[實用新型]一種套管式太陽能集熱管

有效

• 申請號: 201320410697.0
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN203396134U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 王輝濤;葛眾;王華;劉泛函;蒲興煌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種套管式太陽能集熱管，屬于能源與環境技術領域。

背景技術

太陽的輻射功率達3.8×10²³kW，其中，約1.08×10¹⁴kW輻射到地球表面。據估算，太陽在一月之內輻射到地球上的能量，可抵地球上包括石化燃料、原子能等在內的所有不可再生能源總儲量的10倍之多，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。我國屬太陽能資源相當豐富的國家，國土面積2/3的地區年日照時數大于2200h，單位面積太陽能輻射總量高于5016MJ/m2。開發和利用資源豐富、分布范圍極廣的太陽能，在給人類提供清潔能源的同時，還能達到零污染及零排放的要求，能極大地加速和促進我國節能減排目標的實現。

專利申請號為200910308792.8公布了一種“套管式太陽能中高溫空氣加熱裝置”，該太陽能加熱技術領域的套管式太陽能中高溫空氣加熱裝置，包括若干根集熱管和對應的聚熱裝置。該裝置結構簡單，熱效率高，當該裝置依然存在下列不足：（1）該裝置主要用于加熱空氣，并沒有用于加熱液體工質；（2）該裝置將選擇性吸收涂層涂在真空玻璃管內表面，這樣需要在真空玻璃管內表面與金屬管之間加裝傳導介質，增大了傳熱熱阻；（3）該裝置為了增強換熱在金屬內管與外管之間加裝彈性波紋肋板，增加了工藝復雜性。

發明內容

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種套管式太陽能集熱管。該套管式太陽能集熱管可用于加熱液體工質，提高了被加熱工質的升溫速率，降低了集熱管的熱損失，進而提高了集熱效率，同時也簡化了生產工藝，本實用新型通過下列技術方案實現。

一種套管式太陽能集熱管，包括真空玻璃管1、金屬內管2、金屬外管3、翅片4、可伐合金5、金屬外管工質進出口6與金屬內管工質進出口7，所述金屬內管2安裝于金屬外管3內，金屬內管2位于金屬外管3內的一端開口且與金屬外管3相通形成環形流道，金屬外管3通過可伐合金5密封裝在真空玻璃管1內，金屬外管3位于真空玻璃管1外的壁面設有金屬外管工質進出口6，金屬內管2位于金屬外管3外的一端設有金屬內管工質進出口7，金屬外管3延軸線方向的外壁對稱安裝有翅片4。

所述金屬內管2與金屬外管3的內壁和外壁均軋制成螺紋狀。螺紋狀等形狀可以增大對流傳熱系數。

所述金屬外管3的外壁面涂有選擇性吸收涂層。

所述翅片4涂有選擇性吸收涂層，對稱安裝的翅片4數量為一對以上。

所述套管式太陽能集熱管中被加熱工質從金屬內管2進入，被加熱后從金屬外管3出來或者從金屬外管3進入，被加熱后從金屬內管2出來。

本實用新型的工作原理為：太陽輻射透過真空玻璃管，照射到金屬外管3外壁和翅片4上，被選擇性涂層吸收，金屬外管3外壁和翅片4溫度上升，然后通過熱量傳遞給金屬外管3內的被加熱工質，使其加熱。

套管式太陽能集熱管被加熱工質有兩種流動方式：（1）被加熱工質從金屬內管2進入，從金屬外管3出來；（2）被加熱工質從金屬外管3進入，金屬內管2出來。

當采用第一種流動方式時，被加熱工質從金屬內管2中金屬內管工質進出口7流入到金屬外管3中，然后被加熱工質加熱后從金屬外管工質進出口6中流出，在此過程中從金屬內管工質進出口7流入的被加熱工質可以被裝在金屬內管2外與金屬外管3間的已加熱工質通過熱傳遞方式預熱，該預熱方式降低了集熱管的熱損失，提高了熱效率。

當采用第二種流動方式時，被加熱工質從金屬外管工質進出口6流入到金屬外管3中，然后被加熱工質加熱后從金屬內管工質進出口7中流出，在此過程中從金屬外管工質進出口6流入的被加熱工質可以被裝在金屬內管2的已加熱工質通過熱傳遞方式預熱，該預熱方式降低集熱管的熱損失，提高了熱效率。

本實用新型的有益效果是：（1）該裝置可用于加熱液體工質；（2）該裝置的選擇性吸收涂層涂在金屬外管壁和翅片上，使得裝置對太陽能輻射熱量的吸收效果更好，同時可以使真空管玻璃的運行溫度下降，在減少熱損的同時，也延長了真空管的使用壽命；（3）該裝置的金屬內管內壁及外壁，金屬外管的內壁軋制成螺紋狀等形狀，有效增大了對流傳熱系數，進而增加了傳熱效率；（4）該裝置采用金屬內管與金屬外管搭配的環形空間設置，通過被加熱工質對入口處工質進行預熱，提高了工質的升溫速率；（5）該裝置安裝有可伐合金避免了真空玻璃管與金屬外管間的熱膨脹差導致的應力；（6）該裝置只有一端需要進行密封連接，簡化了生產工藝，并且進一步減小了集熱管的熱損失。

附圖說明

圖1為本實用新型套管式太陽能集熱管的主視剖視圖；