[實用新型]帶有相變式熱量收集的太陽能系統

有效

• 申請號: 201420136261.1
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN204141867U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 龐怡
• 申請（專利權）人: 龐怡
• 主分類號: F24J2/30
• 分類號: F24J2/30
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本實用新型屬于太陽能技術領域，更具體地涉及一種帶有相變式熱量收集的太陽能系統。

背景技術

隨著人民生活水平的不斷提高，?太陽能利用特別是熱利用是新能源和可再生能源中商業化程度最高、應用最普遍的技術之一，?它的利用所帶來的節能和環保效益是巨大的,?我國的太陽能熱水器產業初步形成于20?世紀80年代后期，現在我國擁有太陽能熱水器的家庭數量多?，總擁有量占世界總量的1/?4，?已被國際公認是太陽能熱水器生產總量最多、潛在市場最大的國家。現在傳統的太陽能熱水器的熱傳遞是通過工質（水）循環的,?通過自然對流或強制循環來達到將熱量從太陽能收集器傳遞到儲熱水箱。?但自然對流效果差，而強制循環需要水泵和控制器，并需要耗電。

當前的太陽能光伏組件的轉換效率相對偏低（15~20%），大部分光能變成熱，因此有熱利用的空間。但為了不使光伏電池的溫度太高而影響效率，組件和水箱的高效熱傳導尤其重要。

相變導熱可以大大提高熱傳導的效率。一方面工質相變所吸收或釋放的熱量大大高于由工質溫度變化所攜帶的熱量（例如1克水的汽化熱為539卡，而水升溫一度只有1卡），另一方面汽化的工質其管道內的流動速度非常快，可接近聲速，并且不需要外力（如水泵）的推動。

專利CN?101915464?A公開了一種相變蓄熱太陽能熱水器，它描述了兩個相變過程，一是相變蓄熱（本實用新型不涉及），二是相變導熱。它所描述的相變導熱的方法會存在兩個嚴重的實際問題。一方面是太陽能收集器內的工質液面位置引起的相變與堵塞的矛盾；另一方面是由不凝氣體引起的堵塞問題。太陽能收集器內的工質液面太低則發生相變的面積過小，導致吸熱效率差，還會使上部溫度過高；而液面太高則會使工質液體流入上部的汽管而造成堵塞。在系統的實際應用中，通常會有不凝氣體，不凝氣體也會阻礙管道的暢通。而專利CN?101915464?A并沒有提到這個問題或提出解決方案。

實用新型內容

1、本實用新型的目的。

本實用新型為了解決現有技術中自然循環熱傳導性能不佳，以及強制循環需要水泵等附加設備和消耗電能的問題，而提出的一種帶有相變式熱量收集的太陽能系統，它進一步解決了太陽能收集器內的工質液面位置引起的相變與杜塞的矛盾和由不凝氣體引起的杜塞問題。

2、本實用新型所采用的技術方案。

帶有相變式熱量收集的太陽能系統，由太陽能收集器（101）和帶有熱交換的水箱（102）組成，太陽能收集器（101）包括太陽能收集面板（7）以及與之相連的多條縱向管道，并且與縱向管道上部的兩條平行水平管道相通，兩條水平管道分別為液管（1）和汽管（2），太陽能收集器（101）上的縱向管道底部連通一個水平底部液管（6），汽管（2）和液管（1）分別引入帶有熱交換的水箱（102）中，其中汽管（2）與帶有熱交換的水箱（102）內部的盤管（4）上端口連通，液管（1）與盤管（4）下端口連通，管道內有可發生相變的傳熱工質。

在一具體的實施例中，在太陽能收集面板上有太陽能吸收涂層，將光能轉換為熱能并傳遞給與其相連的縱向和水平管道。

在另一具體的實施例中，在太陽能收集面板上有太陽能電池，將光能同時轉換為電能和熱能，并將熱能傳遞給與其相連的縱向和水平管道。

在另一具體的實施例中，所述的縱向管道上部的兩條平行水平管道分別為液管（1）和汽管，汽管（2）在液管（1）之上。

圖中所畫的太陽能收集面板的區域不包含上部汽管2和底部液管1,但也可以包含這兩條管并與其相連。

所述盤管（4）的頂部連通一用于收集不凝氣體的不凝氣室（5）。在一具體的實施例中，不凝氣室（5）頂端和底部成弧狀。

在另一具體的實施例中，所述的不凝氣室（5）為圓形或橢圓形。

在另一具體的實施例中，一個以上的太陽能收集器（101）通過頂部的液管（1）和汽管（2）和底部液管（6）連接。

在另一具體的實施例中，在太陽能收集器（101）的縱向管道外側安裝一條縱向旁流管（3），連接頂部的汽管（2）和底部的液管（1）。

3、本實用新型的有益效果。

（1）通過本實用新型的設計，可以非常高效地將熱量從太陽能收集器傳遞到儲熱水箱，并可省去水泵及其附加控制設備，而且不需要消耗電能；

（2）本實用新型的上部兩條平行管道（汽管和液管）的設計可以解決太陽能收集器內的工質液面位置引起的相變效率與堵塞的矛盾；

（3）本實用新型的旁流管的設置可以排除液體工質堵塞汽管的問題；