[实用新型]直通式太阳能热交换聚热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种以太阳能作为热源的直通式太阳能热交换聚热装置，属于中高温太阳能热利用技术领域。

背景技术

众所周知，目前被人们广泛应用的太阳能集热管绝大部分为一端封闭或者直通式玻璃内管为两端敞口的双层玻璃管结构，如果采用双层玻璃管时，玻璃内管的外表面涂有太阳能选择性吸收涂层，玻璃内管内走工质，玻璃内管和玻璃外管间抽真空。用这种方式制作的集热管，工作时，内外管温差大，易产生炸管，另外，管容积过大，不易加热。

应用在槽式太阳能集热发电的太阳能集热管，尽管采用了金属管加半翅翼方式或热管真空管技术，但最终的吸热面积及产气量有限，同时密封结构对材料(过渡金属)的膨胀系数要求严格、玻璃与金属的相溶性连接技术要求高、目前虽然已经采用了热压封接工艺、低温玻璃焊料封接工艺和采用火焰溶封工艺、高频溶封工艺这几种焊接方式，但还显得可靠性不足，加上加工难度大、造价高，难于维护，在国内市场难以普及，目前也仅停留在研发及小规模政府支持的工程上。

近三十年来，随着各国对能源的重视，国内外很多科研单位和一些著名企业，在中高温领域已经打下了一定的基础，但一直阻碍直通式中高温领域的关键难题“高热量、低吸收率、低利用率”、“玻璃与金属的有效结合”、“不同材质的密封与热膨胀”等问题上困扰着直通式太阳能集热管的发展，更谈不上作为建筑的功能性构件广泛应用到与建筑一体化的工程上了。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述不足之处，提供一种直通式太阳能热交换聚热装置，本装置包括直通透光管、多曲面金属热交换管、热交换管封头、金属膨胀节、吸附剂储环、凹形间隔密封环、金属卡环、金属盖板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接头，具有高热吸收率、高热转换率、高热利用率等特点，解决了直通式玻璃与金属的有效组合及玻璃与金属之间的热膨胀差异等问题，并将太阳能热利用提高到一个更完美的程度，极大的拓展了在太阳能领域的应用面，广泛的满足了人们在工业、农业、畜牧业、聚热发电及日常生活等需求。将太阳能热利用率提高到58％以上。

直通式太阳能热交换聚热装置是采取以下技术方案实现的：直通式太阳能热交换聚热装置包括直通透光管、多曲面金属热交换管、热交换管封头、金属膨胀节、吸附剂储环、凹形间隔密封环、金属卡环、工质通道管、金属盖板、密封固定板、卡式屏蔽罩和抽真空接头；

多曲面金属热交换管两端焊接固定有热交换管封头，工质通道管与热交换管封头相连，多曲面金属热交换管上设置有金属膨胀节，工质通道管从金属盖板中心穿过，工质通道管与金属盖板焊接密封，构成多曲面金属热交换组件，多曲面金属热交换组件整体套装于直通透光管内；直通透光管两端顺次安装有吸附剂储环、凹形间隔密封环和金属卡环，密封固定板将金属卡环和金属盖板密封固定，并通过耐热密封胶密封，在直通透光管的两端设置有卡式屏蔽罩，并通过屏蔽罩抱箍锁紧，卡式屏蔽罩与直通透光管和金属卡环之间设置有密封胶圈；抽真空接头固定在卡式屏蔽罩上，多曲面金属热交换管与直通透光管之间形成真空层。

所述的直通透光管采用市售高硼硅3.3玻璃管或其它低铁透光材料管，直通透光管设置为圆形管、方形管、扁方形管等，具体可根据多曲面金属热交换管的成型需求与其调整配套。直通透光管采用膨胀系数低，热稳定性好，可见光透过率为92％，波长在360～400nm的紫外线透过率为90～92％，红外线的透过率为92％。直通透光管的两端成型有若干个凹凸状环形沟槽，以便热膨胀时起到轴向伸缩消除膨胀量，另外起到与金属卡环和卡式屏蔽罩在安装时的固定作用，由于凹凸状环形沟槽不仅增加了接触面，又起到密封的作用，保证了使用寿命。

所述的直通透光管采用双层透光管或单层透光管。

所述的直通透光管为双层透光管时，两端的变形，设置有凹凸环状槽，内管凹凸环状可向里热压制成，外管凹凸环状可向外热压制成，也可根据需要热压成同向或反向，还可以将直通透光管两端向外翻边，并热压相熔后成法兰状。通过设置在卡式屏蔽罩上抽真空接头，将透光管内管与透光管外管之间进行抽真空处理，同时在内管与外管之间的两端15～40mm处设置吸附剂储环，以进一步提高双层透光管内部的真空度，更好的实现保温隔热的性能。