[发明专利]一种变面积式相变套管太阳能平板集热器

说明书

一种变面积式相变套管太阳能平板集热器，包括边框，所述的边框内部设置有吸热板，吸热板的上侧密封设置有透明盖板，所述透明盖板位于所述边框的上端口处，吸热板的下侧设置有保温层，所述的吸热板上设置有流体管道，流体管道与相变管道采用同心套管，相变管道位于流体管道内侧。本发明解决平板集热器在高原地区强辐射、大温差、低气压等极端条件下存在集热器内流体温度波动频繁、幅度大，使得平板式太阳能集热器易产生冻裂、过热等损害问题，同时可减少集热管器内PCM接触热阻，降低吸热板温度，从而减少太阳能集热器向环境中的散热，提高热利用效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光热利用技术领域，特别涉及一种变面积式相变套管太阳能平板集热器。

背景技术

太阳能是取之不尽、用之不竭的无污染清洁能源，作为可再生能源在国家能源结构中占有重要位置，尤其在西部高原太阳能富集地区，利用太阳能进行供暖、热水等已成为常态。利用太阳能集热器对能流密度小、波动不连续的太阳能进行收集、存储、利用可有效提高太阳能利用的稳定性。现有太阳能集热器主要分为真空管(全玻璃真空管、U型管、热管式等)和平板式集热器，平板太阳能集热器由于其受照面积大、成本合理被大面积推广，近几年，尤其是大尺寸平板太阳能集热器被广泛应用于青藏高原太阳能供热工程中，高效大尺寸平板太阳能集热技术是未来太阳能供暖的主要技术和产品形式。

平板型太阳能集热器一般由透明盖板、金属吸热板、隔热层和外壳等几部分组成，当平板型太阳能集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出。在高原地区强辐射、大温差、低气压等复杂的极端动态环境条件，平板集热器存在频繁、温度波动幅度大，使得平板式太阳能集热器易产生冻裂、过热等损害问题。开发出适用于高原地区耐高温、耐冻太阳能平板集热器是太阳能热利用市场推广的关键所在。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种变面积式相变套管太阳能平板集热器，解决平板集热器在高原地区强辐射、大温差、低气压等极端条件下存在集热器内流体温度波动频繁、幅度大，使得平板式太阳能集热器易产生冻裂、过热等损害问题，同时可减少集热管器内PCM接触热阻，降低吸热板温度，从而减少太阳能集热器向环境中的散热，提高热利用效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种变面积式相变套管太阳能平板集热器，包括边框15，所述的边框15内部设置有吸热板14，吸热板14的上侧密封设置有透明盖板13，所述透明盖板13位于所述边框15的上端口处，吸热板14的下侧设置有保温层16，所述的吸热板14上设置有流体管道8，流体管道8与相变管道9采用同心套管，相变管道9位于流体管道8内侧。

所述的相变管道9内部填充为相变材料2。

所述的边框15侧下位置设置有流体进口21，同进口侧上部设置有流体出口20，所述的流体进口21和流体出口20分别与流体管道8相连通，流体管道8内流动流体1。

所述的相变管道9内设置有对称的圆柱11，圆柱11上套有旋转轴承4，旋转轴承4两侧分别焊接有一对夹片3，所述的圆柱11之间通过方柱10相接。

所述的相变管道9上焊接有用于限制夹片3最大张角的两对挡板7，所述的夹片3内部设置有弹簧6，通过弹簧6使得夹片可以进行张角大小调整，最大张角由挡板7限制为6°，夹片张角之间为相变材料相变过程产生的空穴19，通过夹片张角控制空穴体积，所述的隔膜5将每对夹片3、相变空穴19与相变材料隔开。

所述的相变管道9与流体管道8内设置有支架17和相变管支架18，所述的支架17和相变管支架18位于方柱10两侧，通过支架18将方柱与相变管进行连接，支架17将相变管道9与流体管道8进行连接，从而将内部结构进行固定，为保证一定结构强度，选择每0.5m的距离设置一组支架，所述的方柱10上开有方孔12。