CN102353157A - 防冻型太阳能集热器 - Google Patents

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杨旭东
单明
于涛
杨铭
王鹏苏
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    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

防冻型太阳能集热器，涉及一种太阳能光热利用设备。该集热器包括含有带保温材料的边框、上玻璃盖板、下背板、集热管、换热管、进水管和出水管；多根集热管平行布置在上玻璃盖板的下方，在每根集热管内部均设置换热管，集热管和换热管的横截面同心布置，在集热管和换热之间的空间填充有相变蓄热介质，并在换热管的外表面设有多个沿轴向布置的平板型翅片，每根换热管的两端分别与进水管和出水管相连通，集热管和换热管均为圆柱形。本发明集热效率高，具有不怕冻、热损失小、结构简单和易于市场化等特点，可应用于北方建筑采暖和生活热水供应系统。

Description

防冻型太阳能集热器
技术领域
本发明涉及一种防冻型太阳能集热器，属于太阳能光热利用领域。
背景技术
在当前全球能源和气候变化危机的背景下，国务院提出了争取到2020年实现非化石能源占一次能源消费比重达到15％左右的宏伟战略。太阳能作为其中一种资源潜力巨大的可再生能源，将在我国清洁能源战略中扮演举足轻重的角色。其中太阳能光热利用由于具有“低投入、高回报、无污染”的明显特征，已经明确列入国务院2006年颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》，将对今后我国太阳能产业乃至能源整体供应的发展产生积极影响。
近些年，我国主动式太阳能采暖系统得到了很大程度的发展，除了太阳能空气集热器，水由于具有来源广泛、价格低廉、无污染、换热效率高等优势，成为应用最为广泛的一种换热介质。但是水在应用的过程中所需面临的主要难题是系统的防冻问题，尤其是我国北方地区在冬天遇到连续的阴天、下雪等天气时，系统一旦冻坏，会增加大量额外的维修成本，因此往往需要投入许多辅助能源，如电能等，进行伴热，来防止系统因温度过低而被冻坏，这样寻求各种有效的防冻技术就成为很长时期内针对太阳能光热利用领域研究的一个热点问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种集热和供热温度恒定，冬季可以防冻的太阳能集热器。
本发明的技术方案如下：
一种防冻型太阳能集热器，含有带保温材料的边框、上玻璃盖板、下背板、集热管、进水管和出水管；多根集热管平行布置在上玻璃盖板的下方，在每根集热管内部均设置换热管，集热管和换热管的横截面同心布置，其特征在于：在集热管和换热管之间的空间内填充有相变蓄热介质，并在换热管的外表面设有多个沿轴向布置的平板型翅片，每根换热管的两端分别与所述的进水管和出水管相连通。
本发明所述的集热管和换热管优选采用圆柱形。
本发明具有以下优点及突出性效果：一方面，由于集热管和换热管之间填充了相变蓄热介质，可以降低集热管外表面温度，从而提高集热效率；另一方面，只有当需要进行取热时，才往换热管内通水，取完热后立即将换热管内的水排空至建筑内部的水箱里，从而保证该集热器不被冻坏，同时由于相变介质可以保持恒定的放热温度，所以能够有效减小其供水温度的波动。本发明具有集热效率高、不怕冻、热损失小、结构简单以及易于市场化等优点，可应用于北方建筑采暖和生活热水供应系统。
附图说明
图1为本发明提供的防冻型太阳能集热器的结构示意图。
图2为图1的A-A剖面示意图。
图3为图2中集热管的内部结构放大示意图。
图中各部件表示：1-带保温材料的边框；2-上玻璃盖板；3-下背板；4-集热管；5-换热管；6-翅片；7-进水管；8-出水管；9-相变蓄热介质。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作原理、具体结构作进一步的说明。
图1为本发明提供的防冻型太阳能集热器的结构示意图，该装置包括带保温材料的边框1、上玻璃盖板2、下背板3、集热管4、换热管5、翅片6、进水管7和出水管8；多根集热管平行布置在上玻璃盖板2的下方，在每根集热管4内部均设置换热管5，集热管4和换热管5的横截面同心布置，在集热管4和换热管5之间的空间内填充有相变蓄热介质9，并在换热管5的外表面设有多个沿轴向布置的平板型翅片6；每根换热管5的两端分别与进水管7和出水管8相连通。集热管4和换热管5一般采用圆柱形，也可采用方形或其它形状的管。
相变蓄热介质可以为棕榈酸、硬脂酸等有机材料，也可以为Na2S2O3·5H2O、NaOAc·3H2O、NH4Al(SO4)·12H2O等无机材料。
本发明的原理和工作过程如下：该防冻型太阳能集热器在太阳光的照射下，集热管4表面的选择性吸收材料可以吸收太阳光的辐射热量，并向内传递给集热管4和换热管5之间的相变蓄热介质9储存起来。当建筑内需要提供生活热水或采暖热量时，从进水管7通入循环水，这部分循环水在流经换热管5的过程中，与相变蓄热介质9发生热交换而被加热，此时换热管5外部的平板型翅片6可以强化换热效果，最终被加热的循环水由出水管8被送至建筑内部。
一方面，由于集热管和换热管之间填充了相变蓄热介质9，可以降低集热管4外表面温度，从而提高集热效率；另一方面，只有当需要进行取热时，才往换热管5内通水，取完热后立即将换热管内的水排空至建筑内部的水箱里，从而保证集热管和换热管不被冻坏，同时由于相变介质9可以保持恒定的放热温度，所以能够有效减小其供水温度的波动。
本发明具有集热效率高，不怕冻，热损失小，结构简单，易市场化，可以广泛应用于北方建筑采暖和生活热水供应系统。

