CN103644655A - 太阳能聚光存储平板集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能聚光存储平板集热器。利用相变储能材料存储、利用太阳能。包括铝合金框，铝合金框的框边两面分别密封有钢化玻璃板，钢化玻璃板之间的空隙为真空，介质进口管和介质出口管的下部并联连通U形管，U形管下部包裹有感光管，感光管置于内层钢化玻璃板和反光板之间，感光管与U形管之间的空隙填充有固-液相变材料。本发明具有如下有益效果：通过光线垂直照射进入集热器，经直接照射和反光板反光，感光管四周均有阳光照射，使相变材料吸热变为液态，液态的相变材料与U形管内的介质产生热交换，介质循环将热量带走储存，达到能量储存的目的，提高了储能效率，并且节能环保，有利推广使用。

Description

太阳能聚光存储平板集热器
技术领域
 本发明涉及太阳能能量存储应用领域，具体涉及一种太阳能聚光存储平板集热器。
背景技术
近年来，当今社会能源短缺及环境污染成为我们所面临的重要难题。开发利用可再生能源对节能和环保具有重要的现实意义。
开发新能源提高能源利用率已成为工业发展的重要课题。因此，相变储能材料（phase change material）成为国内外能源利用和材料科学方面的研究热点，随着相变储能技术的成熟，利用相变储能材料存储能量的装置也日趋成熟，广泛应用于人们的日常生活的各个领域。
发明内容
基于上述技术背景，本发明提供一种太阳能聚光存储平板集热器，利用相变储能材料存储、利用太阳能。
本发明的技术方案是：太阳能聚光存储平板集热器，包括铝合金框，铝合金框的框边两面分别密封连接有外层钢化玻璃板，前端的外层钢化玻璃板内侧有内层钢化玻璃板，在外层钢化玻璃板和内层钢化玻璃板之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空；后端的外层钢化玻璃板内侧有反光板，在外层钢化玻璃板和反光板之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空，在内层钢化玻璃板和反光板之间，上部有密封隔板，密封隔板上面有沿厚度方向设置的两个管子，分别是介质进口管和介质出口管，管子为一端开口，另一端封闭结构，两个管子开口方向相反，两个管子平行等高排列，在两个管子下部并联连通若干平行排列的U形管，U形管穿过密封隔板的部分外侧包裹有感光管，感光管与密封隔板密封连接，感光管下部有盲板密封，U形管与密封隔板穿过处密封连接；
若干平行排列的U形管连同其外面包裹的感光管平行置于内层钢化玻璃板和反光板之间，感光管与U形管之间的空隙填充有固-液相变材料。
感光管截面呈椭圆形，感光管的椭圆形的长轴垂直于反光板平面，感光管与感光管之间的距离为其椭圆短轴的2倍。
感光管的椭圆形截面面积为U型管两个直管段面积之和的2～2.5倍之间。
感光板靠近感光管一侧表面由每个尺寸为0.15mm见方的聚光片组成，聚光片的设置角度原则是，光线照射到反光板，每个聚光片反射一束光线，组合的聚光片反射的光线均匀反射到感光管的椭圆形下半部，感光管的椭圆形上半部由光线直接照射。
内层钢化玻璃和铝合金框之间填充并密封有隔热材料，在反光板和铝合金框之间，填充并密封有隔热材料。
本发明具有如下有益效果：通过光线垂直照射进入集热器，经直接照射和反光板反光，感光管四周均有阳光照射，使相变材料吸热变为液态，液态的相变材料与U形管内的介质产生热交换，介质循环将热量带走储存，达到能量储存的目的，提高了储能效率，并且节能环保，有利推广使用。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是附图1的A-A剖面图；
附图3是附图1的B-B剖面图。
图中1-铝合金框，2-介质入口管，3-介质出口管，4-密封隔板，5-U形管，6-固-液相变材料，7-反光板，8-真空，9-外层钢化玻璃板，10-内层钢化玻璃板，11-感光管，12-隔热材料，13-光线，14-聚光片。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1结合图2、图3所示，太阳能聚光存储平板集热器，包括铝合金框1，铝合金框1的框边两面分别密封连接有外层钢化玻璃板9，前端的外层钢化玻璃板9内侧有内层钢化玻璃板10，在外层钢化玻璃板9和内层钢化玻璃板10之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空8；后端的外层钢化玻璃板9内侧有反光板7，在外层钢化玻璃板9和反光板7之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空8，在内层钢化玻璃板9和反光板7之间，上部有密封隔板4，密封隔板4上面有沿厚度方向设置的两个管子，分别是介质进口管2和介质出口管3，管子为一端开口，另一端封闭结构，两个管子开口方向相反，两个管子平行等高排列，在两个管子下部并联连通若干平行排列的U形管5，U形管5穿过密封隔板4的部分外侧包裹有感光管11，感光管11与密封隔板4密封连接，感光管11下部有盲板密封，U形管5与密封隔板4穿过处密封连接；
若干平行排列的U形管5连同其外面包裹的感光管11平行置于内层钢化玻璃板10和反光板7之间，感光管11与U形管5之间的空隙填充有固-液相变材料6。
将整个集热器按当地纬度和季节按阳光直射的角度安装，光线13垂直照射进入集热器，经直接照射和反光板反光，感光管11四周均有阳光照射，使相变材料吸热变为液态，液态的相变材料与U形管5内的介质产生热交换，介质循环将热量带走储存。
感光管11截面呈椭圆形，感光管11的椭圆形的长轴垂直于反光板7平面，感光管11与感光管11之间的距离为其椭圆短轴的2倍。
感光管11的椭圆形截面面积为U型管5两个直管段面积之和的2～2.5倍之间，也就是感光管11内的固-液相变材料6填充量为U型管5的1～1.5倍，试验证明，此容量比可以使得固-液相变材料6最大范围的发挥储能效率并且成本最小。
感光板7靠近感光管11一侧表面由每个尺寸为0.15mm见方的聚光片14组成，聚光片14的尺寸当然越小反射的光线效率越高，鉴于目前的技术和成本，上述尺寸为比较合理的，聚光片14的设置角度原则是，光线13照射到反光板7，每个聚光片14反射一束光线，组合的聚光片14反射的光线13均匀反射到感光管11的椭圆形下半部，感光管11的椭圆形上半部由光线13直接照射，经钢化玻璃进入的光线，经过直接照射和聚光片的反射，感光管整个表面均有光线照射，充分利用太阳能的能量，提高储能效率。
内层钢化玻璃10和铝合金框1之间填充并密封有隔热材料12，在反光板7和铝合金框1之间，填充并密封有隔热材料12，使得整个集热器隔热效果更好。

