[实用新型]一种梯级相变储能中高温直通集热管

说明书

本实用新型公开一种梯级相变储能中高温直通集热管，包括玻璃外管、金属吸热内管、储能芯、异径弹簧支架和法兰环，所述金属吸热内管位于所述玻璃外管和所述储能芯的之间，且所述储能芯位于所述金属吸热内管的内部；所述储能芯的两端搭接在所述异径弹簧支架上，所述异径弹簧支架与所述法兰环之间为焊接；所述玻璃外管的两端与所述法兰环的接口连接，所述金属吸热内管的两端穿过所述法兰环并伸出到所述法兰环的外侧，所述金属吸热内管与所述法兰环之间固定连接。本实用新型的集热管实现集热与储热一体化，大大提高能量的利用率，方便易用，结构简单，经济环保，使用寿命长，利于广泛推广应用。

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热利用技术领域。具体地说是一种梯级相变储能中高温直通集热管。

背景技术

化石能源的日益贫乏以及过度开发带来的污染，使得国内外对可再生能源的需求量日益增加，可再生能源，特别是太阳能具有开发潜力大，可再生、可持续利用，在促进经济发展、改善能源结构，减少环境污染、满足能源需求等方面具有重要的作用，已引起国内外的广泛关注。

太阳能热利用逐步从太阳能热水器拓展到太阳能采暖、太阳能干燥、太阳能热发电等工农业利用领域，已得到推广和应用。然而，由于太阳能受季节和昼夜变化、天气变化的影响，使得大量太阳能集热工程采集的热量不稳定，且后期蓄热成本较高，使得大部分太阳能集热工程利用效率低下，甚至因为冬季把集热管冻坏而处于瘫痪状态。

中国专利文献CN203719155U公开了一种相变储能型太阳能真空集热管，其采用全玻璃真空管储存相变材料，由于外管和储存相变材料的内管是一体化的异型玻璃结构，其制造成本很高，不适宜规模化推广应用；另外，由于实际应用中每个集热管不同于实验室进行理论研究的微型集热管，而是能够储存较多相变材料的集热管才有实际应用价值，而中国专利文献CN203719155U中的一体化的异型玻璃结构决定了不可能储存很多相变材料，否则制造成本将非常高；此外，由于其采用了在玻璃外管内部安装弹簧支架的方式以对储存相变材料的内管进行支撑，在实际施工中弹簧支架容易损坏玻璃外管及玻璃内管；并且由于玻璃的导热性比金属差，因而即使在玻璃内管上面涂抹吸热材料，亦不能达到利用金属作为储存相变材料的传热效果。

中国专利文献CN104848569A公开了一种金属吸热体储能式真空管及具有该真空管的集热器，其采用玻璃外管和金属储能管的组合，但由于金属储能管的一端与玻璃外管的一端通过金属封接盖、波纹管和过渡环装配在一起，金属储能管的重量通过金属封接盖传递到玻璃外管的管壁边缘，这就要求大幅提高玻璃外管的管壁的强度，或者大幅降低金属储能管及其储存的相变材料的重量以适应玻璃外管的强度，因而这种集热器作为实验室理论研究使用，而在实际应用中不可能得到规模化推广。

中国专利文献CN101893339A公开了一种分离式真空管-套管组合高温储热器，与中国专利文献CN203719155U和中国专利文献CN104848569A相似：储存相变材料的内管的一端与外管的一端固定连接以便给储存相变材料的内管以支撑，在储存相变材料的内管径向或者轴向膨胀时则无法进行缓冲；并且在另一端使用弹簧支持卡对内管进行支撑，这决定了内管中也不可能储存很多相变材料，并且存在施工中弹簧支持卡损坏玻璃内管/外管的情况，因此在中国专利文献CN101893339A中采用了多个“分离式真空管-套管”组合而成储热器以克服单个“分离式真空管-套管”储存相变材料少的缺陷。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于一种梯级相变储能中高温直通集热管。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：