金屬真空高溫集熱管制造技術

本實用新型專利技術涉及一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內管、波紋管和連接法蘭，玻璃外管兩端分別密封連接一個波紋管，波紋管通過連接法蘭密封連接在金屬內管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內管之間形成真空腔，其特征在于：玻璃外管覆有隔熱反射層；隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20~180弧度。由于該集熱管的玻璃外管覆有一隔熱反射層，能將集熱管在高溫狀態下發射的熱輻射反射回集熱管并被二次吸收，有效地提高了集熱管的集熱溫度，從而減少對目標熱能集熱設計中對集熱管的使用數量，降低集熱系統投資規模，減少占地面積。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及太陽能應用領域，尤其涉及一種太陽能熱利用系統中的金屬真空高溫集熱管。
技術介紹
熱散失從機理上解釋為氣體對流、物質傳導以及輻射三種方式。集熱管是一種太陽能集熱器中的關鍵部件，一般有復合玻璃集熱管、金屬集熱管以及由玻璃和金屬管復合的金屬真空集熱管。在目前報道的金屬真空集熱管中，一般是由玻璃外管、法蘭、波紋管、金屬內管組成。金屬內管貫穿玻璃外管，加工時，將玻璃外管端部、法蘭、波紋管、金屬內管外壁循序焊接密封，在玻璃外管內形成真空腔，太陽能透過玻璃外管抵達真空腔中金屬內管，對金屬內管中的熱媒進行熱交換，從而使金屬內管在吸收太陽熱能后防止熱能通過氣體對流重新散失。這種結構只能解決氣體對流造成的熱損失，但無法解決熱輻射的散失。目前雖然在集熱管中大量使用的減反射層，但其作用只能解決100度低溫狀態下的熱輻射，而在200度以上的高溫后，減反射的作用大大降低，輻射造成熱損以級數方式增加，造成集熱管的溫度在較低溫度就達到熱平衡，無法獲得高溫。
技術實現思路
本技術的目的在于，針對現有金屬真空集熱管存在的只能在低溫狀態下就達到熱平衡，無法獲得高溫的缺點，提出了一種金屬真空高溫集熱管，這種集熱管能將集熱管在高溫狀態下發射的熱輻射反射回集熱管并被吸收，有效的提高了集熱管的集熱溫度。本技術是這樣實現的一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內管、波紋管和連接法蘭，金屬內管外壁上鍍有減反射層，玻璃外管兩端分別密封連接一個波紋管，波紋管另一端通過連接法蘭密封連接在金屬內管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內管之間形成真空腔，其特征在于所述的玻璃外管覆有隔熱反射層；所述的隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20 180弧度。在本技術中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內壁。在本技術中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的外壁。在本技術中所述的隔熱反射層覆在玻璃外管的內壁和外壁。在本技術中所述的玻璃外管覆有隔熱反射層是指隔熱反射層通過鍍膜，或涂覆鏡面涂層，或粘貼金屬薄膜的方式覆著在玻璃外管。在本技術中在玻璃外管和波紋管外設有一個同軸心的外套管，外套管兩端通過法蘭與金屬內管焊接，外套管內壁為隔熱反射層，外套管上設有一入射窗口，入射窗口與金屬內管的中軸線平行，入射窗口由外套管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20 180弧度。在本技術中所述的外套管采用金屬外套管，外套管內壁的隔熱反射層為拋光面，或擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。在本技術中所述的外套管采用非金屬外套管，在外套管內壁通過擇一選擇鍍膜、涂覆鏡面涂層和粘貼金屬薄膜的方式形成隔熱反射層。本技術的 優點在于，不僅能像傳統集熱管那樣能夠解決氣體對流造成的熱損失，而且還能解決熱輻射的散失，更重要的是能將集熱管在高溫狀態下發射的熱輻射反射回集熱管并被吸收。本技術采用了隔熱反射屏的原理將集熱管在高溫狀態下發射的熱輻射反射回集熱管并被吸收，有效地提高了集熱管的集熱溫度，根據我們的實驗數據，可以提高集熱效率60%，從而減少對目標熱能集熱設計中對集熱管的使用數量，降低集熱系統投資規模，減少占地面積。附圖說明圖I是本技術實施例的基本結構示意圖。圖2是圖I 一種實施方式的A- A剖面示意圖。圖3是圖I另一種實施方式的A- A剖面示意圖。圖4是圖I又一種實施方式的A- A剖面示意圖。圖中1、金屬內管，2、連接法蘭，3、波紋管，4、玻璃外管，5、隔熱反射層，6、真空腔，7入射窗口，8、外套管。具體實施方式下面將結合附圖對本技術作進一步的說明。