專利名稱：一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能利用設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管。
背景技術(shù)：
在太陽能集熱器及熱水器中，玻璃真空太陽集熱管與熱管的結(jié)合方式有三種，第一種為帶吸熱體的金屬熱管置于單層玻璃管中，兩者之間隙抽真空，并采用金屬與玻璃熱壓封方式密封真空腔，不足之處在于，基于金屬與玻璃兩種材質(zhì)性質(zhì)差異很大，因此，熱壓封方式密封真空腔工藝復(fù)雜、難度大、不可靠，同時成本高；第二種為帶吸熱體(如翅片)的金屬熱管插入全玻璃真空太陽集熱管中，由于兩者之間隙為非真空狀，因此，應(yīng)用效果不理想，而且成本高；第三種為將全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管作為熱管的蒸發(fā)段管殼，另配熱管的玻璃冷凝段，其最大優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，應(yīng)用效果好，利于推廣應(yīng)用，不足之處在于，內(nèi)玻璃管與罩玻璃管均采用常規(guī)壁厚(即國標(biāo)為1. 6士0. 2mm)的玻璃管，其耐壓強度偏低，并因此限制了熱管真空腔中的傳熱工質(zhì)的加入量，傳熱工質(zhì)加入量偏多，則應(yīng)用中熱管內(nèi)的壓力高，熱管易爆裂，影響正常使用，而傳熱工質(zhì)的加入量偏少，又會降低熱效率， 影響使用效果，另方面，如申請?zhí)枮?00420050936 · 7所公開的技術(shù)方案中，熱管的玻璃冷凝段是在全玻璃真空太陽集熱管的環(huán)封杯口處燒融一支玻璃對接管的辦法實現(xiàn)，會使全玻璃真空太陽集熱管產(chǎn)生二次熱應(yīng)力，并且難以有效消除，會產(chǎn)生安全隱患，同時耗材多、用工時長。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題提供一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，能克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，不僅能提高熱管的耐壓強度及機械強度，同時易制作，成本低，易于推廣應(yīng)用。采用的技術(shù)方案一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，包括全玻璃真空太陽集熱管，全玻璃熱管，所述全玻璃熱管由蒸發(fā)段、冷凝段及冷凝段上的熱封端組成，全玻璃熱管的真空腔中裝有傳熱工質(zhì)，其特征在于全玻璃熱管的蒸發(fā)段由全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段由全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段上的熱封端；所述全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度，也即所述內(nèi)玻璃管的管壁厚度均比全玻璃真空太陽集熱管的罩玻璃管的管壁厚度增大 1. 0士0. 2mm，所述冷凝段上的熱封端的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管的管壁厚度。有益效果；由于全玻璃熱管的冷凝段以全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，能克服現(xiàn)有技術(shù)中燒融對接管法而使環(huán)封杯口處產(chǎn)生二次熱應(yīng)力的不足，而且容易制作、節(jié)省材料，還能提高安全性能；全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度，也即內(nèi)玻璃管的管壁厚度比罩玻璃管的管壁厚度的增大，能明顯提高安全性能，而熱封端相對于蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度作限壓薄壁處理，能在非正常情況下炸管而起泄壓閥的作用，有利于安全。傳熱工質(zhì)的液相容積與真空腔的總?cè)莘e的體積比的選擇是與所述結(jié)構(gòu)配套適用的；本發(fā)明能使集熱、傳熱一體化，性能優(yōu)良， 安全可靠，完全能達(dá)到設(shè)計要求，易制作、成本低，適于組裝太陽能集熱器和熱水器，性能達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，同時便于安裝、運輸，易于推廣應(yīng)用，特別適用我國“三北”地區(qū)熱水器市場需求。


圖1、總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2、實施例一的單根熱管式全玻璃真空太陽集熱管空曬實驗冷凝段4溫變曲線圖。
具體實施例方式結(jié)合附圖進(jìn)一步詳加說明；如圖1所示，全玻璃真空太陽集熱管1的結(jié)構(gòu)為公知技術(shù)，具有由罩玻璃管8、內(nèi)玻璃管9、封閉端15及環(huán)封杯口 10組成的相應(yīng)的真空夾層11，真空夾層11中還裝有吸氣劑 12、吸氣膜13、選擇性吸收涂層14及相應(yīng)支承件16 ；所述一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，包括全玻璃真空太陽集熱管1、全玻璃熱管2，所述全玻璃熱管2由蒸發(fā)段3、冷凝段4及冷凝段4上的熱封端5組成，全玻璃熱管2的真空腔6中裝有傳熱工質(zhì)7 ；所述全玻璃熱管 2的蒸發(fā)段3由全玻璃真空太陽集熱管1的內(nèi)玻璃管9構(gòu)成，全玻璃熱管2的冷凝段4由全玻璃真空太陽集熱管1的內(nèi)玻璃管9自全玻璃真空太陽集熱管1的環(huán)封杯口 10處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，因此能避免使全玻璃真空太陽集熱管1的環(huán)封杯口 10處產(chǎn)生二次熱應(yīng)力，以提高安全性能，全玻璃熱管2的冷凝段4端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)7的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段4上的熱封端5 ；所述全玻璃熱管2的蒸發(fā)段3及冷凝段4的管壁厚度，也即所述內(nèi)玻璃管9的管壁厚度均比全玻璃真空太陽集熱管1的罩玻璃管8的管壁厚度增大1. 