一种中温太阳能集热管的制作方法

本实用新型涉及太阳能利用领域。具体为一种中温太阳能集热管。

背景技术：

太阳能作为一种清洁能源获得了越来越广泛的应用，在工业和家庭生活中，将太阳能转化成为热能是一种最主要的应用。在此需求下，对太阳能的集热管的集热效率的要求越来越高。人们想了多种方法使集热管可以吸收更多的能量，例如，公告号为CN203657251U的专利文献公开了一种棱形管吸收体金属玻璃中温太阳能集热管，该中温太阳能集热管包括金属吸收体、导热管及玻璃罩管，导热管安装在金属吸收体上并安装在玻璃罩管内。金属吸收体为棱形管，其截面为三边以上的封闭多边形。或者如公告号为CN204923499U的专利文献，公开了一种复合抛物面聚光反射器，包括玻璃管和安装在玻璃管内的吸热体，玻璃管安装在反射镜的内侧，反射镜为两个，每个反射镜包括上部的平板反射区和下部的曲面反射区，可降低光学反射率，从而吸收更多的光。

然而，以上的太阳能集热管都是依靠金属的导热管的导热性能来将热量传导出去，导热性能好的金属例如铜的价格相当高，且热传导效率也不高。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于克服现有的中温太阳能集热管成本高且热传导效率低的缺点，提供一种大大提高热传导效率且降低成本的中温太阳能集热管。

本实用新型的中温太阳能集热管，包括封闭且抽真空的玻璃管和位于所述玻璃管内的吸热导热管，所述中温太阳能集热管还包括位于所述吸热导热管内的热管，所述热管的轴线与所述吸热导热管的轴线平行或重合，所述热管的一端自所述玻璃管的一端穿出将热量传至所述玻璃管外部。

作为优选，所述吸热导热管与所述热管一体成型，所述热管的外径小于所述吸热导热管的内径。

作为优选，所述吸热导热管与所述热管由铝合金一体拉伸制成。

作为优选，所述热管的外壁的一部分与所述吸热导热管的内壁的一部分相接。

作为优选，所述吸热导热管包括管体和一个或多个与所述管体的轴线平行并与所述管体一体成型的翅片，在垂直于所述管体的轴向的方向上，每个所述翅片一端与所述管体的内壁连接，另一端与所述热管的外壁连接。

作为优选，所述吸热导热管包括管体和一个或者多个与所述管体的轴线平行并与所述管体一体成型的翅片，在垂直于所述吸热导热管的轴向的方向上，每个所述翅片一端与所述管体的内壁连接，另一端与所述热管的外壁连接。

作为优选，所述吸热导热管内设有多个平行的热管。

作为优选，所述吸热导热管的外壁涂有吸热涂层。

作为优选，所述吸热导热管包括内管和外管，所述内管与外管一体成型，所述热管通过胀管设在所述内管内，所述内管的外径小于所述外管的内径。

作为优选，所述内管与外管由铝合金一体拉伸制成。

作为优选，所述内管的外壁的一部分与所述外管的内壁的一部分相接。

作为优选，所述吸热导热管还包括一个或者多个与所述外管的轴线平行并与所述内管和外管一体成型的翅片，在垂直于所述外管的轴向的方向上，所述翅片一端与所述外管的内壁连接，另一端与所述内管的外壁连接。

作为优选，所述吸热导热管还包括一个或者多个与所述外管的轴线平行并与所述内管和外管一体成型的翅片，在垂直于所述外管的轴向的方向上，每个所述翅片一端与所述外管的内壁连接，另一端与所述内管的外壁连接。

作为优选，所述外管的外壁涂有吸热涂层。

作为优选，所述热管的壁厚小于所述内管的壁厚。

本实用新型的中温太阳能集热管和现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型的中温太阳能集热管采用热管将热量传递到玻璃罩外。由于热管的循环不需要另外设置热泵管道等外部循环系统，因此结构非常简单，成本也较低。同时，热管的热传导效率比任何金属的热传导效率都要高，因此，可以使本实用新型的中温太阳能集热管具有比现有技术更好的导热性能。

2、吸热导热管与热管由铝合金一体制成，一体化的结构不仅简化了制作工艺，还保证了吸热导热管与热管的结构的稳定性，并使得热量从吸热导热管向热管的传导更高效。同时，与现有技术中的吸热导热管由铜或者不锈钢的等金属制成相比降低了成本。

