一种太阳能集热管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太阳能集热管，太阳能集热管是由两等长度、直径不同的玻璃管、环形玻璃区域填充的相变微胶囊材料和内管的水流体组成。太阳能集热管中的太阳能集热材料采用的是相变微胶囊。该相变微胶囊是以苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能集热管


[0001]本技术涉及相变材料和太阳能集热材料，尤其涉及一种基于相变微胶囊材料的太阳能集热管。

技术介绍

[0002]随着社会和经济的快速发展，人们对于能源的需求在不断的增加，尤其是在工业革命后的这一百多年时间里，对能源的需求可谓是供不应求。寻找可再生新能源是现代能源的发展趋势。二十世纪以来，人们的环保意识逐渐加强，同时能源危机不断地出现，绿色节能的话题充斥在人类的生活之中。太阳能作为一种储量丰富的清洁能源，具有取之不尽、用之不竭、无污染和环保等特征，逐渐成为现代人类发展的理想替代能源。但太阳能在大自然界的分布存在能量分散、不稳定和被捕获效率低等问题，导致太阳能难以被直接利用。因此，开发高效能量存储装置来收集和储存太阳能是非常重要的。相变材料通过物质在相变时的吸热与放热，具有高能量存储和可控温功能，可用来吸收和存储太阳能。
[0003]传统太阳能集热器在进行太阳能收集过程中，存在着太阳能捕获效率低、能量转化率低、采用的太阳能集热材料使用寿命低且不易降解等问题。将相变材料应用在太阳能集热器中，充分发挥相变材料的热性能优势可在一定程度上缓解传统太阳能集热器存在的各种问题。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术的主要目的在于提供一种基于相变微胶囊材料的太阳能集热管。
[0005]本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种太阳能集热管，所述太阳能集热管包括：内玻璃管、外玻璃管；内玻璃管安装在外玻璃管内，内玻璃管内填充有相变储热材料，外玻璃管内和内玻璃管之间的空间填充有相变微胶囊，相变微胶囊吸收太阳能，相变储热材料存储太阳能，所述太阳能集热管为可旋转的太阳能集热管。
[0006]在本技术的具体实施例子中，相变储热材料为水。
[0007]在本技术的具体实施例子中，相变微胶囊为以苯乙烯
‑
二乙烯基苯共聚物或SiC复合材料为壁材，正十八烷为芯材的相变微胶囊。
[0008]在本技术的具体实施例子中，相变微胶囊的热导率为0.075
‑
0.147W/ (m
·
K)，相变焓值在71.8
‑
117.1J/g之间的相变微胶囊。
[0009]在本技术的具体实施例子中，内玻璃管的内径和外玻璃管的内径之比的范围为：1:5
‑
10。
[0010]在本技术的具体实施例子中，内玻璃管的内径和集热管长度之比为 1:7.5
‑
15。
[0011]本技术的积极进步效果在于：本技术提供的一种太阳能集热管中整个太阳能集热管是由填充有高导热和光热转化相变微胶囊材料的环形区域包裹内管水流体形
成的。太阳能集热管的作用机理是当阳光照射在相变微胶囊表面时，通过相变微胶囊表面密集的纳米碳化硅颗粒，进行高效地光子捕获并收集其中的太阳能，将能量快速传输至内管水流体中。当太阳能集热管外界温度降低时，芯材利用自身的相变性能，与内管水流体发生热交换，从而缓解内管水流体热能的快速流失，起到蓄热保温的作用。
附图说明
[0012]图1为本技术整体结构的主视图。
[0013]图2为图1的俯视图。
[0014]图3为高导热和光热转化相变微胶囊材料的DSC循环热性能测试图。
[0015]图4为不同纳米碳化硅添加量相变微胶囊材料的热导率测试图。
[0016]图5a为太阳能集热管环形区域微胶囊温度测试曲线图。
