用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質的製作方法
2023-05-06 03:51:31
專利名稱：用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質的製作方法
技術領域：
本發明涉及熱傳導技術領域，特別是太陽能熱利用技術領域。
背景技術：
在二十世紀九十年代，在太陽能熱利用方面出現了不少的玻璃熱管的發 明專利與實用新型專利。考慮到玻璃熱管的特殊性殼體是玻璃，其耐壓受 到了極大的限制。特別是在極端工況下，即水箱中無水冷卻受太陽加熱的情 況下，玻璃熱管很快會爆破。這是因為，熱管是在氣、液兩相下工作的，此 時，隨著工作溫度的升高，玻璃管內的壓力會急劇上升。以水作為玻璃熱管
的工質為例，當溫度為250。C時，其壓力為41標準大氣壓(4.15MPa);當 溫度為300'C時，其壓力為89標準大氣壓(9.02MPa)，都大大超過了玻璃 管的承壓能力(0.6MPa)。因此不少此方面的發明創造都不能實施於生產應用。
為使玻璃熱管在極端工況下不爆破，專利號為ZL200410012193.9的發 明專利"防爆太陽能全玻璃真空集熱管"就是在此基礎上作出的，當工作到 某一溫度時，使兩相變為單相(汽相)，此時，玻璃管內的壓力，隨著溫度 升高而很緩慢升高，從而保證了安全運行。
但目前還沒有對於充裝量大於熱管容積的0.5%,而能滿足容器材料為 玻璃的熱管。
發明內容
本發明目的在於發明一種容器材質為玻璃，且充裝量大於容積的0.5% 的用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質。本發明工質為標準大氣壓下的沸點為12(TC 14(TC的液體物質。 眾所周知，玻璃管的承壓為0.6MPa，常見的用於太陽能熱水器的雙層 真空管的悶曬溫度為250°C 300°C。如將玻璃熱管的悶曬溫度初步定為 200°C，那就是說，如果熱管工質在20(TC時的飽和壓力P^).6MPa，那此熱 管的工質是安全的。當然，這種工質是很多的。但是，在保證安全的同時， 還要保證低溫時(30°C 40°C)，其飽和壓力P20.005 MPa，以便熱管能啟 動運行。
本發明採用標準大氣壓下的沸點為120'C 14(TC的液體物質作為工 質，將其置於玻璃管內，其充裝量可大於熱管容積的0.5%，於太陽能熱水 器上應用，不會造成因高溫而炸管的現象。本發明可降低熱管的生產成本， 替代金屬容器作為熱管的高代價，其方便生產、價格低廉、使用壽命長，利 於太陽能熱水器在高溫、高效方面的進一步推廣應用。
所述標準大氣壓下的沸點為120。C 14(TC的液體物質可以為丙二醇乙 醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一種。
由於丙二醇乙醚沸點為132.2°C，丙二醇甲醚沸點為12rC，乙二醇乙 醚沸點為135.rC，它們是一種安全、易得、價格適中的合理選擇。
另，本發明所述工質還可以包括標準大氣壓下沸點為3(TC 8(TC的液 體物質，所述標準大氣壓下沸點為30"C 8(TC的液體物質與標準大氣壓下 的沸點為120。C 14(TC的液體物質的體積比為1 10 : 99 90。
本發明採用以上兩種不同沸點液體物質組成混合工質，將其置於玻璃管 內，其充裝量可大於熱管容積的0.5%，於太陽能熱水器上應用，不會造成 因高溫而炸管的現象，而且，在3(TC 4(TC低溫時，熱管還能啟動運行。
本發明所述標準大氣壓下沸點為3(TC 8(TC的液體物質可以為乙醚， 或乙醇。乙醚沸點為34.6。C，乙醇沸點為78.4'C，其價格低廉、易得，是工 業應用的極佳選擇。
具體實施例方式
實施例一將丙二醇乙醚和乙醚或乙醇分別採用以下體積比混合，形成 混合工質，然後將混合工質分別以一定的熱管容積比密封在雙層玻璃真空管 的內管中
丙二醇乙醚95%，乙醚5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 丙二醇乙醚96%，乙醚4%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇乙醚99%,乙醚1%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 丙二醇乙醚95%，乙醇5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 丙二醇乙醚98%，乙醇2%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 丙二醇乙醚90%，乙醇10%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%。
實施例二將丙二醇甲醚和乙醚或乙醇分別採用以下體積比混合，形成
混合工質，然後將混合工質分別以一定的熱管容積比密封在雙層玻璃真空管
的內管中
丙二醇甲醚95%，乙醚5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇甲醚92%，乙醚8%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇甲醚98%，乙醚2%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇甲醚95%，乙醇5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇甲醚91%，乙醇9%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
丙二醇甲醚96%，乙醇4%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%。
實施例三將乙二醇乙醚和乙醚或乙醇分別採用以下體積比混合，形成 混合工質，然後將混合工質分別以一定的熱管容積比密封在雙層玻璃真空管 的內管中-
乙二醇乙醚95%，乙醚5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 乙二醇乙醚99%，乙醚1%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%; 乙二醇乙醚93%，乙醚7%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;乙二醇乙醚95%，乙醇5%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2%;
乙二醇乙醚97%，乙醇3%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2.1%;
乙二醇乙醚92%，乙醇8%，混合工質的體積充裝量為熱管容積的2.2%。
將以上各混合工質充裝密封好的熱管安裝於太陽能熱水器中，作為集熱 件使用，經試驗證明熱管管壁在高溫時不炸管，在3(TC 4(TC低溫時還 能正常啟動運行。
實施例四
採用丙二醇乙醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一種作為單一 工質，體積充裝量為熱管容積的2%。將裝密封好的熱管安裝於太陽能熱水
器中，作為集熱件使用，經試驗證明熱管管壁在高溫時不炸管。
權利要求
1、用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質，其特徵在於所述工質為標準大氣壓下的沸點為120℃～140℃的液體物質。
2、 根據權利要求1所述用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質，其特 徵在於所述標準大氣壓下的沸點為120。C 14(TC的液體物質為丙二醇乙 醚，或丙二醇甲醚，或乙二醇乙醚中的至少一種。
3、 根據權利要求1或2所述用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質， 其特徵在於所述工質還包括標準大氣壓下沸點為3(TC 80'C的液體物質， 所述標準大氣壓下沸點為3(TC 80'C的液體物質與標準大氣壓下的沸點為 120。C 14(TC的液體物質的體積比為1 10 : 99 90。
4、 根據權利要求3所述用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質，其特 徵在於所述標準大氣壓下沸點為3(TC 80'C的液體物質為乙醚，或乙醇中 的至少一種。
全文摘要
用於太陽能集熱裝置的玻璃熱管的工質，涉及熱傳導技術領域，特別是太陽能熱利用技術領域。本發明採用標準大氣壓下的沸點為120℃～140℃的液體物質作為工質，將其置於玻璃管內，其充裝量可大於熱管容積的0.5％，於太陽能熱水器上應用，不會造成因高溫而炸管的現象。本發明可降低熱管的生產成本，替代金屬容器作為熱管的高代價，其方便生產、價格低廉、使用壽命長，利於太陽能熱水器在高溫、高效方面的進一步推廣應用。
文檔編號F24J2/46GK101591525SQ200910033708
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者周必安, 王恆月, 黃永定 申請人:黃永定