3、吸热导热管的内管、外管和翅片由铝合金一体制成，简化了制作工艺，降低了成本，并使得热量从外管向内管的传导更高效。

4、热管的壁厚小于内管的壁厚，可提升热管的导热性能，同时内管的壁厚较大可防止胀管过程中内管变形过大。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的中温太阳能集热管的主视结构示意图。

图2为本实用新型第一实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

图3为本实用新型第二实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

图4为本实用新型第三实施例的中温太阳能集热管的主视结构示意图。

图5为本实用新型第三实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

图6为本实用新型第四实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

图7为本实用新型第五实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

图8为本实用新型第六实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。

附图标记

第一实施例

11玻璃管，12吸热导热管，13热管；

第二实施例

21玻璃管，22吸热导热管，221管体，222翅片，23热管；

第三实施例

31玻璃管，32吸热导热管，321管体，322翅片，33热管；

第四实施例

41玻璃管，42吸热导热管，421内管，422外管，43热管；

第五实施例

51玻璃管，52吸热导热管，521内管，522外管，523翅片，53热管；

第六实施例

61玻璃管，62吸热导热管，621内管，622外管，623翅片，63热管。

具体实施方式

图1为本实用新型第一实施例的中温太阳能集热管的主视结构示意图，图2为本实用新型第一实施例的中温太阳能集热管的横截面剖视放大示意图。如图1和图2所示，本实用新型第一实施例的中温太阳能集热管，包括封闭且抽真空的玻璃管11和位于玻璃管11内的吸热导热管12。玻璃管11允许太阳光穿过其管壁照在吸热导热管12上，玻璃管11是封闭的，防止热量向外辐射。吸热导热管12一般为金属管，在本实施例中，吸热导热管12由铝合金制成。

所述中温太阳能集热管还包括位于所述吸热导热管12内接收所述吸热导热管12传导来的热量的热管13，所述热管13的轴线平行于所述吸热导热管12的轴线，所述热管13的一端自所述玻璃管11的一端传出将热量传至所述玻璃管11外部。热管13是利用介质在热端蒸发后在冷端冷凝的相变过程(即利用液体的蒸发潜热和凝结潜热)，使热量快速传导。一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成(图中未示出)。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。管壁有吸液芯，其由毛细多孔材料构成。热管一端为蒸发端，另外一端为冷凝端，具体到本实施例中，热管13的蒸发端位于吸热导热管内，冷凝端位于玻璃管和吸热导热管外。热管13的蒸发端接收到吸热导热管传来的热量时，毛细管中的液体迅速汽化，蒸气在热扩散的动力下流向冷凝端，并在冷凝端冷凝释放出热量，液体再沿多孔材料靠毛细作用流回蒸发端，如此循环不止，直到热管两端温度相等(此时蒸汽热扩散停止)。这种循环是自主并快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。由于热管的循环不需要另外设置热泵管道等外部循环系统，因此结构非常简单。同时，热管的热传导效率比任何金属的热传导效率都要高，因此，可以使本实用新型的中温太阳能集热管具有比现有技术更好的导热性能。

所述吸热导热管12与所述热管13由铝合金一体制成，可以是铸成，也可以是拉伸形成，在本实施例中由铝合金拉伸形成。吸热导热管12与热管13一体化的结构不仅使得制作工艺更简单，还保证了吸热导热管12与热管13的结构的稳定性，同时还使得热量从吸热导热管12向热管13传导更加高效。另外，吸热导热管12与热管13由铝合金制成与现有技术中的吸热导热管由铜或者不锈钢的等金属制成相比降低了成本。

在本实施例中，所述热管13的外壁的一部分与所述吸热导热管12的内壁的一部分相接。所述热管13的轴线与所述吸热导热管12的轴线平行。热管13的外径小于吸热导热管12的内径，热管13的外壁与吸热导热管12的内壁的连接处由铝合金一体制成，在本实施例中，吸热导热管12内设有一个热管13。在其他的实施例中，吸热导热管12内设有多个，例如2个、3个、4个或者5个或者其他数目的热管13。

在第二实施例中，如图3所示，中温太阳能集热管包括封闭且抽真空的玻璃管21、位于玻璃管21内的吸热导热管22和位于所述吸热导热管22内的热管23。所述吸热导热管22包括管体221和一与管体221一体成型的翅片222，所述翅片222一端与所述管体221的内壁连接，另一端与所述热管23的外壁连接。吸热导热管22的管体221、翅片222及热管23是由铝合金一体制成的。所述热管23的轴线与所述管体221的轴线平行，且热管23的外径小于管体221的内径。吸热导热管22通过管体221和翅片222向热管23传递热量。在本实施例中，翅片222为一个，作为本实施例的变异，翅片222也可以是2个、3个、4个或者5个或者其他数目。

