CN211011975U - 一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器 - Google Patents
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Abstract
一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，属于太阳能热利用技术领域，由玻璃盖板、圆柱阵列、集热板、相变层、保温层、外壳、进风单元及出风单元构成，本实用新型利用圆柱阵列加剧气流扰动来强化夹层空气与集热板间的对流化热效果，从而提高集热效率，利用圆柱阵列与集热板下方包裹的复合相变材料储存富裕太阳能，既缓冲了集热板温升、减少散热损失，同时也为夜间供热提供了可能，从而在提高太阳能集热效率的同时实现了太阳能集热与蓄热的一体化及太阳能不连续时的持续供热。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能热利用技术领域，涉及一种太阳能空气集热器，具体的说是涉及一种集太阳能集热与蓄热功能于一体的相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器。
背景技术
能源是人类生存和发展的基础。在能源短缺的今天，可再生能源的开发与利用对于国民经济的发展和现代化生活水平的提高具有重要意义。太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源，以其取之不尽、使用方便、节能环保等特点而备受各国青睐。太阳能热利用作为太阳能利用的主要形式之一，因其用途广泛、使用方便、成本低等优势而在各行各业得到了广泛应用。
太阳能空气集热器作为太阳能热利用领域的一种重要集热装置，因其结构简单、成本低已广泛应用于建筑供热、粮食与工业干燥等领域。但是传统平板型太阳能空气集热器因空气与集热表板表面间换热系数低而集热效率低下，从而导致太阳能热利用率不高。此外，由于太阳辐射的间歇性，导致在没有安装额外蓄热装置时，无法满足连续供热要求。因此，有必要提出一种新型太阳能空气集热器，以解决传统平板型太阳能空气集热器集热效率低与太阳能不连续时的持续供热问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述传统平板型太阳能空气集热器集热效率低、无法满足连续供热要求，提出一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，可强化空气与集热板间的对流换热效果，既可缓冲集热板温升幅度、减少散热损失，又可在无太阳辐射时提供供热，可实现太阳能集热与蓄热的一体化及太阳能不连续时的持续供热。
本实用新型的技术方案：一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述集热器由盖板、圆柱阵列、集热板、相变层、保温层、外壳、进风单元及出风单元构成；所述圆柱阵列设置在盖板与集热板形成的空气夹层中，所述圆柱阵列插接固定于所述集热板上，所述相变层设置于集热板与保温层之间，所述保温层设置在集热器的四周及底部，并用外壳进行包裹，所述进风单元连接设置在集热器的下侧，所述进风单元由进风口、进风静压箱和进风通道组成，所述进风通道与空气夹层连接相通，所述出风单元设置于集热器的上侧，所述出风单元由出风口、出风静压箱和出风通道组成，所述出风通道与空气夹层连接相通。
所述玻璃盖板为表面具有自清洁涂层的高透光率浮法玻璃，玻璃盖板设置成单层或双层。
所述圆柱阵列是内部填充有相变材料的短圆柱体阵列而成，阵列形式为顺排或叉排。
所述集热板为表面喷涂有吸收性涂层的不锈钢板，且钢板表面进行抛光处理。
所述相变层为石蜡添加纳米金属粒子形成的复合相变材料层。
所述保温层由发泡橡塑制成，外壳由镀锌铁皮制成。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，由玻璃盖板、圆柱阵列、集热板、相变层、保温层、外壳、进风单元及出风单元构成，本实用新型利用圆柱阵列加剧气流扰动来强化夹层空气与集热板间的对流化热效果，从而提高集热效率，利用圆柱阵列与集热板下方包裹的复合相变材料储存富裕太阳能，既缓冲了集热板温升、减少散热损失，同时也为夜间供热提供了可能，从而在提高太阳能集热效率的同时实现了太阳能集热与蓄热的一体化及太阳能不连续时的持续供热。
附图说明
图1 是本实用新型侧视结构示意图。
图2 是本实用新型俯视结构示意图。
图中：盖板1、圆柱阵列2、集热板3、相变层4、保温层5、外壳6、进风单元7、进风口7-1、进风静压箱7-2、进风通道7-3、出风单元8、出风口8-1、出风静压箱8-2、出风通道8-3。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1-2所示，一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，由盖板1、圆柱阵列2、集热板3、相变层4、保温层5、外壳6、进风单元7及出风单元8构成；圆柱阵列2设置在盖板1与集热板3形成的空气夹层中，圆柱阵列2插接固定于集热板3上，相变层4设置于集热板3与保温层5之间，保温层5设置在集热器的四周及底部，并用外壳6进行包裹，进风单元7连接设置在集热器的下侧，进风单元7由进风口7-1、进风静压箱7-2和进风通道7-3组成，进风通道7-3与空气夹层连接相通，出风单元8设置于集热器的上侧，出风单元由出风口8-1、出风静压箱8-2和出风通道8-3组成，出风通道8-3与空气夹层连接相通。
