[实用新型]一种适于大温差的螺旋式内管真空集热管

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能利用技术领域，特别是涉及一种适于大温差的螺旋式内管真空集热管。

背景技术

能源是国民经济发展和人民生活水平提高的重要物质基础，太阳能是清洁无污染且永不枯竭的能源，其越来越受到全社会的重视，是发展最快的可再生能源之一，也是各国竞相发展的重点。目前，公知的有效吸收太阳热能的装置是太阳能真空集热管，现在已经开发出多种太阳能真空集热管，其应用范围涵盖了供应家用热水、工业过程加热、海水淡化及太阳能热发电等多个方面。

槽式聚光系统是目前应用最广泛的太阳能中高温热利用系统，而耐高温太阳能真空集热管是槽式聚光系统的核心元器件。现有的一种应用较广的太阳能真空高温集热管，包括玻璃外管和金属集热管，玻璃外管和金属集热管之间的空间为真空层，玻璃外管的两端具有金属保护盖帽，金属集热管的两翼端口穿过金属保护盖帽，金属集热管的两翼端口为介质进、出口，金属集热管的两端套装有稀土合金封接装置，且稀土合金封接装置的外圈与玻璃外管的内壁紧密配合。其中，玻璃外管和金属集热管之间的真空层通过封接装置与玻璃外管之间的焊接面进行密封，由于金属集热管能承受较大压力，所以金属集热管内水等液体介质可承压流动，金属集热管与水等介质的传热过程是对流换热加传导换热，而且真空保温最大限度地降低了热损失，因而对于全玻璃真空管而言，集热温度大大提高。但是，这种真空集热管两端的稀土合金封接装置与玻璃外管需要配合紧密，以维持真空。可是封结装置与玻璃外管之间的焊接面抗剪强度不高，在集热管较大温差的反复作用下，金属管和玻璃管的热膨胀系数存在固有差别，两管之间形成相对位移差，在较高的温度条件下或者伸缩次数过多之后，金属和玻璃管由于变形差引起的剪应力将超过这个焊接面的抗剪强度，导致稀土合金封接装置易发生破裂，造成密封不严，真空失效，集热效率显著降低。而且，采用稀土合金封接装置的玻璃金属真空管，造价极为昂贵，不利于太阳能与传统化石能源开展竞争。

另一方面，由于结构本身的限制，太阳能真空集热管的金属管中间部分的流体介质离管壁远，传热慢，而靠近管壁的流体介质离管壁近，吸热快，两者的温差比较大，实际上集热效率还不够高。现有技术中也有采用螺旋管真空集热管的，但是为了维持集热管的真空度，必须布置大量非蒸散型吸气剂，否则真空将很快失效。而吸气剂要么布置在真空集热管两端，要么布置在真空集热管中接收辐射相对较少的某些部位，比如把吸气剂布置在吸热管顶端或把吸气剂布置在吸热管底端。现有技术中不管采用哪种布置方式，布置面积仍然有限，不方便大量布置；而且无论如何都会形成遮挡减少对太阳辐射的吸收。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适于大温差的螺旋式内管真空集热管。其较现有的高温太阳能真空集热管耐温差值低、使用寿命短、热效率不够、造价昂贵等不足之处，具有耐温差大、使用寿命长、热效率高、造价低、可大幅提高太阳能集热系统的适应性的特点。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种适于大温差的螺旋式内管真空集热管，包括外管、封闭所述的外管两个端部并围合成真空空间的密封件、设置在所述的外管内部且两端穿出所述的密封件的内管、两端与所述的密封件相连接用于支撑所述的内管的支撑管，所述的内管包括位于中部的螺旋段和位于两端的直线段，所述的螺旋段盘绕在所述的支撑管上，所述的直线段穿出所述的密封件，所述的直线段上穿出所述的密封件的位置设置有防止其相对所述的密封件滑移的环形凸起。

优选地，所述的真空集热管还包括蒸散型吸气剂和非蒸散型吸气剂，所述的蒸散型吸气剂设置在所述的外管内，所述的非蒸散型吸气剂设置在所述的螺旋段上或所述的支撑管内。

进一步优选地，所述的密封件的内侧连接有开设有环槽的吸气剂固定件，所述的环槽的槽口方向朝向所述的密封件一侧，所述的蒸散型吸气剂设置在所述的环槽内；

或者所述的外管内设置有具有自破环功能的腔室，所述的蒸散型吸气剂设置在所述的腔室内。

进一步优选地，所述的支撑管内设置有支座，所述的非蒸散型吸气剂固定在所述的支座上。

优选地，所述的外管、内管、支撑管以及密封件均采用玻璃材质，所述的外管与密封件之间直接相熔接或者通过密封圈密封；所述的内管与密封件之间直接相熔接或者通过胶或者通过密封圈密封。