[0017]图5b为太阳能集热管环形区域微胶囊温度测试节点统计图。
[0018]图6a为太阳能集热管内管水流体温度测试曲线图。
[0019]图6b图为太阳能集热管环形内管水流体温度测试节点统计图。
[0020]图7a为不同纳米碳化硅添加量的太阳能集热管环形区域微胶囊的DSC图。
[0021]下面是本技术中标号对应的名称：
[0022]图1～图2中：相变储热材料1、内玻璃管2、相变微胶囊3、外玻璃管4。
[0023]图3～图7中：微胶囊1为不添加纳米碳化硅颗粒的相变微胶囊、微胶囊2 为添加1.5wt％纳米碳化硅颗粒的相变微胶囊、微胶囊3为添加2.5wt％纳米碳化硅颗粒的相变微胶囊、微胶囊4为添加3.5wt％纳米碳化硅颗粒的相变微胶囊。
具体实施方式
[0024]下面结合附图给出本技术较佳实施例，以详细说明本技术的技术方案。
[0025]本技术提供一种高导热和光热转化相变微胶囊材料的太阳能集热管，整个太阳能集热管是由填充有高导热和光热转化相变微胶囊材料的环形区域包裹内管水流体形成的。太阳能集热管的作用机理是当阳光照射在相变微胶囊表面时，通过相变微胶囊表面密集的纳米碳化硅颗粒，进行高效地光子捕获并收集其中的太阳能，将能量快速传输至内管水流体中。当太阳能集热管外界温度降低时，芯材利用自身的相变性能，与内管水流体发生热交换，从而缓解内管水流体热能的快速流失，起到蓄热保温的作用。
[0026]图1为本技术整体结构的主视图，图2为图1的俯视图，如上述图所示：本技术提供的基于高导热和光热转化相变微胶囊材料的太阳能集热管，包括：内玻璃管2、外玻璃管4；内玻璃管2安装在外玻璃管4内，内玻璃管2 内填充有相变储热材料1，外玻璃管4内和内玻璃管2之间的空间填充有相变微胶囊3，相变微胶囊3吸收太阳能，相变储热材料1存储太阳能，所述太阳能集热管为可旋转的太阳能集热管。
[0027]在具体的实施过程中，相变储热材料1为水。
[0028]在具体的实施过程中，相变微胶囊3可以为以苯乙烯
‑
二乙烯基苯共聚物或 SiC复合材料为壁材，正十八烷为芯材的相变微胶囊。
[0029]相变微胶囊的导热率为0.075
‑
0.147W/(m
·
K)，相变焓值在71.8
‑
117.1J/g之间的相变微胶囊。
[0030]在具体的实施过程中，内玻璃管的内径和外玻璃管的内径之比的范围为： 1:5
‑
10，内玻璃管的内径和集热管长度之比为1:7.5
‑
15。
[0031]本技术还提供了一种太阳能集热管的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0032](1)、按照质量比为1:133将分散剂溶于去离子水中，加热到45
‑
65℃的温度，制备成分散相；将正十八烷、苯乙烯单体、二乙烯基苯单体、引发剂和纳米碳化硅颗粒于45
‑
65℃的温度下搅拌15
‑
30分钟，制成油相；
[0033](2)、在相同的分散相、油相两相体系温度下，按照体积比1:10
‑
1:15将油相加入到分散相，500
‑
1000rpm的转速下搅拌乳化15
‑
30min，之后再将温度升高至75
‑
90℃，继续搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能集热管，其特征在于：所述太阳能集热管包括：内玻璃管、外玻璃管；内玻璃管安装在外玻璃管内，内玻璃管内填充有相变储热材料，外玻璃管内和内玻璃管之间的空间填充有相变微胶囊，相变微胶囊吸收太阳能，相变储热材料存储太阳能。2.根据权利要求1所述的太阳能集热管，其特征在于：所述太阳能集热管为可旋转的太阳能集热管。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继芬，赵宽，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：新型
国别省市：