内聚光真空太阳能集热管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种内聚光真空太阳能集热管，包括设有反光膜层的真空罩玻璃管以及设置在罩玻璃管内位于反光膜层聚焦位置处的吸热管，吸热管内设有流动的热媒工质；罩玻璃管包括反射段，反射段的截面形状设置为多段弧线段封闭连接形成，反光膜层设置在其中一段弧线段所对应的反射段内表面，该弧线段为反射弧线段；罩玻璃管外侧还设有由太阳光跟踪装置驱动的传动件。通过将发光膜层直接设置在罩玻璃管内，节省了制造成本；通过在罩玻璃管外设置传动件，使得单根太阳能集热管能单独跟踪太阳光，光热效率大幅提高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

内聚光真空太阳能集热管
本技术涉及一种太阳能光热转换技术，更具体地说，涉及一种内聚光真空太 阳能集热管。
技术介绍
目前市场上的太阳能光热转换技术产品仍局限低温技术产品，更具体地说就是所 获得的热能在100°C以下。太阳能集热元件主要是平板集热器和玻璃真空太阳能集热管。 上述产品已广泛应用于太阳能热水器和太阳能热水工程的市场。生活用热水占世界总能耗的3%左右，约占建筑节能的10%。占建筑能耗最大比 例的夏季空调制冷和冬季采暖约占世界总能耗的30%。因此大力发展太阳能光热产品在夏 季空调制冷和冬季采暖上的应用才能有效的改变世界能源结构，才能既保证国民经济持续 发展，又减少二氧化碳排放并阻止气候变暖。目前的太阳能集热元件存在以下缺点(1)运行温度低而不能满足夏季空调制冷和冬季采暖的要求。溴化锂机组是目前较成熟的利用热源进行空调制冷的机组。现阶段是用燃气加热 水蒸气达160°C 180°C进行双效制冷。其制冷系数可达到1. 3，即提供160°C以上的蒸气 热量1000大卡，可获得冷量1300大卡。而目前的太阳能集热元件如玻璃真空太阳能集热 管在夏季只能提供90°C以下的热水，在此温度下溴化锂制冷机组只能进行单放制冷，其制 冷系数在0. 6以下。因制冷效率低，占地面积大而导致太阳能空调制冷不能推广。同理冬季采暖也存在上述问题，冬季在_20°C 0°C的环境下，要把水温加热到 65°C 90°C又要保证太阳能集热元件有较高的光热转换效率，目前的太阳能光热转换产品 还不能完成。(2)为了提高太阳能光热产品的运行温度采用外聚光技术。把太阳能集热元件放 置在聚光器的聚焦位置处，聚光器又置身于空气环境中，这种技术称为外聚光技术。由于聚 光器暴露在空气中易氧化、易积灰、易变形所以未能推广应用。(3)内聚光技术把吸热元件放在聚光器的聚焦位置处，聚光器又放置在一个密 闭的容器内，这种技术称为内聚光技术。目前的内聚光集热元件技术基本按不跟踪太阳光 的前提下设计聚光器的曲面，因而聚光比较偏小(聚光器的采光面积与吸热元件的迎光面 积的比值)，一般在3倍左右。由于不跟踪太阳光，除中午阳光垂直照射下能获得所设计的 聚光比效果，其余太阳光东西方向斜射时就远不如中午的聚光效果。不能在夏季太阳空调 制冷和冬季采暖中推广应用。
技术实现思路
本技术要介决的技术问题在于，针对目前太阳能集热元件的运行温度低的缺 陷，提供一种聚光效率更高的内聚光真空太阳能集热管，以获得更高温度的热媒工质，进而 提高各种太阳能产品的运行温度。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是构造一种内聚光真空太阳能集 热管，包括设有反光膜层的真空罩玻璃管以及设置在所述罩玻璃管内位于所述反光膜层聚 焦位置处的吸热管，所述吸热管内设有流动的热媒工质；所述罩玻璃管包括反射段，所述反 射段的截面形状设置为多段弧线段封闭连接形成，所述反光膜层设置在其中一段弧线段所 对应的反射段内表面，该弧线段为反射弧线段；所述罩玻璃管外侧还设有由太阳光跟踪装 置驱动的传动件。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述多段弧线段包括两段对称设 置的对称弧线段以及将所述对称弧线段连接起来的过渡弧线段，所述对称弧线段的对称中 心线与所述吸热管的直径重合，所述反射弧线段为其中一根对称弧线段。加工时，可以按照 罩玻璃管的截面形状精确制作模具，由玻璃炉窑产生的高温液体玻璃通过模具批量拉制出 罩玻璃管，这样既能控制好反光膜层所需要的曲面的曲率半径，又能缩小整个集热管的体 积，又能节省材料，避免了采用圆筒形的罩玻璃管。另外，如果将罩玻璃管制成圆管形状，该 罩玻璃管的聚焦位置位于偏心处，即处于聚焦位置的吸热管位于罩玻璃管的偏心位置；在 跟踪太阳光的过程中，由于吸热管要与外部的热媒工质连通，则整个罩玻璃管必须围绕吸 热管的中心轴转动才方便实现太阳光跟踪；对于较大聚光比的集热管而言，重量重达30公 斤左右，则需要很大的驱动力矩才能驱动整个罩玻璃管转动，进而容易在转动过程中对罩 玻璃管造成损坏。