[發(fā)明專利]太陽能集熱管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210440553.X
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN102927707A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃護(hù)林;孫忠偉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇尚森太陽能科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46;F24J2/48
• 代理公司: 常州市天龍專利事務(wù)所有限公司 32105
• 代理人: 周建觀;張?jiān)?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種中高溫太陽能集熱管，屬于太陽能中高溫利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能中高溫利用主要由槽式聚焦器、太陽能自動跟蹤裝置、中高溫集熱管、應(yīng)用裝置等組成。太陽能經(jīng)槽式聚焦器聚焦到集熱管的吸收面上，加熱吸收面，使吸收管的溫度升高，流體在吸熱管內(nèi)流動，吸收吸熱管的能量而升高溫度，作為中高溫利用的工作介質(zhì)。

目前，在中高溫集熱系統(tǒng)中，都采用玻璃-金屬真空集熱管作為接收器。其基本結(jié)構(gòu)為外管為玻璃管，內(nèi)管為金屬管，兩端采用金屬波紋管、可伐合金以及法蘭將玻璃管與金屬管連接起來，玻璃管與金屬管采用熱壓封接或熔封封接。金屬外管外壁利用磁控濺射有選擇性吸收涂層，玻璃管與金屬管間抽真空（如圖6）。然而，由于玻璃管與金屬管的封接工藝復(fù)雜，技術(shù)難度高，磁控濺射的選擇性吸收膜層在高溫下的性能穩(wěn)定性難以控制，以至于目前只有德國的Schott、以色列Solel、意大利ENEA三個(gè)廠家掌握了這種高溫真空集熱管的制造工藝。國內(nèi)目前還沒有能夠生產(chǎn)用于太陽能中高溫利用的商業(yè)產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服玻璃-金屬真空太陽能集熱管密封工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及接收器吸熱管周向溫度分布不均勻問題的太陽能集熱管。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種太陽能集熱管，包括金屬內(nèi)管、金屬外管、第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭，所述金屬外管套在金屬內(nèi)管外，金屬內(nèi)管和金屬外管的對應(yīng)位置均開有軸向縫，金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對應(yīng)的縫沿處形成密封邊，使金屬內(nèi)管和金屬外管成為一套管體，所述金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間為流道，所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁之內(nèi)構(gòu)成吸收腔，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，所述軸向縫上覆蓋有透明玻璃，所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層，所述透明玻璃的邊部插裝在第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層之間，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭分別固定在套管體的兩端，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭均具有液流口，液流口與流道連通。

所述金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對應(yīng)的縫沿處焊接在一起而形成密封邊。

所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上的氧化黑色層是高溫處理的氧化黑色層。

所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上的高吸收率的黑色涂層是高吸收率的高溫黑色涂層。

所述透明玻璃是低發(fā)射率、高透過率的透明玻璃。

所述流道內(nèi)設(shè)有傳熱肋片，所述傳熱肋片設(shè)在金屬內(nèi)管和/或金屬外管上。

所述金屬內(nèi)管兩端均具有第一球頭，所述第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭上均具有相應(yīng)的第二球頭，第一球頭與第二球頭之間形成一定液流縫隙，液流縫隙兩端分別連通相應(yīng)的液流口和流道。

所述軸向縫的面積為吸收腔的橫截面面積的5~20%。

所述套管體的兩端固定有第一管體聯(lián)結(jié)法蘭和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭，第一聯(lián)結(jié)頭和第二聯(lián)結(jié)頭上分別具有第一聯(lián)結(jié)法蘭和第二聯(lián)結(jié)法蘭，第一聯(lián)結(jié)法蘭和第二聯(lián)結(jié)法蘭分別與相應(yīng)的第一管體聯(lián)結(jié)法蘭和第二管體聯(lián)結(jié)法蘭固定連接。

所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層。

采用上述技術(shù)方案后，由于所述金屬內(nèi)管和金屬外管的對應(yīng)位置均開有軸向縫，金屬內(nèi)管的縫沿處與金屬外管對應(yīng)的縫沿處形成密封邊，使金屬內(nèi)管和金屬外管成為一套管體，因此，取消了現(xiàn)有技術(shù)的玻璃-金屬管之間的密封工藝和高溫選擇性吸收涂層，從而克服了玻璃-金屬真空太陽能集熱管密封工藝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及接收器吸熱管周向溫度分布不均勻問題；再由于所述金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間為流道，所述金屬內(nèi)管的內(nèi)壁之內(nèi)構(gòu)成吸收腔，金屬內(nèi)管的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，所述軸向縫上覆蓋有透明玻璃，所述金屬外管外還包覆有第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層，所述透明玻璃的邊部插裝在第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層之間，因此，使用時(shí)，太陽光經(jīng)從太陽能集熱管的軸向縫處的透明玻璃進(jìn)入吸收腔，由金屬內(nèi)管的內(nèi)管壁吸收太陽能而升溫，流道內(nèi)的介質(zhì)（如水、油）與金屬內(nèi)管進(jìn)行流動換熱，金屬內(nèi)管將吸收的太陽能傳給流體介質(zhì)，提高介質(zhì)的出口溫度；吸收腔內(nèi)的內(nèi)壁上具有氧化黑色層或者高吸收率的黑色涂層，因而太陽光吸收率高；透明玻璃以及第一保溫隔熱層和第二保溫隔熱層可以有效降低吸收腔的對外界的散熱，提高了吸收腔的溫度和吸熱效率。本發(fā)明不僅制造簡單，成本低，可以大規(guī)模生產(chǎn)，而且具有熱效率與玻璃-金屬真空太陽能集熱管相當(dāng)，工作范圍和應(yīng)用場合寬等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明的太陽能集熱管的結(jié)構(gòu)正視圖。