專利名稱：熱管式太陽能真空集熱管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱管式太陽能真空集熱管，是一種用于太陽能熱水器的集熱零件，屬于太陽能熱水器的技術領域。
背景技術：
太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進了中國及世界的很多國家對以提高光熱轉化效率為目的的太陽能集熱器件的大量研究。國外以吸熱體為金屬的平板集熱器和熱管式熱水器為主，但由于平板集熱器沒有徹底解決集熱平板的熱發(fā)射及其與空氣的熱對流問題，所以其抗凍效果不理想，而熱管式熱水器的價格相對也較高。全玻璃真空管卻以其制造技術成熟和價格較低等優(yōu)點在中國的熱水器市場獨占鰲頭。隨著技術的不斷提高，熱管技術的應用范圍不斷擴大，將熱管技術應用于太陽能熱水器是近幾年太陽能界發(fā)展的一個重要方向。同時隨著應用的不斷深入，全玻璃真空管的缺點也逐漸暴露出來。主要表現(xiàn)在以下三個方面1.換熱效率低由于其工作原理是依靠真空管本身的溫差形成自然對流區(qū)動力，使水在玻璃管內流動，又由于該玻璃管長徑比很大，故使得自然對流的流動阻力較大，管內水與玻璃管壁間的換熱系數(shù)較低。
2.使用安全性差因為有真空絕熱層及內層玻璃上的選擇性吸收膜層，故全玻璃真空管的內層玻璃管能達到很高的溫度，尤其在水箱中水較少或無水時更是如此。有可能在使用中，全玻璃真空管會有“熱爆”和“冷爆”現(xiàn)象發(fā)生。在真空管熱水系統(tǒng)中如有一根管發(fā)生炸裂，水箱中的水會從該破口泄出，造成整個系統(tǒng)癱瘓。這對大面積太陽能熱水工程的危害尤為嚴重。
3.結垢現(xiàn)象嚴重由于全國各地水質不同，故真空管內壁會隨著使用時間的延長而出現(xiàn)不同程度的結垢現(xiàn)象，嚴重影響其傳熱效果。
發(fā)明目的本實用新型的目的在于提出一種由全玻璃真空管、金屬端蓋、相變工質及封接膠粘劑所組成的熱管式太陽能集熱器。它既利用了全玻璃真空管的技術優(yōu)勢，又將其與國際上流行的熱管技術結合起來，既強調了其較高的集熱效率，又考慮到其安全特性，從而解決了現(xiàn)有技術組存在的問題。
金屬端蓋為一端開口，可以套在全玻璃真空管外面，也可以插裝在真空管里面。端蓋上部留有一小尾管用于抽真空和注液外全部封閉，金屬端蓋和全玻璃真空管用膠粘劑進行真空封接。真空腔內的相變工質可以是水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、庚烷、戊烷中的一種或幾種的混合體系，以水、乙二醇及其混合體系為主。
該種熱管式真空管有兩種形式一是真空內腔中只加入相變工質；二是在真空內腔中既加入相變工質，也加入金屬絲網(wǎng)或金屬翅片，絲網(wǎng)或翅片起加快傳熱作用，便于熱管盡快啟動，同時細絲網(wǎng)的毛吸作用可提高傳熱效率。為了防止水在金屬端蓋上結垢，在金屬端蓋的外表面還可以涂抹聚四氟乙烯作為防垢涂層。全玻璃真空管和金屬端蓋間采用粘接的封接方法。該封接可在不高于70℃的條件下完成。
本實用新型有以下優(yōu)點1.熱效率較高。與內插式和熱壓封熱管相比，本實用新型的傳熱過程比較簡單，熱阻小，從而有較高的傳熱效率。2.安全性好。一方面解決了全玻璃真空管夏天熱爆和冬天冷爆的問題。這對于大面積太陽能熱水工程尤為重要；另一方面，高效相變工質和不高于70℃的中、低溫封接技術解決了火封熱管和熱壓封熱管的應力集中問題，其安全性大大提高。3.價格便宜。由于本實用新型所用的封接技術可在不高于70℃的條件下完成且生產(chǎn)成本與真空管長度無太大關系，所以與熱壓封的熱管相比，其設備投資和生產(chǎn)成本大幅度下降，且真空管越長，價格相差越大。對Ф47×1500的熱管真空管來講，本實用新型的價格要比內插式熱管真空管低15元左右。4.可四季使用。由于真空管隔熱層的存在，使用該集熱器能在嚴寒天條件下使用。5.維修方便。無需太大的投入便可恢復使用。
由圖3，端蓋[(2)-1]的下部呈錐形，再延伸一段圓柱形，該圓柱形直徑比端蓋上部小，正好可以插裝在全玻璃真空管(5)內，再用膠粘劑(3)封固，全玻璃真空管(5)內腔同樣裝有翅片或絲網(wǎng)(4)和相變工質(6)。
另一種情況是在


圖1、圖3所示的結構，在全玻璃真空管(5)的內腔內，只充填相變工質(6)，并不添加金屬翅片或絲網(wǎng)，但是端蓋(2)仍采用外部套裝或插接的方式。全玻璃真空管(5)和金屬端蓋(2)之間采用偶合封接方法，該封接是在溫度不高于70℃的條件下完成。
權利要求1.一種熱管式太陽能真空集熱管，其特征在于金屬端蓋(2)套裝在全玻璃真空管(5)管端外面，用封接膠粘劑(3)封固，端蓋(2)上部有一尾管(1)，端蓋(2)表面涂有一層防止結垢的四氟乙烯涂層，在全玻璃真空管(5)內腔中充填以相變工質(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的真空集熱管，其特征在于端蓋(2)的下部呈錐形，再延伸一段圓柱形，其直徑比端蓋上部小，正好可以插裝在全玻璃真空管(5)內，再用膠粘劑(3)封固。
3.根據(jù)權利要求1所述的真空集熱管，其特征在于相變工質(6)是水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、庚烷、戊烷中的一種，也可以是多種工質的混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的真空集熱管，其特征在于在全玻璃真空管(5)內裝有金屬翅片或絲網(wǎng)(4)。
專利摘要一種熱管式太陽能真空集熱管,其端蓋可以套裝在全玻璃真空管上面,也可以插接在真空管內,再用膠粘劑封固,端蓋上部有一尾管可以排氣和注液,真空管內充填以相變工質,另外可加裝翅片或絲網(wǎng),在端蓋表面涂以四氟乙烯層可以防止結垢,本真空管不會產(chǎn)生冷爆熱裂現(xiàn)象且傳熱效率高。
文檔編號F24J2/05GK2515597SQ0126051
公開日2002年10月9日 申請日期2001年9月19日 優(yōu)先權日2001年9月19日
發(fā)明者黃鳴, 王志峰, 李克忠 申請人:黃鳴