CN102003805A - 无热短路蓄热式控温真空集热元件 - Google Patents

无热短路蓄热式控温真空集热元件 Download PDF

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Abstract

无热短路蓄热式控温真空集热元件，通过在真空集热元件内腔设置蓄热体和U型换热管、在集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道制成，可控传热通道由置于罩玻管内的活动传热件和驱动件构成，用于对集热元件进行空晒保护，其特征在于深入真空集热管蓄热体的部分U型换热管含有对于蓄热体的隔热层。本发明的有益效果包括：对部分U型换热管设置隔热层，解决了取出热能时的热短路问题。可控传热通道置于真空隔热层中不改变现有集热元件使用习惯。热力驱动件集温控系统的检测、比较和执行环节于一体且无需能源，结构紧凑、工作可靠。结合附图给出三个实施例。

Description

无热短路蓄热式控温真空集热元件
技术领域
本发明涉及无热短路蓄热式控温真空集热元件。
背景技术
随着太阳能热利用产品产业实践的展开，需要更加多样化的真空集热元件。
发明内容
本发明的目的是要提供无热短路蓄热式控温真空集热元件。
本发明解决其技术问题所采取技术方案：通过在真空集热元件内腔设置蓄热体和U型换热管、在集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道，制成一个无热短路蓄热式控温真空集热元件。深入真空集热管蓄热体的部分U型换热管含有对于蓄热体的隔热层。可控传热通道由置于罩玻管内的活动传热件和驱动件构成，用于对集热元件进行空晒保护。
本发明的有益效果包括：对部分U型换热管设置隔热层，解决了取出热能时的热短路问题。可控传热通道置于真空隔热层中不改变现有集热元件使用习惯。热力驱动件集温控系统的检测、比较和执行环节于一体且无需能源，结构紧凑、工作可靠。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是一个热力驱动的空晒保护蓄热式真空集热管结构示图。
图2是一个工作点可调热力驱动的空晒保护蓄热式真空集热元件结构示图。
图3是另一个工作点可调热力驱动的空晒保护蓄热式真空集热元件结构示图。
图中1.蓄热体；2.换热管；3.吸收体；4.罩玻管；5.活动传热件；6.驱动件；7.隔热层；8.传动磁排；9.磁块；10.缩颈段；11.内磁体；12.外磁体；13.丝杆；14.传热件；15.绝热件。
具体实施方式
图1实施例，通过在真空集热元件内腔设置蓄热体1和U型换热管2、在集热元件吸收体3和罩玻管4之间设置可控传热通道，制成一个无热短路蓄热式控温真空集热元件。可控传热通道由活动传热件5和一个与吸收体3低热阻连接的双金属片热力换能驱动件6组成，用于对集热元件进行空晒保护。深入真空集热管蓄热体1的部分U型换热管2含有对于蓄热体1的隔热层7。热力换能驱动件利用热能做功，包括双金属片、记忆合金和膜盒(又称弹性元件)驱动件。驱动件6两端各与两片“L”型活动传热件5连接。驱动件6可用金属丝或卡簧固定于吸收体3上。
阳光透过罩玻管4照到吸收体3上变为热能。正常集热/空晒保护时，驱动件6和活动传热件5的状态如虚线/实线示：驱动件6呈弯曲/平直状态使活动传热件5脱离/接触罩玻管4，这时吸收体3与罩玻管4之间处于高/低热阻状态。
图1实施例采用波纹状U型换热管1，更适合蓄热体2中热能以分布参数存在的情况，对于大管径集热元件换热效果明显改善。
由于有隔热层7存在，U型换热管2输出热能时，其出口端不再出现热短路现象。
图1实施例中，可省略活动传热件而用双金属片驱动件6兼作活动传热件组成可控传热通道。这时，双金属片驱动部件6应设计成受热上翘。
图2实施例，通过在真空集热元件内腔设置蓄热体1和U型换热管2、在集热元件吸收体3和罩玻管4之间设置可控传热通道，制成一个无热短路蓄热式控温真空集热元件。可控传热通道由采用顺磁材料制造的活动传热件5、传动磁排8和一个与吸收体3低热阻连接的双金属片热力驱动件6组成，用于对集热元件进行空晒保护。传动磁排8受约束可沿其轴心线作往复直线运动，其上设置有多个磁块9用于同时驱动多处活动传热件5。
集热元件尾端缩颈段10处的内磁体11、外磁体12和调节丝杆13组成一个工作点调节机构。深入真空集热管蓄热体1的部分U型换热管2含有对于蓄热体1的隔热层7。
正常集热/空晒保护时，如图中虚线/实线示：工作点以下/上的温度使双金属片驱动件6右/左弯，传动磁排8右/左移，活动传热件5受到/不受磁块9吸引，与罩玻管4脱离/接触。吸收体3与罩玻管5之间处于高/低热阻状态。
通过丝杆13调节外磁体12与内磁体11之间的距离，可以改变这两个磁性体11、12之间的相互作用力，对可控传热通道的工作点即集热元件的空晒保护温度进行调节。
由于有隔热层7存在，U型换热管2输出热能时，其出口端不再出现热短路现象。
图3实施例，通过在真空集热元件内腔设置蓄热体1和U型换热管2、在集热元件吸收体3和罩玻管4之间设置可控传热通道，制成一个无热短路蓄热式控温真空集热元件。可控传热通道由采用顺磁材料活动传热件5、传动磁排8和一个与吸收体3低热阻连接的双金属片驱动件6组成，用于对集热元件进行空晒保护。(图5实施例空晒保护原理同图4实施例)。
集热元件尾端，传热件14深入缩颈段13并与吸收体3和缩颈段13低热阻连接。绝热件15与集热元件尾部通过移动副连接。
调节绝热件15遮盖缩颈段13的面积，可在1～5瓦范围内改变传热件14通过缩颈段13的散热功率。相应地，空晒保护温度从C工+20～C工-20℃℃范围变动(C工为可控传热通道空晒保护标称温度)。即缩颈段13散热多/少，双金属片驱动件6的温度低/高，空晒保护工作点温度高/低。
由于有隔热层7存在，U型换热管2输出热能时，其出口端不再出现热短路现象。

Claims (9)

1.无热短路蓄热式控温真空集热元件，通过在真空集热元件内腔设置蓄热体和U型换热管、在集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道制成，可控传热通道由置于罩玻管内的活动传热件和驱动件构成，用于对集热元件进行空晒保护，其特征在于深入真空集热管蓄热体的部分U型换热管含有对于蓄热体的隔热层。
2.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有与吸收体低热阻连接的热力换能驱动件。
3.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有顺磁材料活动传热件和传动磁排。
4.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有与一个热力驱动件相连接的传动磁排。
5.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有双金属片驱动件，双金属片驱动件两端各与两片“L”型活动传热件连接。
6.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有兼作活动传热件的双金属片驱动件。
7.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于真空隔热层含有与传动磁排连接的内磁体，并且在离内磁体50毫米以内的罩玻管外侧含有可移动外磁体。
8.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于真空隔热层含有与吸收体、热力驱动件和罩玻管低热阻连接的传热件，与传热件低热阻连接的罩玻管外侧含有可移动绝热件。
9.根据权利要求1所述的真空集热元件，其特征在于含有波纹状U型换热管。
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