Claims (2)

1.一种防冻型太阳能集热器，含有带保温材料的边框(1)、上玻璃盖板(2)、下背板(3)、集热管(4)、进水管(7)和出水管(8)；多根集热管(4)平行布置在上玻璃盖板(2)的下方，在每根集热管(4)内部均设置换热管(5)，集热管(4)和换热管(5)的横截面同心布置，其特征在于：在集热管(4)和换热管(5)之间的空间内填充有相变蓄热介质(9)，并在换热管(5)的外表面设有多个沿轴向布置的平板型翅片(6)，每根换热管(5)的两端分别与所述的进水管(7)和出水管(8)相连通。
2.按照权利要求1所述的一种防冻型太阳能集热器，其特征在于：所述的集热管(4)和换热管(5)均为圆柱形。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103363690A (zh) * 2012-04-09 2013-10-23 北京兆阳能源技术有限公司 一种热容换热装置
CN103542553A (zh) * 2013-10-24 2014-01-29 镇江新梦溪能源科技有限公司 一种储热式太阳能热水器
CN103868250A (zh) * 2014-03-21 2014-06-18 苏州汇思阳光科技有限公司 一体式的平板太阳能热水器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2133807Y (zh) * 1992-09-02 1993-05-19 北京市海淀区兴海环科新技术开发部 蓄热式热管太阳能集热器件
CN1563848A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 华南理工大学 无水箱真空管蓄热式太阳能热水器
CN201191089Y (zh) * 2008-01-23 2009-02-04 姚新根 一种新型u形管式太阳能集热器
CN201363922Y (zh) * 2008-12-31 2009-12-16 丁建东 热管箱式太阳能集热器
CN202209800U (zh) * 2011-08-22 2012-05-02 清华大学 一种防冻型太阳能集热器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2133807Y (zh) * 1992-09-02 1993-05-19 北京市海淀区兴海环科新技术开发部 蓄热式热管太阳能集热器件
CN1563848A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 华南理工大学 无水箱真空管蓄热式太阳能热水器
CN201191089Y (zh) * 2008-01-23 2009-02-04 姚新根 一种新型u形管式太阳能集热器
CN201363922Y (zh) * 2008-12-31 2009-12-16 丁建东 热管箱式太阳能集热器
CN202209800U (zh) * 2011-08-22 2012-05-02 清华大学 一种防冻型太阳能集热器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103363690A (zh) * 2012-04-09 2013-10-23 北京兆阳能源技术有限公司 一种热容换热装置
CN103363690B (zh) * 2012-04-09 2015-10-28 北京兆阳光热技术有限公司 一种热容换热装置
CN103542553A (zh) * 2013-10-24 2014-01-29 镇江新梦溪能源科技有限公司 一种储热式太阳能热水器
CN103868250A (zh) * 2014-03-21 2014-06-18 苏州汇思阳光科技有限公司 一体式的平板太阳能热水器

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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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