[发明专利]一种高安全性的集热管吸热方法

说明书

本发明公开了一种高安全性的集热管吸热方法，本方法中依靠吸热材料涂层吸收太阳光照热能，并依靠由双层玻璃套管结构形成的真空夹层隔绝空气，实现对吸热材料涂层的保护，其特征在于，将太阳光吸热材料层设置在内层套管内部的翅片翼部表面，使得太阳光直接透过双层玻璃套管照射到翅片上并被吸收太阳光照热量。本发明在玻璃管损坏后更换成本更低且对换热效率影响不大，具有传热安全性高，传热效率高的优点。

技术领域

本发明涉及太阳能吸热转换利用领域，具体涉及一种高安全性的集热管吸热方法。

背景技术

热利用是太阳能利用的重要应用形式。太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。尤其是太阳能热水系统中，需要依靠太阳能集热器将太阳照射的热能收集起来对水进行加热。因为集热器只能在一天的有限时间内收集太阳能，故其吸热效率的高低是决定太阳能热水系统优劣的关键。

现有太阳能集热器中，最常见的为热管式太阳能集热器，其结构主要包括安装架、联箱和集热管，所说安装架倾斜设置，联箱为长条形且沿长度方向安装固定在安装架的上端侧边上，联箱内部为换热腔室，换热腔室一端连接有进水管，另一端连接有出水管，集热管有多个并沿垂直于联箱的方向间隔排列设置在联箱下侧的安装架上，集热管的结构，通常包括玻璃材质的套管，还包括热管，热管的蒸发端插入到套管中，热管的冷凝端露出于套管并插接进入到联箱的换热腔室内，其中套管通常会采用双层玻璃套管的结构，在双层玻璃套管之间设置真空夹层，并在内层套管的外表面涂覆吸热材料涂层。这样太阳照射时，透过外层套管和真空夹层照射到吸热材料涂层被吸收并使得内层套管升温，外层套管和真空夹层的设置可以避免收集的热量被外界风流带走，有利于吸热储热。然后在热管蒸发端和内层套管之间通常会设置翅片以更好地将内层套管的热量传递到热管蒸发端。工作时，在热管蒸发端吸热后，会使得内部的工质受热汽化并向上移动到冷凝端放热冷凝，冷凝端放出的热量对换热腔室中的水进行加热，同时工质在冷凝端冷凝后向下流回蒸发端并形成循环。

这种现有的太阳能集热器，存在以下缺陷：1现有集热管中的热管蒸发端吸热效率大于冷凝端放热效率，导致热管整体热转换效率不高，太阳光辐射热利用效率不高。部分已有专利技术中在热管和套管之间填充相变材料进行储热；但这样又会导致装置加热反应速率变慢，得不偿失。2现有集热管中，虽然在热管蒸发端和内层套管之间设置了翅片以更好地传热，但翅片和贴合的玻璃管侧壁之间存在间隙，且翅片受热容易软化导致间隙增大，使得气流受热后在间隙内流动，会极大地影响翅片的传热导热性能，降低了集热管综合换热系数。3现有集热管中，吸热材料涂层通常设置在内层套管的外表面，制作难度较大，成本较高；同时使用时真空玻璃管因承受真空压强较大故容易损坏，其损坏后更换成本较高，同时一旦真空玻璃管损坏，吸热材料涂层失去真空夹层保护直接暴露在空气中，会导致热量丧失很快而极大地降低集热效果。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种玻璃管损坏后更换成本更低且对换热效率影响不大的高安全性的集热管吸热方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种高安全性的集热管吸热方法，本方法中依靠吸热材料涂层吸收太阳光照热能，并依靠由双层玻璃套管结构形成的真空夹层隔绝空气，实现对吸热材料涂层的保护，其特征在于，将太阳光吸热材料层设置在内层套管内部的翅片翼部表面，使得太阳光直接透过双层玻璃套管照射到翅片上并被吸收太阳光照热量。

这样，本方法改善了传热路径，取消了传热路径起始位置的一处传热，降低玻璃套管破碎损坏对太阳光吸收效率的影响，提高了装置吸热安全性。