻璃罩管照射到内玻璃吸热管外表面，增加吸热量，降低散热并提高效率，特别适用于高寒地区，抗冻且高效，提高集热效率和系统安全性及稳定性，可广泛应用在热水、采暖、空调以及工农业中低温热能利用领域。
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明实施例整体结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0020]参照图1，本发明为一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，包括外玻璃罩管I及位于外玻璃罩管I内的内玻璃吸热管2，外玻璃罩管I与内玻璃吸热管2为同心管，外玻璃罩管I及内玻璃吸热管2之间设有封接口 10，外玻璃罩管I及内玻璃吸热管2之间为真空空间3，外玻璃罩管I上的外壁镀有反渗透膜。
[0021]此抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，在外玻璃罩管I上的外壁镀有反渗透膜，使太阳光更好地穿过外玻璃罩管I照射到内玻璃吸热管2外表面，增加吸热量，降低散热并提尚效率，特别适用于尚寒地区，抗冻且尚效，提尚集热效率和系统安全性及稳定性，可广泛应用在热水、采暖、空调以及工农业中低温热能利用领域。
[0022]作为本发明优选的实施方式，内玻璃吸热管2的前段设有前端金属弹簧支架9和/或者后段设有后端金属弹簧支架5，外玻璃罩管I及内玻璃吸热管2之间的真空空间3里设有吸气剂7。
[0023]作为本发明优选的实施方式，至少一个吸气剂7安装在后端金属支架5上和/或者前端金属支架9上。
[0024]作为本发明优选的实施方式，安装在后端金属支架5上的吸气剂7为蒸散型吸气剂，安装在前端金属支架9上的吸气剂7为非蒸散型吸气剂。
[0025]作为本发明优选的实施方式，外玻璃罩管I上的内壁镀有增透膜，内玻璃吸热管2外表面设有选择性吸收涂层4。
[0026]作为本发明优选的实施方式，外玻璃罩管I及内玻璃吸热管2管内设有流体工质。
[0027]作为本发明优选的实施方式，真空空间3的真空度为5X 10—2pa?I X 10—4pa。
[0028]作为本发明优选的实施方式，外玻璃罩管I和内玻璃吸热管2均采用高硼硅玻璃，外玻璃罩管I和内玻璃吸热管2的壁厚为1.6mm?2.2mm。
[0029]作为本发明优选的实施方式，外玻璃罩管I上设有用于抽真空的排气尾管8。
[°03°]作为本发明优选的实施方式，外玻璃罩管I和内玻璃吸热管2的外径差为5mm?25mm，外玻璃罩管I的长度为1500mm?2200mm。
[0031]本发明提供了一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，该真空聚能集热管包括外玻璃罩管1、内玻璃吸热管2、选择性吸收涂层4、吸气剂7、前端金属弹簧支架9和后端金属弹簧支架5等部件。真空聚能集热管的外玻璃罩管I和内玻璃吸热管2是高硼硅玻璃。外玻璃罩管I和内玻璃吸热管2的外径差为5mm?25mm。通过增大内、外玻璃管之间的间距，增大了真空保温层的厚度，降低热损失，而且加大玻璃管壁厚，有效防止冰雹带来的损伤。
[0032]抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管的玻璃罩管内抽真空，真空度要求5X10—2pa?I X 10—4pa。通过真空减少集热管得到的热量通过集热管内部气体对流和传导造成的热损失，使得热量绝大部分通过内集热管内的工质传出集热管，在集热管内的内、外玻璃管之间空间里，在距离玻璃管的端口较近的位置分别设置前端和后端金属支架，保证内、外玻璃管的同心度，方便内、外管之间的封接工艺。
[0033]在抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管的后端金属弹簧支架5上安装一个或两个蒸散型吸气剂7，前端金属弹簧支架9上也可以安装非蒸散型吸气剂，保证内、外玻璃管真空空间的高真空度以及真空度的持久性。而传统全玻璃太阳能真空集热管不利于真空度的持久性，应用在工程上之后，很快造成真空衰减、真空度降低，热效率降低，不适合北方高寒地区的推广和利用。本发明提出的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管更适合北方寒冷地区的采暖工程和工农业中低温热利用。
[0034]本发明优选实施例一:外玻璃罩管采用管外直径Φ为58mm，内吸热管采用管外直径Φ为37mm的玻璃管，Φ 58mm的外玻璃罩管I和Φ 37mm的内玻璃吸热管之间抽真空，有效降低吸热管得到的热量通过内、外玻璃管之间的气体对流和传导造成热损失，Φ58mm的外玻璃罩管I和Φ37πιπι的内玻璃吸热管是同心管。增大内、外玻璃管之间的间距，即增大真空保温层的厚度，降低热损失，工作时，太阳光透过内壁镀有增透膜的Φ58_外玻璃罩管I之后，穿过真空空间3，照射到Φ 37mm的内玻璃吸热管2外表面上的选择性吸收涂层4，由光能转换成热能，并将热量通过Φ 37mm的内玻璃吸热管2传递给管内的流体工质。
[00；35]抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管后端金属弹簧支架5上，通过吸气剂支架6安装两个蒸散型吸气剂7，并通过排气尾管8对内、外玻璃管之间的真空空间抽真空，真空度要求5X10—2pa?1X10—4pa。
