一种新型直通式双层玻璃真空集热管制造技术

本发明专利技术公布了一种新型直通式双层玻璃真空集热管，包括玻璃外管、真空层、选择性吸收涂层、玻璃内管。玻璃外管采用膨胀系数较高的玻璃材料，而玻璃内管采用膨胀系数较低的玻璃材料，用于平衡玻璃外管与玻璃内管因温差而产生的膨胀量。并且在玻璃外管与玻璃内管的连接处，采用过度玻璃材料，进一步平衡膨胀量的不同。本发明专利技术从结构设计和材料两个方面同时优化集热管，防止集热管爆裂，提高集热管的可靠性与稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能应用领域，特别涉及一种新型直通式双层玻璃真空集热管。
技术介绍
太阳能作为一种清洁、无污染的可再生能源，其开发和利用被认为世界能源战略的重要组成部分。太阳能热水利用技术已经非常广泛，其中最核心的部件是集热管。目前市场上使用的集热管多为一端封闭的双层玻璃管结构，玻璃外管和玻璃内管之间为真空腔，玻璃内管的外表面涂有太阳能选择性吸收涂层。这种全玻璃真空集热管工作时，内外管温度差较大，易产生爆管；且这种集热管为单端开口结构，内管中的水只能凭借因温差引起的对流产生循环，换热效率不高。中国专利CN201120553565.4公布了一种直通式太阳能集热管，属于太阳能领域，所述直通式太阳能集热管包括玻璃外管、金属内管、端盖、波纹管、可伐合金环、遮光环及吸气剂装置，CN200810019640.1公布了一种直通式双层玻璃真空太阳能集热管，包括玻璃内管和设置于该玻璃内管外的玻璃外管，该玻璃内管两端敞口，该玻璃内管外表面上设有太阳能选择性吸收涂层，该玻璃内管和玻璃外管之间为真空空间，可以设置吸气剂于真空空间中，在该玻璃内管的背光面与玻璃外管之间设有聚光反射元件，该直通式双层玻璃真空太阳能集热管上还设有伸缩节。以上公布的两个专利，在一定程度上可减小玻璃管爆裂的几率，但在长期的运行工况下，也可能长生玻璃管的爆裂。本专利技术从结构设计、材料两个方面考虑，提出一种新型直通式双层玻璃真空集热管，可有效地解决玻璃管爆裂的情况，并且在长期运行工况下，性能稳定。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的在于克服上述现有相关集热管的缺陷，提供了一种新型直通式双层玻璃真空集热管，能够有效地解决集热管破裂，并提高热效率。技术方案：采为解决上述技术问题，提供一种新型直通式双层玻璃真空集热管，包括玻璃外管、真空层、选择性吸收涂层、玻璃内管。所述玻璃外管，是由膨胀系数较高的玻璃构成，并且透射率高，尽可能的让太阳能射入。玻璃外管主要起到真空和保护作用。所述真空层是玻璃内管与玻璃外管之间的空间，采用真空处理，能够有效减少热损，当太阳能光线进入玻璃外管，照射在玻璃内管上，真空层可有效地阻止热能的损失。所述选择性吸收涂层是涂在玻璃内管的外表面，提高内管吸收率，进而提高系统的热效率。所述玻璃内管是由膨胀系数较低的玻璃构成，当工质在玻璃内管内部流动时，产生的温度高于外管的温度，这样，玻璃外管与玻璃内管产生温度差，很容易产生爆裂。本专利技术采用的玻璃内管膨胀系数低。外管膨胀系数高，这样，在内管温度高于玻璃外管的温度时，可有效地降低膨胀量，防止玻璃内管或者玻璃外管爆裂。本专利技术采用分区使用材料，在I区、II区和III区，分别采用不同材质的玻璃材料。I区主要是玻璃内管、II区玻璃外管与玻璃内管结合处、III区主要是玻璃外管，当太阳能光线照射在集热管上，首先到达III区的玻璃外管上，光线透过III区，经过真空层，照射在I区玻璃内管表面的选择性涂层上，加热玻璃内管流动的工质。集热管在运行情况下，I区的温度大于III区的温度，II区是连接I区与III区，是温度过渡区。因此，材料的选择为：I区选择膨胀系数较低的玻璃材料，在温度升高时，膨胀系数也较小，III区选择膨胀系数较高的玻璃材料，这样，即使玻璃内管与玻璃外管产生温差较大，也可适当的降低由温差引起的膨胀量。