[发明专利]一种适于工业应用的中温太阳能集热管及制造方法

说明书

本发明公开了一种适于工业应用的中温太阳能集热管，属于太阳能利用技术领域。该中温太阳能集热管包括外管、位于外管内的中心管、与中心管呈螺旋状连接的吸热板，吸热板的另一侧上也呈螺旋状连接着一周边管，并且中心管与周边管是相通的，即周边管一端一中心管的底端相连，周边管的另一端在中心管与金属端盖处与中心管相连，中心管及周边管内设有传热介质。具有升温速度快，传热性能好的优点。

技术领域

本发明属于热管技术领域，尤其涉及一种适于工业应用的中温太阳能集热管及制造方法。

背景技术

热管作为一种高效的传热元件，自问世以来得到了迅速地发展。这项新技术引起了各国学者和技术开发人员的极大兴趣，它已经在许多领域中应用。在太阳能利用领域，热管主要是作为传热元件应用。它不仅用于太阳集热器提供生活热水，还可以作为太阳能采暖、太阳能发电等动力设备的传热元件。

太阳能真空集热管有全玻璃真空集热管和玻璃’金属封接的真空集热管。热管式真空集热管是玻璃—金属封接的真空集热管的一种。目前，将带平板翼片的热管封装在单层玻璃的真空管内，采用抗冻的铜 ( 水热管作为高效的传热元件，玻璃—金属之间的封接采用先进的热压封接技术。

中国专利文献公开了一种《利用太阳能真空聚光的热管》，专利号201310741150.3，其内容为包括热管的集热端和放热端，集热端包括聚光反光板以及一端开口的外管和中心管，冷媒置于密封的中心管中，外管为玻璃管，外管开口端设有可轴向变形的金属端盖，外管的内部为真空密封腔，中心管与外管同轴心设置，且一端伸出真空密封腔，真空密封腔内的中心管为热管的吸热端，真空密封腔外的一段中心管为放热端，中心管的放热端置于导热管道的介质中 ；聚光反光板位于真空密封腔中，聚光反光板的聚焦点位于中心管吸热端的中轴线。

使用中发现这种利用太阳能真空聚光的热管存在以下问题：一是传热介质位于一个直筒式的中心管内，虽然冷却-汽化循环的快，但传热介质在循环的过程中受热时间短；二是连接于中心管上的聚光反光板为直板式，受热面积小，不能充分利用全玻璃真空集热管内的真空体积。

发明内容

本发明的目的是提供一种传热介质吸热时间长，真空管内的聚光反光板受热面积大，热效率高的中温太阳能集热管。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，该中温太阳能集热管包括外管、位于外管内的中心管、与中心管呈螺旋状连接的吸热板，吸热板的另一侧上也呈螺旋状连接着一周边管，并且中心管与周边管是相通的，即周边管一端一中心管的底端相连，周边管的另一端在中心管与金属端盖处与中心管相连，中心管及周边管内设有传热介质，外管的内部为真空密封腔，中心管与外管同轴心设置，且一端伸出真空密封腔，真空密封腔内的中心管为热管的吸热端，真空密封腔外的一段中心管为放热冷却端。

优选的，外管为玻璃管，外管一端封闭，另一端开口，开口端设有可轴向变形的金属端盖。

优选的，中心管伸出真空密封腔时与金属端盖的结合部通过焊接密封。

优选的，吸热板为铜质材料制成。

为进一步验证本发明所述的集热管与现有技术的集热管的集热效率，发明人做了以下实验：

单管实验：将同样尺寸的重力集热管（南京诚远太阳能有限公司生产）和本发明所述的集热管置于60℃灯光模拟加热箱中。冷却段置于11.k3g保温水箱中，热管倾角为40。测试表明，后者平均每小时升温速度为6℃，而前者只有2℃。

用16根本发明所述的集热管组装成一台热水器，其集热器尺寸为180cmxI20cmxl5cm，有效采光面积l.8m2，水箱尺寸为130cmx55cmx25cm，容水量70kg。测试结果:该热水器冬季平均日效率高于35%，4月份平均日效率高于50%。