金屬吸熱體儲能式真空管及具有該真空管的集熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能熱利用裝置，特別涉及一種金屬吸熱體儲能式真空管及具有該真空管的集熱器。
【背景技術】
[0002]眾所周知，太陽能熱水器是我國太陽能利用中應用最廣泛、產業化發展最為迅速的太陽能產品。中國的太陽能熱水器發展經歷了悶曬式、平板式和全玻璃真空太陽集熱管式三個發展階段:悶曬式太陽能熱水器廣泛應用于20世紀70-80年代，這種熱水器結構簡單，容易普及，但其效率低、散熱快、儲水量小，且春秋冬三季無法使用，因此不具有大力發展的前景；平板式太陽能熱水器廣泛應用于20世紀80-90年代，但其在冬季也無法運行，且夜間散熱量較大，已逐漸退出市場，目前僅在珠江三角洲和云南等溫熱帶地區有使用；全玻璃真空太陽集熱管熱水器是從上世紀90年代開始逐步使用、發展起來的，現已成為主流，其主要特點是真空隔熱和吸收涂層低熱輻射使真空集熱管幾乎不受環境溫度的影響，南北方各地區一年四季均可使用。全玻璃真空太陽集熱管的結構如同一個拉長的暖瓶膽，內外層之間為真空，在內玻璃管的表面上利用特種工藝涂有光譜選擇性吸收涂層，用來最大限度的吸收太陽輻射能。
[0003]這種全玻璃真空管比較適合與緊湊式太陽能熱水器整機配套，比較適合廣大農村市場的應用。但由于這種全玻璃真空管使用時內管腔體必須直接走水，其玻璃內管不能承受市政自來水管網的壓力，不能適應城市建筑使用條件。
[0004]為此，發展承壓型的真空管成為太陽能熱利用在城市環境中應用的一大趨勢。其中金屬吸熱體式的真空管得到普遍關注，特別是金屬內膽的儲熱式真空管更受青睞，已有一些專利涉及提出了不銹鋼內膽的儲熱式真空管和搪瓷內膽的儲熱式真空管。但是這些直接傳熱走水的儲熱式真空管又遇到了新問題。不銹鋼內膽儲熱式真空管有結構簡單和熱效率較高的優點，但是在應用中發現，當儲熱式真空管處于長時間無熱量輸出時，不銹鋼內膽內水溫不斷升高而形成高溫高壓的工作環境。由于不銹鋼的使用壽命與溫度和壓力有直接關系，這種高溫高壓的工作環境很容易使不銹鋼內膽被腐蝕，嚴重縮短了儲熱式真空管的使用壽命。為了解決此問題，曾考慮采用鈦合金材料代替不銹鋼，但鈦合金材料又價格昂貴，因此也不適宜普遍推廣到市場。
[0005]搪瓷內膽的儲熱式真空管也同樣存在壽命隱患，雖然也可以像電熱水器那樣裝置一個鎂陽極來補救，減緩腐蝕。但鎂陽極也有使用壽命，一般規定3-5年需定期更換維修，作為室內用品的電熱水器是合理可接受的。但太陽能熱水器必須安裝在室外，頻繁的更換維修是不可接受的，必須做到長期免維修。為此，必須繼續尋求發展更長壽命免維修的技術和廣品。
【發明內容】
[0006]本實用新型的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種長壽命免維修的承壓型的金屬內膽的儲能式真空管。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是:
[0008]一種金屬吸熱體儲能式真空管，所述真空管包括一玻璃外管、一金屬儲能管和環形真空封接結構，所述玻璃外管和所述金屬儲能管為單端開口結構，其包括尾端的膽部及前端的設有開口的開口管段；所述玻璃外管套設于所述金屬儲能管的外周，所述環形真空封接結構封接于所述玻璃外管和金屬儲能管間，所述玻璃外管和所述金屬儲能管間形成真空狀態，金屬儲能管外表面設置有一層太陽光譜選擇性涂層，其中，所述金屬儲能管腔體內封裝有儲能材料和換熱器，所述換熱器的進口和出口從金屬儲能管的單端開口處引出。
[0009]如上所述的一種金屬吸熱體儲能式真空管，其中，所述換熱器采用U形換熱管、蛇形換熱管或者螺旋形換熱管。
[0010]如上所述的一種金屬吸熱體儲能式真空管，其中，儲能材料可為顯熱儲熱材料，如水或防凍液，也可為潛熱固-液相變材料，如12水磷酸鈉、棕櫚酸、硬脂酸或石蠟等。
[0011]如上所述的一種儲能式真空管，其中，所述環形真空封接結構封接于所述玻璃外管和金屬儲能管間，包括具有中心開口的金屬封接蓋，該金屬封接蓋的外周緣封接在所述玻璃外管的開口處，內周緣直接焊接在所述金屬儲能管的開口管段的外壁上。