而在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，通过设置多段弧线段 包括两段对称设置的对称弧线段以及将所述对称弧线段连接起来的过渡弧线段，并且设置 所述对称弧线段的对称中心线与所述吸热管的直径重合，使得整个罩玻璃管的重心正好位 于吸热管的中心轴上，这样只需要提供足够克服摩擦力的转动力矩即可实现罩玻璃管的转 动，其转动力矩要小得多，保证了在进行太阳光跟踪过程中罩玻璃管不容易损坏，延长了整 个集热管的使用寿命。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述反射弧线段为圆弧线段或抛 物线弧线段或椭圆弧线段。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管的一端开口而另一端 封闭，该开口与外部热媒工质运行系统连通。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管的两端开口，所述吸 热管的两开口端分别为与外部热媒工质运行系统的进口端和出口端连通。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管上位于罩玻璃管内的 部分设有异形球。由于罩玻璃管与吸热管在两端口处溶接封死，在使用时吸热管受热膨胀， 使得吸热管的轴向尺寸增大，从而导致吸热管端口连接处应力急剧增大而爆管。通过在吸 热管上设置异形球，使得吸热管在罩玻璃管内有一定的轴向伸缩量，从而防止其受热爆裂。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管的开口端与罩玻璃管 通过罩玻璃管端部设置的连接段连接，所述连接段的一端与所述罩玻璃管反射段圆滑过渡 连接而另一端与所述吸热管的开口端连接，所述连接端与所述吸热管同轴设置。在加工 时，先制作出该连接段，再将连接段的一端通过吹制工艺与罩玻璃管的反射段连接，再将连 接段的另一端和吸热管的开口端通过加热翻边熔接后封口，解决了吸热管的开口端与罩玻 璃管的反射段由于管径差距大且形状不同而很难熔接封口的问题；同时在加工本技术 所述内聚光真空太阳能集热管时，更容易保证了吸热管位于罩玻璃管反光膜层的聚焦位置处，保证了加工精度，提高了成品率。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管内还设有紧贴所述吸 热管内壁的金属管，所述热媒工质设置在所述金属管内。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管为金属管，所述吸热 管与罩玻璃管通过端盖连接，所述端盖密封设置在所述罩玻璃管反射段的端部，所述端盖 中心设有供所述吸热管穿过的中心孔，所述吸热管和所述端盖中心孔之间密封设置。通过 在吸热管开口端与罩玻璃管之间设置端盖，并在端盖中心处设置中心孔，使得吸热管被定 位在罩玻璃管的中心位置处；无需再考虑如何采用玻璃熔接工艺将罩玻璃管和吸热管连接 起来的问题，加工工艺更为简单。在本技术所述内聚光真空太阳能集热管中，所述吸热管为金属管，所述罩玻 璃管设有两个开口端，所述上开口端密封设有第一端盖，所述下开口端密封设有第二端盖； 所述吸热管通过所述第一端盖定位在罩玻璃管反射段的聚焦位置处，所述第一端盖中心设 有供所述吸热管穿过的中心孔，所述吸热管和所述端盖中心孔之间密封设置。实施本技术所述的内聚光真空太阳能集热管，具有以下有效效果通过在罩 玻璃管内侧设置反光膜层，在罩玻璃管内位于反光膜层聚焦位置处设置吸热管，吸热管内 设本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种内聚光真空太阳能集热管，其特征在于，包括设有反光膜层的真空罩玻璃管以及设置在所述罩玻璃管内位于所述反光膜层聚焦位置处的吸热管，所述吸热管内设有流动的热媒工质；所述罩玻璃管包括反射段，所述反射段的截面形状设置为多段弧线段封闭连接形成，所述反光膜层设置在其中一段弧线段所对应的反射段内表面，该弧线段为反射弧线段；所述罩玻璃管外侧还设有由太阳光跟踪装置驱动的传动件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐盛之，徐鸿胜，
申请(专利权)人：徐盛之，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]