II区是I区与III区的过渡区，在材料的选择上，选择膨胀系数适中的玻璃材料。II区的过度材料设计，一方面有利于降低玻璃内管与玻璃外管的膨胀量，另一方面有利于制作工艺设计。本专利技术未特别限定的技术均为现有技术。有益效果：1)内管与外管均使用玻璃材料，玻璃外管与玻璃内管之间为真空，与传统的金属内管与玻璃外管结构相比较，技术简单、成本低廉、可大规模市场化；2)玻璃外管与玻璃内管两端口采用特殊的结构形式，缓冲玻璃外管与玻璃内管膨胀量不一致而导致破裂情况；3)相对于一端封口形式的结构，本专利技术采用的两端口直通结构换热系数更高；4)本专利技术采用主动循环，换热效率更高。附图说明图1是本专利技术集热管结构示意图；图2是集热管端口结构示意图；图3是本专利技术街热管剖面图；图4是本专利技术应用实例示意图；其中：1是玻璃外管、2是真空层、3是选择性吸收涂层、4是玻璃内管。具体实施方式参见图1至图4，一种新型直通式双层玻璃真空集热管，包括玻璃外管1、真空层2、选择性吸收涂层3、玻璃内管4。所述玻璃外管1是由膨胀系数较高的玻璃材料制成，并且投射系数高，尽可能的让太阳能光透过。所述真空层2是玻璃外管1与玻璃内管4密封后，玻璃外管1与玻璃内管4为同心圆，密封后形成双层壁玻璃直通管，两端开口。真空层2能够有效减小热损，当太阳光线照射在玻璃外管1上，大部分的光线穿过玻璃外管1，并穿过真空层2，到达玻璃内管4外表面上，当太阳光线照射到玻璃内管4上，因为玻璃内管是由玻璃产品制成的，具有较高的折射率和反射率，在玻璃内管4的外表面涂上选择性吸收涂层3，提高太阳能的吸收率。玻璃内管4吸收太阳能，温度高于玻璃外管1，这样产生温差，玻璃内管4始终向外辐射能量，增加真空层2，可有效减小能量损失。所述选择性吸收涂层3，涂装在玻璃内管4的外表面，增加太阳光线的吸收率。所述玻璃内管4，由膨胀系数较低的玻璃构成，当工质在玻璃内管4内部流动时，产生的温度高于玻璃外管1的温度，这样，玻璃外管1与玻璃内管4产生温度差，很容易产生爆裂。本专利技术采用的玻璃内管4膨胀系数低。玻璃外管1膨胀系数高，这样，在玻璃内管4温度高于玻璃外管1的温度时，可有效地降低膨胀量，防止玻璃内管4或者玻璃外管1爆裂。如图1所示，一种新型直通式双层玻璃真空集热管分为三个区域：I区、II区和III区，三个区域使用的玻璃材料膨胀系数不一样。I区主要是玻璃内管4，I区的材料采用膨胀系数较低的玻璃材料，在温度较高的情况下，膨胀量也较小；III区主要是玻璃外管1，III区的材料采用膨胀系数较高的玻璃材料，玻璃外管1温度较低的情况下，膨胀量也较高，这样，用于平衡I区产生的膨胀量；II区为I区与III区的过渡区，玻璃材质的膨胀系数大于III区，而小于I区玻璃材料的膨胀系数。本专利还可以有其它实施方式，凡依据本专利的技术实质所采用的任何细微修改、等效变换、替代所形成的技术方案，均落在本专利要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型直通式双层玻璃真空集热管，包括玻璃外管(1)、真空层(2)、选择性吸收涂层(3)、玻璃内管(4)；玻璃外管(1)与玻璃内管(4)为同心圆玻璃管，玻璃外管(1)与玻璃内管(4)中间为真空层(2)，在玻璃内管(4)涂装选择性吸收涂层(3)，玻璃内管(4)通入工质。

【技术特征摘要】
1.一种新型直通式双层玻璃真空集热管，包括玻璃外管(1)、真空层(2)、选择性吸收涂层(3)、玻璃内管(4)；玻璃外管(1)与玻璃内管(4)为同心圆玻璃管，玻璃外管(1)与玻璃内管(4)中间为真空层(2)，在玻璃内管(4)涂装选择性吸收涂层(3)，玻璃内管(4)通入工质。2.一种新...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，陆玉正，邴旖旎，刘婷婷，
申请(专利权)人：南京帕偌特太阳能有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32