[發明專利]一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管

有效

• 申請號: 201810004226.7
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108302784B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 陳振乾;盧雅林;施娟
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S70/12;F24S70/225
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管，該真空集熱管嵌套有玻璃外管(1)和仿生微孔表面金屬內管(2)，玻璃外管(1)上端開口，且對接有合金短管(6)；仿生微孔表面金屬內管(2)上端開口，且沿其開口端的外表面固定連接有金屬環形蓋(5)，所述的金屬環形蓋(5)外延與合金短管(6)固定連接，在真空集熱管嵌套有玻璃外管(1)與仿生微孔表面金屬內管(2)之間形成真空；在仿生微孔表面金屬內管(2)管壁的外側涂覆選擇性吸收涂層(3)，在仿生微孔表面金屬內管(2)內部插入泡沫金屬填充體(4)。該真空集熱管提高太陽能利用率、承壓效果好，可增強內部換熱降低熱損失，有效提高太陽能熱水器效率。

技術領域

本發明涉及一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管，屬于可再生能源利用技術領域。

背景技術

可再生能源中，太陽能資源具有很大的潛力。太陽能集熱器是將太陽輻射能轉換為熱能的部件，太陽能集熱器主要分為真空管太陽能集熱器和平板太陽能集熱器。真空管太陽能集熱器隔熱性能好，但是不承壓且管徑大導致內部傳熱熱阻較大；平板太陽能集熱承壓且美觀，但是頂部對流熱損失較大。無論是真空管太陽能集熱器還是平板太陽能集熱器，集熱效率普遍較低，進一步提高太陽能集熱器的效率是太陽能應用的關鍵問題，因此該發明有廣闊應用前景。

發明內容

技術問題：本發的技術的目的是提供一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管，該集熱管可提高太陽輻射吸收能力，可承壓，有利于建筑一體化，且有效減小內部傳熱熱阻，增強管內換熱，同時系統安全性、可靠性提高。

技術方案：

本發明提供了一種仿生微孔表面泡沫金屬填充太陽能真空集熱管，該真空集熱管嵌套有玻璃外管和仿生微孔表面金屬內管，所述的玻璃外管上端開口，且開口端對接有合金短管，所述的仿生微孔表面金屬內管上端開口，沿仿生微孔表面金屬內管開口端的外表面固定連接有金屬環形蓋，所述的金屬環形蓋外延與所述合金短管固定連接，在真空集熱管嵌套有玻璃外管管壁內側與仿生微孔表面金屬內管管壁的外側之間形成真空；在仿生微孔表面金屬內管管壁的外側涂覆選擇性吸收涂層，在仿生微孔表面金屬內管內部插入泡沫金屬填充體。

其中：

所述的玻璃外管與仿生微孔表面金屬內管之間設置有彈簧支架，且該彈簧支架位于玻璃外管的底部與仿生微孔表面金屬內管的底部之間。

所述的真空集熱管嵌套有玻璃外管管壁內側與所述的仿生微孔表面金屬內管管壁的外側之間填充有消氣劑。所述的玻璃外管底部外側設置有保護帽。

所述仿生微孔表面金屬內管的仿生微孔只存在于仿生微孔表面金屬內管管壁的外表面，且微孔與仿生微孔表面金屬內管的表面垂直，所述的微孔的尺寸在微米級或毫米級，所述的微孔的孔隙密度PPI為20～2500。

所述的開口端對接有合金短管中對接的方式為熔焊。

所述的在仿生微孔表面金屬內管開口端的外表面固定連接有金屬環形蓋，固定連接的方式為焊接。

所述的金屬環形蓋外延與所述合金短管固定連接，固定連接的方式為焊接。

所述的泡沫金屬填充體選用開孔泡沫鋁或開孔泡沫銅。

所述的合金短管與所述玻璃外管的膨脹系數一致。

所述選擇性吸收涂層在AM1.5條件下，太陽吸收比α≥0.86(AM1.5)；在溫度為80℃±5℃條件下，選擇性吸收涂層的半球發射比ε_h≤0.080。

有益效果：

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、在仿生微孔表面金屬內管的仿生微孔表面可多次反射吸收各個角度太陽輻射，提高太陽能利用率；