由圖I可見，金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管4、貫穿玻璃外管4的金屬內管I、波紋管3和連接法蘭2，金屬內管I外壁上鍍有減反射層，玻璃外管4兩端分別密封連接一個波紋管3，波紋管3另一端通過連接法蘭2密封連接在金屬內管I上，在玻璃外管4、波紋管3和金屬內管I之間形成真空腔6。所述的玻璃外管4覆有一隔熱反射層5 ;所述的隔熱反射層5有一入射窗口 7，入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行，它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度。在圖2中隔熱反射層5采用金屬鍍膜在玻璃外管4的內壁附著，并留出一不鍍膜的入射窗口 7,入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行,它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，這樣聚集的光線通過入射窗口 7進入真空集熱管，并被金屬內管I吸收熱能，金屬內管I被加熱后產生熱輻射線，達到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內管I再次被吸收，從而使集熱管熱平衡溫度大大提高，有效地提高了集熱管的集熱溫度。在圖3中，將隔熱反射層5的金屬鍍膜可設置在玻璃外管4的外壁，并留出一不鍍膜的入射窗口 7,入射窗口 7與玻璃外管4的中軸線平行,它由玻璃外管4 一端延伸到另一端，入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，這樣聚集的光線通過入射窗7進入真空集熱管，并被金屬內管I吸收熱能，金屬內管I被加熱后產生熱輻射線，達到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內管I再次被吸收，同樣使集熱管熱平衡溫度大大提高。在圖4中，玻璃外管4和波紋管3外設有一個同軸心的外套管8，外套管8兩端通過連接法蘭2與金屬內管I焊接，外套管8內壁為隔熱反射層5，外套管8上設有一入射窗口 7,入射窗口 7與金屬內管I的中軸線平行，入射窗口 7由外套管8—端延伸到另一端,入射窗口 7的寬度為2(Γ180弧度，在光線通過入射窗7進入真空集熱管時，并被金屬內管I吸收熱能，金屬內管I被加熱后產生熱輻射線，達到隔熱反射層5后，被隔熱反射層5重新反射回金屬內管I再次被吸收，同樣使集熱管熱平衡溫度大大提高。這種設計除了可以形成隔熱反射層外，還可以起到保護玻璃管的作用，有效防止外部物體對玻璃外管的沖擊和環境溫度的劇烈變化造成的玻璃管外管炸裂。以下為2012年I月份在南京對金屬集熱管在加裝隔熱反射層前后的集熱對比數據。以實施例4的結構的集熱管為試驗組，它與對照組的區別僅在于實驗組加裝了外套管，直徑為150cm，外套管的材質為不銹鋼，隔熱反射層為拋光面，入射窗口的寬度為40弧度。對照組沒有加裝外套管。玻璃外管的直徑為90cm,金屬內管的直徑為60cm,金屬內管的減反射層均為銅，金屬內管的集熱管吸收率均為96%，100度溫度狀態下的發射率均為14%，管長均為2米，自動跟蹤聚光板的面積均為5平方米。實驗組和對照組安裝位置的環境相同，地點緊鄰，測試時段為中午12點至下午2點，環境溫度7度，負載均為導熱油70升。試驗結果如下權利要求1.一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內管、波紋管和連接法蘭，金屬內管外壁上鍍有減反射層，玻璃外管兩端分別密封連接一個波紋管，波紋管另一端通過連接法蘭密封連接在金屬內管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內管之間形成真空腔，其特征在于所述的玻璃外管覆有隔熱反射層；所述的隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為2(Γ180弧度。2.根據權利要求I所述的金屬真空高溫集熱管，其特征在于所述的隔熱反射層覆在玻璃本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬真空高溫集熱管，包括玻璃外管、貫穿玻璃外管的金屬內管、波紋管和連接法蘭，金屬內管外壁上鍍有減反射層，玻璃外管兩端分別密封連接一個波紋管，波紋管另一端通過連接法蘭密封連接在金屬內管上，在玻璃外管、波紋管和金屬內管之間形成真空腔，其特征在于：所述的玻璃外管覆有隔熱反射層；所述的隔熱反射層有一入射窗口，入射窗口與玻璃外管的中軸線平行，它由玻璃外管一端延伸到另一端，入射窗口的寬度為20~180弧度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱雷，
申請(專利權)人：朱雷，
類型：實用新型
國別省市：