Claims (5)

1.一种太阳能聚光存储平板集热器，包括铝合金框(1)，其特征在于：铝合金框(1)的框边两面分别密封连接有外层钢化玻璃板(9)，前端的外层钢化玻璃板(9)内侧有内层钢化玻璃板(10)，在外层钢化玻璃板(9)和内层钢化玻璃板(10)之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空(8)；后端的外层钢化玻璃板(9)内侧有反光板(7)，在外层钢化玻璃板(9)和反光板(7)之间的空隙，将里面的空气抽出形成真空(8)，在内层钢化玻璃板(9)和反光板(7)之间，上部有密封隔板(4)，密封隔板(4)上面有沿厚度方向设置的两个管子，分别是介质进口管(2)和介质出口管(3)，管子为一端开口，另一端封闭结构，两个管子开口方向相反，两个管子平行等高排列，在两个管子下部并联连通若干平行排列的U形管(5)，U形管(5)穿过密封隔板(4)的部分外侧包裹有感光管(11)，感光管(11)与密封隔板(4)密封连接，感光管(11)下部有盲板密封，U形管(5)与密封隔板(4)穿过处密封连接；
若干平行排列的U形管(5)连同其外面包裹的感光管(11)平行置于内层钢化玻璃板(10)和反光板(7)之间，感光管(11)与U形管(5)之间的空隙填充有固-液相变材料(6)。
2.根据权利要求1所述的太阳能聚光存储平板集热器，其特征在于：感光管(11)截面呈椭圆形，感光管(11)的椭圆形的长轴垂直于反光板(7)平面，感光管(11)与感光管(11)之间的距离为其椭圆短轴的两倍。
3.根据权利要求2所述的太阳能聚光存储平板集热器，其特征在于：感光管(11)的椭圆形截面面积为U型管(5)两个直管段面积之和的二至二点五倍之间。
4.根据权利要求1所述的太阳能聚光存储平板集热器，其特征在于：感光板(7)靠近感光管(11)一侧表面由每个尺寸为0.15mm见方的聚光片(14)组成，聚光片(14)的设置角度原则是，光线(13)照射到反光板(7)，每个聚光片(14)反射一束光线，组合的聚光片(14)反射的光线(13)均匀反射到感光管(11)的椭圆形下半部，感光管(11)的椭圆形上半部由光线(13)直接照射。
5.根据权利要求1、2所述的太阳能聚光存储平板集热器，其特征在于：内层钢化玻璃(10)和铝合金框(1)之间填充并密封有隔热材料(12)，在反光板(7)和铝合金框(1)之间，填充并密封有隔热材料(12)。
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