[發(fā)明專利]一種無水箱平板式相變儲熱型太陽能熱利用裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110140960.4
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102168892A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程曉敏;何高;胡鐵錚;李元元;張時安;朱教群;周衛(wèi)兵
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F24J2/34
• 分類號: F24J2/34;F24J2/46;F24J2/50;F24J2/51
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無水箱平板式相變儲熱型太陽能熱利用裝置，該裝置應(yīng)用于中低溫太陽能熱利用領(lǐng)域，根據(jù)裝置內(nèi)工作介質(zhì)的不同，可以用于提供生活熱水、房屋采暖、農(nóng)產(chǎn)品干燥等。

背景技術(shù)

能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，可持續(xù)發(fā)展是全體人類共同的愿望與奮斗目標(biāo)。大力開發(fā)利用可再生能源是建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)最主要的政策措施，也是我國長期的能源發(fā)展戰(zhàn)略。在各種可再生能源中，太陽能以其獨具的儲量“無限性”、存在的普遍性和開發(fā)利用的清潔性而受到廣泛的關(guān)注。

在我國，太陽能資源非常豐富，太陽能年輻照總量大于5000MJ/m²、年日照量在2200h以上的地區(qū)約占我國國土總面積的2/3以上；全國年地表吸收的太陽能相當(dāng)于1.7萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于我國年消耗能源總量的1000多倍；尤其是我國西部地區(qū)，太陽能資源尤為豐富，具有良好的開發(fā)條件和應(yīng)用價值。

平板式太陽能熱利用裝置是中低溫太陽能熱利用的一種重要方式，主要有太陽能熱水器、太陽能空氣集熱器等，具有外形美觀、經(jīng)久耐用、安裝方便、與建筑易結(jié)合等優(yōu)點。現(xiàn)有的平板式太陽能熱利用裝置主要由透明蓋板、吸熱板、換熱管道和保溫殼體組成，其中平板式太陽能熱水器還配備有儲熱水箱。由于散熱面積較大和缺乏較好的改進(jìn)措施(目前以在雙層蓋板之間增加透明蜂窩結(jié)構(gòu)為主)，平板式的太陽能熱利用裝置存在熱損失大，集熱效率低的缺點，并且平板式太陽能空氣集熱器不具備儲熱的功能，陰雨、夜晚等情況下不能工作。平板式太陽能熱水器盡管采用水箱儲熱，但水的儲熱密度低，造成水箱的體積過大，安裝不方便，另外水容易在水箱內(nèi)結(jié)垢，長期使用對人健康不利，水還容易結(jié)冰，使裝置抗凍能力變差。

現(xiàn)有相關(guān)的發(fā)明或?qū)嵱眯滦?a title="鉆瓜專利網(wǎng)">專利。專利申請?zhí)枮镃N200510040068.3的發(fā)明專利其特征為在傳統(tǒng)平板式空氣集熱器的吸熱板與底板之間填充儲熱材料，V型吸熱板與相鄰壁面構(gòu)成空氣流道。該裝置內(nèi)不具備換熱管道，因此只能以空氣作為工作介質(zhì)。另外，封裝相變儲熱材料的金屬容器置于V型吸熱板下方，V型吸熱板與金屬容器以及空氣介質(zhì)和金屬容器的換熱面都不大。專利申請?zhí)枮镃N200520099985.4的實用新型其特征為可以放置于太陽能熱水器儲熱水箱中，封裝有相變儲熱材料圓形筒，并未涉及太陽能熱利用裝置的設(shè)計。專利申請?zhí)枮镃N03103084.X的發(fā)明專利，專利申請?zhí)枮镃N98233848.1、CN200320113612.9等的實用新型都雖與平板式太陽能熱水器有關(guān)，但均未考慮將相變儲熱材料應(yīng)用于其中。專利申請?zhí)枮镃N200420093163.0的實用新型其特征為一種具有蓄熱功能的平板式太陽能供暖(熱水)裝置，但其吸熱板為雙層真空采光板的一個鍍膜單面，吸熱板并不直接與相變儲熱材料相接觸；相變儲熱材料封裝于黑體蓄熱元件中，換熱管采用盤管結(jié)構(gòu)，換熱管與蓄熱元件之間通過導(dǎo)熱介質(zhì)來換熱，亦并非直接接觸換熱。周志剛、何梓年等對儲熱式的太陽能熱水器進(jìn)行了探討，但其集熱方式均采用真空管集熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無水箱平板式相變儲熱型太陽能熱利用裝置，該裝置具有安裝和連接方便、儲/換熱效率較高的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種無水箱平板式相變儲熱型太陽能熱利用裝置，其特征在于它包括金屬外殼1、金屬容器3、換熱管道5、熱電偶7、輔助加熱板9、雙層透明真空蓋板10；金屬外殼1的上端為開口端，金屬容器3位于金屬外殼1內(nèi)，金屬外殼1的上端與金屬容器3焊接固定，金屬容器3與金屬外殼1之間構(gòu)成密封的保溫腔，保溫腔內(nèi)填充有保溫材料2；金屬容器3和金屬外殼1的一側(cè)均開有進(jìn)口接頭孔、出口接頭孔、熱電偶的信號線孔、輔助加熱板的導(dǎo)線孔，進(jìn)口接頭6的內(nèi)端穿過金屬外殼1上的進(jìn)口接頭孔、金屬容器3上的進(jìn)口接頭孔后位于金屬容器3內(nèi)，進(jìn)口接頭6位于出口接頭8的上方，進(jìn)口接頭6分別與金屬容器3和金屬外殼1焊接固定，出口接頭8的內(nèi)端穿過金屬外殼1上的出口接頭孔、金屬容器3上的出口接頭孔后位于金屬容器3內(nèi)，出口接頭8分別與金屬容器3和金屬外殼1焊接固定；換熱管道5位于金屬容器3內(nèi)，換熱管道5布置成2-10層，換熱管道5的進(jìn)口端與進(jìn)口接頭6的內(nèi)端相連接，換熱管道5的出口端與出口接頭8的內(nèi)端相連接；金屬容器3內(nèi)設(shè)有熱電偶7、輔助加熱板9，熱電偶的信號線穿過金屬容器3和金屬外殼1上的信號線孔，輔助加熱板9的導(dǎo)線穿過金屬容器3和金屬外殼1上的導(dǎo)線孔；金屬容器3內(nèi)封裝有相變儲熱材料4，換熱管道5、熱電偶7、輔助加熱板9均埋設(shè)于相變儲熱材料之中；金屬容器3的上表面噴涂有選擇性吸收涂層11，雙層透明真空蓋板10蓋在金屬容器3上。

所述的選擇性吸收涂層的材料為黑鎳鉻。