[0012]如上所述的一種金屬吸熱體儲能式真空管，其中，所述環形真空封接結構封接于所述玻璃外管和金屬儲能管間，包括具有中心開口的金屬封接蓋及柔性波紋管，該金屬封接蓋的外周緣封接在所述玻璃外管的開口處，該柔性波紋管的一端焊接在金屬封接蓋的中心開口的內周緣上，該柔性波紋管的另一端直接焊接在所述金屬儲能管的開口管段的外壁上或通過過渡環焊接在所述金屬儲能管的開口管段外壁上。
[0013]如上所述的一種金屬吸熱體儲能式真空管，其中，儲能式真空管的排氣咀為設置在所述金屬封接蓋上的金屬排氣管，或直接設置在所述玻璃外管的尾部的玻璃排氣咀。
[0014]本實用新型同時提出一種儲能式真空管集熱器，其中，該集熱器包括進出水管路、保溫盒以及如上所述的多個儲能式真空管，保溫盒設于各儲能式真空管開口端，進出水管路設于該保溫盒內，每一儲能式真空管的換熱器進水口和出水口，分別與各儲能管進出水口相連接。
[0015]如上所述的儲能式真空管集熱器，其中，各儲能式真空管是通過金屬軟管前后串連相接，前一級儲能式真空管的出水口通過金屬軟管接至后一級儲能熱式真空管的進水
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[0016]如上所述的儲能式真空管集熱器，其中，各儲能式真空管的進水口、出水口是通過聯集管并聯相接，各儲能式真空管的進水口連接到一冷水進水管，各儲能式真空管的出水口連接到一熱水出水管。
[0017]本實用新型的技術特點和優點是:本實用新型使金屬內膽的儲熱式真空管由直接走水方式變成了間接換熱走水方式，通過儲能材料將太陽能轉換后的熱能進行儲存，通過換熱器將冷水換熱后變成熱水，使熱水用水管路始終處于自來水管網承壓狀態，使該真空管及集熱器非常適合建筑一體化領域使用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的儲能式真空管的第一實施例的結構示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的儲能式真空管的第二實施例的結構示意圖。
[0020]圖3為本實用新型的儲能式真空管的應用于一集熱器的結構示意圖之一。
[0021]圖4為本實用新型的儲能式真空管的應用于另一集熱器的結構示意圖之二。
[0022]附圖主要標號說明:
[0023]1、玻璃外管 2、金屬儲能管 21、儲能管開口管段
[0024]22、膽部 23、吸熱涂層 24、開口管段密封蓋
[0025]3、環形真空封接結構 31、金屬封接蓋 32、波紋管 33、過渡環
[0026]4、儲能材料 5、換熱器 51、進口和出口
[0027]6、金屬排氣咀 6'、玻璃排氣咀
[0028]100、儲能式真空管 101、儲能管換熱器進出口接頭 102、保溫盒
[0029]103、金屬軟管 103’、聯集管
【具體實施方式】
[0030]本實用新型首先提出一種金屬吸熱體儲能式真空管，所述真空管包括一玻璃外管、一金屬儲能管和環形真空封接結構，所述玻璃外管和金屬儲能管為單端開口結構，所述玻璃外管套設于所述金屬儲能管的外周，所述環形真空封接結構封接于所述玻璃外管和金屬儲能管間，玻璃外管和儲能管間形成真空狀態，所述金屬儲能管的腔體內封裝有儲能材料和換熱器，所述換熱器的進口和出口從金屬儲能管的腔體的單端開口處引出。本實用新型通過儲能材料將太陽能轉換后的熱能進行儲存，通過換熱器將冷水換熱變成熱水，使熱水用水管路始終處于自來水管網承壓狀態，該真空管及集熱器非常適合建筑一體化領域使用。
[0031]下面配合附圖及具體實施例對本實用新型的金屬吸熱體儲能式真空管的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0032]第一實施例
[0033]如圖1所示，其為本實用新型的金屬吸熱體儲能式真空管的第一實施例的結構示意圖。本實施例中，該儲能式真空管包括玻璃外管1、金屬儲能管2和介于二者開口端的環形真空封接結構3，玻璃外管I和金屬儲能管2為單端開口結構，金屬儲能管2包括開口端的開口管段21和尾端的膽部22，其中，開口管段21是由膽部22前端縮