腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管的製作方法

2023-12-10 11:24:27 2

專利名稱：腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管的製作方法
技術領域：
本發明腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管涉及一種新式的太陽能集 熱元件。
背景技術：
現行的太陽能玻璃真空集熱管，是由兩個同軸的玻璃管組成的，在內 玻璃管的整個外表面設有太陽能吸收塗層，太陽光透過外玻璃管，照射到太陽 能吸收塗層上，太陽能吸收層將光轉換成熱能。太陽能吸收塗層是凸形面，向 陽的一面直接受日照，玻璃管的背面不受日照。本發明從分析光線的入射、反 射及吸收入手，遵循熱的傳遞的規律，提出了腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱 管，腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管具有光的吸收率高，熱傳遞速度快等特 點
發明內容
本發明腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管目的在於提出一種高吸收 率，高熱效率的太陽能集熱管，它是由玻璃內管、玻璃罩管、彈簧支架和太陽 能吸收塗層組成的。其特徵是玻璃內管和玻璃罩管同軸放置，玻璃罩管與玻璃 內管間抽真空，將內管的外表面分為兩個部分， 一部分為平行與軸線的透明玻 璃帶，另一部分為沉積在外表面的太陽能吸收塗層，構成吸收腔體，太陽能吸
收塗層所對應的圓周角不小於180° 。吸收腔體的內外表面均具有高的光的吸收 率和低的發射率。
照射到吸收腔體外表面的光線被外表面吸收，射入到吸收腔體內的光線吸 收腔體的內表面吸收。
這種腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管的太陽能吸收塗層的面積比現行 的太陽能玻璃真空集熱管小，但具有更高的吸收率和更高的熱效率。
腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管具有快速的熱傳遞特性。使用時，內管
的透明玻璃帶朝向陽光，光線透過透明玻璃帶進入內管的腔體，並照射到太陽 能吸收塗層上，光被轉換成熱，內管下方的水被加熱，熱量將主要以對流方式 快傳給上方的水。腔體吸收式的結構特別適用於製造大直徑的太陽能玻璃真空 集熱管。而現行的太陽能玻璃真空集熱管受光面在集熱管的上方，內管上方的 太陽能吸收塗層獲得的熱量從上方向下方傳遞，只能靠傳導與輻射的方式，熱 量不能快速地傳給下方的水，會導致吸收塗層溫度增加，熱量將以幅射的方式 損失掉，使熱效率降低。如果用現行的太陽能玻璃真空集熱管的結構製造大直 徑的太陽能玻璃真空集熱管，則管內的水很難曬熱。
腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管具有更高的吸收率，當光線進入到內管 的腔體，大部分光線會在內管的凹形太陽能吸收塗層上進行多次反射與吸收， 並且光線在水中傳播時，紅外光會直接被水吸收，而現行的太陽能玻璃真空集 熱管光線是從管外射到凸形的太陽能吸收塗層上，反射光將遠離而去。腔體吸 收式太陽能玻璃真空集熱管對太陽能吸收塗層的材料不必要求過高，若一次吸
收率為80%，經過二次反射吸收後，總吸收率可達到96%，若材料對光的一次 吸收率達到90%，經過二次反射吸收後，總吸收率便可達到99%。


圖1為腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管原理結構示意圖 圖2為腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管的橫截面圖 圖3為用於南北放置的腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管橫截面圖 圖4為內置吸收腔體太陽能玻璃真空集熱管橫截面圖 在圖1中，l為玻璃罩管，2為玻璃內管，3為彈簧支架。 在圖2和圖3中，4為透明玻璃帶，5為吸收腔體。 在圖4中，4為透明玻璃帶，6為內置吸收腔體。
具體實施例方式
實施例1，腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管，可替代現行的太陽能玻璃真
空集熱管。其結構如圖1和圖2所示，圖2是橫截面圖。玻璃罩管1與玻璃內 管2同軸設置，玻璃內管與玻璃罩管的端部之間用彈簧支架3支撐，兩管間的 夾層為真空，內管的表面分成兩部分， 一部分為平行與軸線的透明玻璃帶4，另 一部分為太陽能吸收腔5，透明玻璃帶所對應的圓周角為15° -180° 。
用這種結構可製成大直徑儲水式集熱管，可用於製造壁掛式熱水器。
這種集熱管在使用時適合東西放置，透明玻璃面朝向太陽，當陽光入射到 集熱管上時，照射到太陽能吸收塗層的光線被塗層的外表面吸收，照射到透明 玻璃面的光線進入玻璃內管的吸收腔體，被塗層的內表面吸收，塗層的內表面 為凹形面，因此光線可在腔體內進行多次反射吸收轉化成熱量，熱量直接加熱 管內的水，因此提高了吸收率和熱效率。
腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管可用來製作聚光式加熱器，通過透鏡聚 焦或反射鏡聚焦將光線聚焦成線，聚焦成線的光線進入吸收腔體內，在吸收腔 體內被吸收轉化成熱量。
圖3是用於南北放置的腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管的橫截面圖，如 圖所示，在玻璃內管外表面的上半周，設有三條透明玻璃帶，以便太陽轉到不 同角度均有足夠的光線進入到太陽能吸收腔體內。 實施例2內置吸收腔體太陽能玻璃真空集熱管
在圖4中，6為內置腔體，其結構特點及原理與實施例l相同，在實施例l 中，吸收腔體式塗在內管的外表面，而在此例中，內置腔體放置在玻璃內管中， 此時玻璃內管為全透明管。內置腔體用一般的黑色材料製成就可以了。
權利要求
1 一種腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管由玻璃罩管(1)，玻璃內管(2)，彈簧支架(3)，透明玻璃帶(4)和吸收腔體(5)組成的，其特徵在於玻璃罩管與玻璃內管同軸設置，玻璃內管與玻璃罩管的端部之間用彈簧支架支撐，兩管間的夾層為真空，內管的外表面分成兩部分，一部分為與軸線平行的透明玻璃帶，另一部分塗以太陽能吸收塗層，構成吸收腔體，太陽能吸收塗層所對應的圓周角不小於180°。
全文摘要
一種腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管由玻璃罩管1，玻璃內管2，彈簧支架3，透明玻璃帶4和吸收腔體5組成的，其特徵在於玻璃罩管1與玻璃內管2同軸設置，玻璃內管與玻璃罩管的端部之間用彈簧支架3支撐，兩管間的夾層為真空。內管的表面分成兩部分，一部分為與軸線平行的透明玻璃帶4，另一部分塗以太陽能吸收塗層，構成吸收腔體，太陽能吸收塗層所對應的圓周角不小於180°。光線透過透明玻璃帶進入到吸收腔體內，會在內管的凹形太陽能吸收塗層上進行多次反射與吸收，這種腔體吸收式太陽能玻璃真空集熱管具有更高的吸收率和更高的熱效率。
文檔編號F24J2/46GK101377356SQ200710012640
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月27日 優先權日2007年8月27日
發明者策 孟, 燁 張, 張寅嘯, 張辛衡 申請人:燁 張