[实用新型]使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能真空集热管，具体涉及一种使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管。

背景技术

随着全球能源的持续紧缺和气候变暖的日益加剧，可再生能源的开发利用已经变得越来越重要，其中，太阳能由于具有无污染、取之不尽和成本低廉等优点而具有广阔的应用前景。

在太阳能利用中，太阳能集热管是目前比较常用的一个部件，其主要结构特征包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，其中，吸热管设置在玻璃管的内部；吸热管为外表面涂覆有吸收膜的吸热管；并且，吸热管和玻璃管之间的夹层抽成高真空结构。其工作原理为：传热流体在吸热管的管内流动，太阳能透过外部的玻璃管照射到吸热管的外表面，吸热管外表面涂覆的吸收膜吸收太阳能，并将吸收到的太阳能转换为热能，然后加热吸热管内的传热流体。通过这个过程，实现了将太阳能转换为传热流体的热能的效果。由于吸热管和玻璃管之间的夹层为真空，从而有效降低了吸热管向周围环境散失的热损失，提高了集热效率。

但是，在实现本实用新型的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下缺陷：

由于吸热管为普通不锈钢管，其导热系数不高，所以，当出现吸热管外壁的太阳辐射强度不均匀时，或者，当出现吸热管内传热流体流动不稳定时，会导致吸热管的温度分布不均匀，从而增加了整个集热管的热应力；严重时，则会造成整个集热管弯曲变形，甚至外层的玻璃管破裂，进而导致整个集热管失效，因此，一方面，降低了太阳能集热管的使用安全性，缩短了太阳能集热管的使用寿命；另一方面，增加了提高了太阳能热发电系统的维护成本。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管，具有输出的传热流体周向温度均匀的优点，还具有集热效率高和结构简单的优点。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；所述吸热管为铜钢复合管。

优选的，所述铜钢复合管的外层为钢管，内层为铜管。

优选的，所述铜钢复合管的外层为铜管，内层为钢管。

优选的，所述钢管的管壁厚度与所述铜管的管壁厚度之比为1∶0.1-1∶10。

优选的，所述钢管的管壁厚度与所述铜管的管壁厚度之比为1∶1。

优选的，所述吸热管的外表面涂覆有吸热膜。

优选的，在所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层放置吸气剂。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管，使用铜钢复合管作为吸热管，兼顾铜管的高导热系数和不锈钢管的高强度，可以大幅度提高吸热管的温度分布均匀性，有效降低太阳能集热管的热应力，从而提高了太阳能集热管的集热性能和使用安全性，延长了太阳能集热管的整体使用寿命，降低了太阳能热发电系统的维护成本；还具有结构简单的优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管的结构示意图；

图2为图1沿A-A的剖面图；

其中，1---传热流体；2---吸热管；3---玻璃管；4---铜管；5---钢管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1和图2所示，本实用新型提供一种使用铜钢复合管作为吸热管的太阳能真空集热管，包括同轴心设置的玻璃管和吸热管，所述吸热管设置在所述玻璃管的内部，所述吸热管和所述玻璃管之间的夹层为真空；其特征在于，所述吸热管为铜钢复合管。其中，吸热管的外表面涂覆有吸热膜，在吸热管和玻璃管之间的夹层可以放置吸气剂。

本实用新型中，吸热管采用铜钢复合管，由于铜的导热系数远大于钢的导热系数，同时，铜在高温下的强度又远大于钢，所以，采用铜钢复合管可以充分发挥铜和钢的优势，并且，铜钢复合管采用双层结构，具体可以采用以下两种方式：(一)外层为钢管，内层为铜管；(二)外层为铜管，内层为钢管。对于这两种方式，由于内层管与传热流体直接接触，对传热系数要求较高，所以，第一种方式的结构优于第二种方式的结构。并且，发明人经过大量实验，发现钢管的管壁厚度与铜管的管壁厚度之比优选在下列范围：1∶0.1-1∶10，更优选为1∶1，可以充分兼顾铜管的高导热系数和不锈钢管的高强度，更有利于大幅度提高吸热管的热应力，同时，增加太阳能集热管的强度，延长太阳能集热管的整体使用寿命。