[0036]抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管前端金属弹簧支架9，起到支撑内、外玻璃管的作用，并保证Φ 58mm的外玻璃罩管I和Φ 37mm的内玻璃吸热管之间的同心度，方便内、夕卜管之间的封接工艺，内外玻璃管的封接口 10位于内外管接口处。
[0037]抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管总长度范围为1500mm?2200mm，便于生产、加工、安装和运输。Φ 58mm的外玻璃罩管I和Φ 37mm的内玻璃吸热管的壁厚要求1.6mm?2.2mm,有效防止冰雹带来的损伤。
[0038]在实施例一的基础上:集热管还具有以下尺寸Φ65mm外玻璃罩管I与Φ47mm内玻璃吸热管2; Φ65ι?πι外玻璃罩管I与Φ58πιπι内玻璃吸热管2; Φ70πιπι外玻璃罩管I与Φ47ι?πι内玻璃吸热管2; Φ 70mm外玻璃罩管I与Φ 58mm内玻璃吸热管2组成的集热管。
[0039]本抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，是在传统全玻璃真空集热管的基础上，对集热管的结构和性能进行了优化和改进，在外玻璃罩管I外镀反渗透膜，增加真空保温层的厚度，提高集热管的真空度，降低散热并提高效率，特别适用于高寒地区，抗冻且高效，降低在高寒地区的损坏率，提高集热效率和系统安全性及稳定性，可广泛应用在热水、采暖、空调以及工农业中低温热能利用领域。
[0040]外玻璃管镀增透膜，使太阳光更好地穿过外玻璃罩管照射到内玻璃管外表面的选择性吸收涂层，增加吸热量，通过对真空集热管的结构、性能的改进和优化，提高了集热管的真空度，集热管的散热量降低、效率提高，从而更有利于广泛推广和应用，主要应用建筑采暖、制冷空调、食品加工、海水淡化、化学、造纸、木材加工、合成橡胶、纺织和烟草、茶叶及中草药干燥以及农副产品加工等领域，该抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管在工农业热能利用行业有着巨大的市场空间和广阔的应用前景。能够广泛应用在北方高寒地区热水、采暖、空调以及工农业中低温热能利用领域。
[0041]当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:包括外玻璃罩管(I)及位于所述外玻璃罩管(I)内的内玻璃吸热管(2)，所述外玻璃罩管(I)与内玻璃吸热管(2)为同心管，所述外玻璃罩管(I)及内玻璃吸热管(2)之间设有封接口(10)，所述外玻璃罩管(I)及内玻璃吸热管(2)之间为真空空间(3)，所述外玻璃罩管(I)上的外壁镀有反渗透膜。2.根据权利要求1所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述内玻璃吸热管(2)的前段设有前端金属弹簧支架(9)和/或者后段设有后端金属弹簧支架(5)，所述外玻璃罩管(I)及内玻璃吸热管(2)之间的真空空间(3)里设有吸气剂(7)。3.根据权利要求2所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:至少一个所述吸气剂(7)安装在后端金属支架(5)上和/或者前端金属支架(9)上。4.根据权利要求3所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:安装在所述后端金属支架(5)上的吸气剂(7)为蒸散型吸气剂，安装在所述前端金属支架(9)上的吸气剂(7)为非蒸散型吸气剂。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述外玻璃罩管(I)上的内壁镀有增透膜，所述内玻璃吸热管(2)外表面设有选择性吸收涂层(4)。6.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述外玻璃罩管(I)及内玻璃吸热管(2 )管内设有流体工质。7.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述真空空间(3)的真空度为5X 10—2pa?I X 10—4pa。8.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述外玻璃罩管(I)和内玻璃吸热管(2)均采用高硼硅玻璃，所述外玻璃罩管(I)和内玻璃吸热管(2)的壁厚为1.6mm?2.2mm。9.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述外玻璃罩管(I)上设有用于抽真空的排气尾管(8)。10.根据权利要求1至4中任意一项所述的抗冻高效太阳能采暖真空聚能集热管，其特征在于:所述外玻璃罩管(I)和内玻璃吸热管(2)的外径差为5mm?25mm，所述外玻璃罩管(I)的长度为1500mm ?2200mm。
【文档编号】F24J2/48GK105865045SQ201610378130
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】付加庭, 李润喜, 李永强, 樊琛阳
【申请人】栗世芳, 栗世明