在第三实施例中，中温太阳能集热管包括封闭且抽真空的玻璃管31、位于玻璃管31内的吸热导热管32和位于吸热导热管32的热管33。所述吸热导热管32包括管体321和多个平行于吸热导热管32的轴线并与管体321一体成型的翅片322。所述热管33的轴线与所述管体321的轴线重合，且热管33的外径小于管体321的内径。在垂直于吸热导热管32的轴线的方向上，每个所述翅片322一端与所述管体321的内壁连接，另一端与所述热管33的外壁连接。如图4和图5所示，吸热导热管32的管体321沿其内壁周向均匀设有四个翅片322，吸热导热管32通过翅片322向热管33传递热量。在本实施例中，吸热导热管32的管体321、翅片322及热管33也是由铝合金一体制成的。作为本实施例的变异，翅片322也可以是1个、2个、3个或者5个或者其他数目。

第一实施例、第二实施例和第三实施例中的吸热导热管内均可以设置多个平行的热管，从而进一步提高热传导的效率。另外，以上各个实施例中，吸热导热管的外壁还可以涂有吸热涂层，从而提高了对太阳能的利用效率。

在第四实施例中，如图6所示，中温太阳能集热管包括封闭且抽真空的玻璃管41、位于玻璃管41内的吸热导热管42和位于吸热导热管42内的热管43。所述吸热导热管42包括内管421和外管422，所述内管421的轴线与所述外管422的轴线平行，所述内管421与外管422由铝合金一体制成，所述热管43通过胀管设在所述内管421内。所述内管421的外壁的一部分与所述外管422的内壁的一部分相接。热量自外管422传到内管421，然后自内管421传到热管43，并由热管43将热量导出玻璃管41。

在第五实施例中，如图7所示，中温太阳能集热管包括封闭且抽真空的玻璃管51、位于玻璃管51内的吸热导热管52和位于吸热导热管52内的热管53。所述吸热导热管52包括内管521、外管522和一个平行于所述外管522的轴线并与内管521和外管522一体成型的翅片523，所述内管521的轴线与所述外管522的轴线平行。在垂直于所述吸热导热管52的轴向的方向上，所述翅片523一端与所述外管522的内壁连接，另一端与所述内管521的外壁连接。作为本实施例的变异，翅片523可以是1个、2个、3个或者5个或者其他数目。热量自外管522传到翅片523，从翅片523传到内管521，然后从内管521传到热管53，同时热量也从外管522通过内管521和外管522相接处直接传到内管521，然后从内管521传到热管53，并由热管53将热量导出玻璃管51。外管的管体、翅片和内管由铝合金一体制成，热管通过胀管技术安装在内管521内。

在第六实施例中，如图8所示，中温太阳能集热管包括封闭且抽真空的玻璃管61、位于玻璃管61内的吸热导热管62和位于吸热导热管62内的热管63。所述吸热导热管62包括内管621、外管622和多个平行于所述吸热导热管62的轴线并与内管621和外管622一体成型的4个翅片623，所述内管621的轴线与所述外管622的轴线重合。在垂直于所述吸热导热管62的轴向的方向上，每个所述翅片623一端与所述外管622的内壁连接，另一端与所述内管621的外壁连接。热量自外管622传到翅片623，从翅片623传到内管621，然后从内管621传到热管63，并由热管63将热量导出玻璃管61。作为本实施例的变异，翅片623可以是1个、2个、3个或者5个或者其他数目，当翅片623为多个时，多个翅片623沿外管622的内壁周向均匀排列。外管622、内管621和翅片623由铝合金一体制成，热管63通过胀管技术安装在内管621内。

在第四实施例、第五实施例和第六实施例中，热管的结构是相同的，可采用现有的热管，热管可以是铜或者不锈钢或者铝合金或者其他金属制成。热管的安装可采用机械胀管或者液压胀管，胀管可以保证热管与内管之间的紧密结合。在第四实施例、第五实施例和第六实施例中，均采用液压胀管。热管的壁厚小于内管的壁厚，可提升热管的导热性能，同时内管的壁厚较大可防止胀管过程中内管变形过大。另外，在第四实施例、第五实施例和第六实施例中，所述内管的外径均小于所述外管的内径。同时，作为上述实施例的变异，内管的数量也可以是2个、3个、4个或者5个或者其他的数目。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出的各种修改或等同替换也落在本实用新型的保护范围内。