0士0. 2mm，所述冷凝段3上的熱封端5的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管8的管壁厚度。所述蒸發(fā)段3及冷凝段4的管壁厚度均相對于罩玻璃管8的管壁厚度增大 1. 0士0. 2mm,能有效防止全玻璃熱管2——尤其是在連續(xù)承受高溫的蒸發(fā)段3上發(fā)生炸管， 從而提高安全性能，實驗和理論計算表明，管壁增厚1. 0mm，玻璃熱管的承壓能力提高1. 70倍。所述冷凝段4上的熱封端5的玻璃壁厚度等于罩玻璃管8的管壁厚度，即相對于蒸發(fā)段3及冷凝段4管壁的厚度作限壓薄壁處理，以便在非正常情況下熱封端5能炸管而起泄壓閥的作用，并且其炸管泄壓后，既便太陽能熱水箱中的水進(jìn)入其中，也不會有什么危險，仍可作為普通的全玻璃真空太陽集熱管使用，不會影響整體太陽能熱水器的運行。如圖1中所示，所述全玻璃熱管2的冷凝段4的長度L1為70 150mm，冷凝段4 的長度L是指自所述全玻璃真空太陽集熱管1的環(huán)封杯口 10處至全玻璃熱管2的冷凝段 4上的熱封端5的距離，即內(nèi)玻璃管9自全玻璃真空太陽集熱管1的環(huán)封杯口 10處同軸并等直徑外延伸的長度。本發(fā)明中，全玻璃熱管2的真空腔6中裝有的液相傳熱工質(zhì)7的體積與真空腔6 的總?cè)莘e的體積比為0. 05% 0. 4%，優(yōu)選為0. 1 0. 3%，最好為0. 15 0. 25%。本發(fā)明中傳熱工質(zhì)7為0 50 %的乙二醇水溶液或0 30 %的甲醇水溶液，所述百分比為乙二醇或甲醇與水的體積比；傳熱工質(zhì)7中還含有小于0.01%的亞甲基藍(lán)、熒光黃或酞青綠，所述百分比為顏料與傳熱工質(zhì)7的質(zhì)量比。實施例1按圖1結(jié)構(gòu)所示，熱管式全玻璃真空太陽集熱管長度L。1800mm，罩玻璃管8的外徑58mm，壁厚為1.8mm，內(nèi)玻璃管9的外徑為47mm，壁厚為2. 6mm,內(nèi)玻璃管9的外延伸長度L1——即冷凝段4的長度為100mm，熱封端5的玻璃壁厚為1. 8mm,蒸發(fā)段3的長度L2為 1770mm ；真空腔6的總?cè)莘e為力2566(^3，傳熱工質(zhì)7為蒸餾水，其液相體積為V25. 1ml，兩者體積比為V2ZiV1 = 0. 2%o如表一中所示，為實施例1的單根熱管式全玻璃真空太陽集熱管的冷凝段4插入盛水10升的測試水箱中悶曬，在正常太陽輻射下熱性能測試結(jié)果，數(shù)據(jù)為模擬熱水器的熱性能數(shù)據(jù)(兩組)。表一
權(quán)利要求
1.一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，包括全玻璃真空太陽集熱管，全玻璃熱管，所述全玻璃熱管由蒸發(fā)段、冷凝段及冷凝段上的熱封端組成，全玻璃熱管的真空腔中裝有傳熱工質(zhì)，其特征在于全玻璃熱管的蒸發(fā)段由全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段由全玻璃真空太陽集熱管的內(nèi)玻璃管自全玻璃真空太陽集熱管的環(huán)封杯口處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，全玻璃熱管的冷凝段端頭上的真空排氣嘴即傳熱工質(zhì)的灌注嘴熱封后即為所述冷凝段上的熱封端；所述全玻璃熱管的蒸發(fā)段及冷凝段的管壁厚度， 也即所述內(nèi)玻璃管的管壁厚度，均比全玻璃真空太陽集熱管的罩玻璃管的管壁厚度增大 1. 0士0. 2mm，所述冷凝段上的熱封端的玻璃壁厚度等于所述罩玻璃管的管壁厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，其特征在于全玻璃熱管⑵的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)的液相體積與真空腔(6)的總?cè)莘e的體積比為 0. 05% 0. 4%，優(yōu)選為 0. 1 0. 3%，最好為 0. 15 0. 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管，其特征在于傳熱工質(zhì)(7)為0 50%的乙二醇水溶液，或0 30%的甲醇水溶液，所述百分比為乙二醇或甲醇與水的體積比。
全文摘要
一種熱管式全玻璃真空太陽集熱管屬于太陽能利用設(shè)備領(lǐng)域；由全玻璃真空太陽集熱管(1)與全玻璃熱管(2)結(jié)合而成，全玻璃熱管(2)的蒸發(fā)段(3)由全玻璃真空太陽集熱管(1)的內(nèi)玻璃管(9)構(gòu)成，冷凝段(4)由內(nèi)玻璃管(9)自全玻璃真空太陽集熱管(1)的環(huán)封杯口(10)處同軸并等直徑外延伸而構(gòu)成，內(nèi)玻璃管(9)的管壁厚度比全玻璃真空太陽集熱管(1)的罩玻璃管(8)的管壁厚度增大1.0±0.2mm，冷凝段(4)上的熱封端(5)的玻璃壁厚度等于罩玻璃管(8)的管壁厚度；全玻璃熱管(2)的真空腔(6)中裝有的傳熱工質(zhì)(7)與真空腔(6)的體積比為0.05％～0.4％；冷凝段(4)的長度L1為70～150mm；集熱、傳熱一體化，傳熱速度快、熱效率高，性能優(yōu)良，安全可靠，性能達(dá)國標(biāo)要求，易制作、成本低，便于安裝、運輸，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號F24J2/46GK102538255SQ201210014689
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者李峰, 程翠英, 羅贊繼 申請人:天普新能源科技有限公司