如图1-2所示，一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，玻璃盖板1为表面具有自清洁涂层的高透光率浮法玻璃，玻璃盖板设置成单层或双层；圆柱阵列2是内部填充有相变材料的短圆柱体阵列而成，阵列形式为顺排或叉排；集热板3为表面喷涂有吸收性涂层的不锈钢板，且钢板表面进行抛光处理；相变层4为石蜡添加纳米金属粒子形成的复合相变材料层；保温层5由发泡橡塑制成，外壳6由镀锌铁皮制成。
如图1-2所示，一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器的工作原理如下：太阳辐射透过盖板1投射到集热板3上表面，集热板3温度升高；室外冷空气在动力装置作用下由进风单元7的进风口7-1进入进风静压箱7-2后，由进风通道7-3进入玻璃盖板1与集热板3间的空气夹层，冷空气在空气夹层中流动，与圆柱阵列2和集热板3接触换热，冷空气被加热温度升高；冷空气在流经圆柱阵列2时，气流被扰乱、对流换热增强；当太阳辐射较高、空气温度过高时，富裕太阳能被储存于圆柱阵列内填充的相变材料及集热板下方设置的相变材料中，然后升温后的热空气依次通过出口通道8-1、出口静压箱8-2及出风口8-3流出集热器，随即送入到用户端使用，集热板3所收集的太阳能热量一部分传递给空气夹层中流动的冷空气带给用户使用，多余部分则储存于圆柱阵列2内部及集热板3下方的相变材料，在保温层6的保温作用下，储存的热量可持续一定时间，待无太阳辐射时，空气继续在空气夹层中流动，此时储存于圆柱阵列2及集热板3下方相变材料中的热量释放出来与气流换热，被加热的空气再通过送风单元送入用户侧。
Claims (6)
1.一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述集热器由盖板(1)、圆柱阵列(2)、集热板(3)、相变层(4)、保温层(5)、外壳(6)、进风单元(7)及出风单元(8)构成；所述圆柱阵列(2)设置在盖板(1)与集热板(3)形成的空气夹层中，所述圆柱阵列(2)插接固定于所述集热板(3)上，所述相变层(4)设置于集热板(3)与保温层(5)之间，所述保温层(5)设置在集热器的四周及底部，并用外壳(6)进行包裹，所述进风单元(7)连接设置在集热器的下侧，所述进风单元(7)由进风口(7-1)、进风静压箱(7-2)和进风通道(7-3)组成，所述进风通道(7-3)与空气夹层连接相通，所述出风单元(8)设置于集热器的上侧，所述出风单元由出风口(8-1)、出风静压箱(8-2)和出风通道(8-3)组成，所述出风通道(8-3)与空气夹层连接相通。
2.根据权利要求1所述的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述盖板(1)为表面具有自清洁涂层的高透光率浮法玻璃，盖板设置成单层或双层。
3.根据权利要求1所述的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述圆柱阵列(2)是内部填充有相变材料的短圆柱体阵列而成，阵列形式为顺排或叉排。
4.根据权利要求1所述的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述集热板(3)为表面喷涂有吸收性涂层的不锈钢板，且钢板表面进行抛光处理。
5.根据权利要求1所述的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述相变层(4)为石蜡添加纳米金属粒子形成的复合相变材料层。
6.根据权利要求1所述的一种相变储能圆柱阵列式太阳能空气集热器，其特征在于：所述保温层(5)由发泡橡塑制成，外壳(6)由镀锌铁皮制成。
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN211011975U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114963592A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-08-30 | 西安交通大学 | 一种基于复合相变材料的太阳能光热转换与储热系统 |
| CN115395139A (zh) * | 2022-09-25 | 2022-11-25 | 青岛理工大学 | 一种电化学储能热管理系统及其控制方法 |
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2019
- 2019-10-30 CN CN201921838882.3U patent/CN211011975U/zh active Active
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