[发明专利]真空集热元件通过罩玻管可控散热的方法及器件

说明书

技术领域

本发明涉及真空集热元件通过罩玻管可控散热的方法及器件。

背景技术

随着太阳能热利用产品产业实践的充分展开，需要具有空晒保护功能的太阳能真空集热元件。

发明内容

本发明的目的是要提供真空集热元件通过罩玻管可控散热的方法及器件。

本发明解决其技术问题所采取的方法：通过在集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道，对集热元件进行空晒保护；可控传热通道由驱动件和置于罩玻管内的活动传热件构成。

本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之一：在真空集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道构成一个通过罩玻管可控散热的真空集热元件。可控传热通道由活动传热件和与吸收体低热阻连接的热力换能驱动件组成。

本发明根据上述方法解决其技术问题所采取的技术方案之二：在集热元件吸收体和罩玻管之间设置可控传热通道构成一个通过罩玻管可控散热的真空集热元件。可控传热通道由顺磁材料活动传热件和传动磁排组成。磁力传动件包括采用永磁材料和电磁铁。

本发明的有益效果包括：可控传热通道置于真空隔热层中不改变对现有集热元件的使用要求和习惯。采用热力驱动件可以集温控系统的检测、比较和执行环节于一体并且无需外部能源供应，结构紧凑、工作可靠。驱动件置于集热元件外方便调整空晒保护系统的工作点，还可以进行远动控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一个热力驱动的空晒保护全玻璃热管真空集热管结构示图。

图2是一个外置驱动的空晒保护蓄热式真空集热元件结构示图。

图3是一个外置电磁驱动的空晒保护真空集热元件结构示图。

图4是一个工作点可调热力驱动的空晒保护蓄热式真空集热元件结构示图。

图5是另一个工作点可调热力驱动的空晒保护蓄热式真空集热元件结构示图。

图中1.吸收体；2.罩玻管；3.活动传热件；4.驱动件；5.垫片；6.传动磁排；7.磁块；8.蓄热体；9.换热器；10.滑道；11.传动杆；12.内磁体；13.电磁铁；14.控制器；15.冷端；16.外磁体；17.丝杆；18.传热件；19.缩颈段；20.绝热件。

具体实施方式

图1实施例，在吸收体1和罩玻管2之间设置活动传热件3和一个与吸收体1低热阻连接的双金属片热力换能驱动件4组成一个可控传热通道。热力换能驱动件利用热能做功，包括双金属片、记忆合金和膜盒(又称弹性元件)驱动件，简称热力驱动件。

图1中，驱动件4两端各与两片“L”型活动传热件3连接。活动传热件3与吸收体1之间衬有垫片5。驱动件4及垫片5可用金属丝或卡簧固定于吸收体1上。

阳光透过罩玻管2照到吸收体1上变为热能。正常集热/空晒保护时，驱动件4和活动传热件3的状态如虚线/实线示：驱动件4呈弯曲/平直状态使活动传热件3脱离/接触罩玻管2，这时吸收体1与罩玻管2之间处于高/低热阻状态。

图1实施例空晒保护时，通过罩玻管2散发的热能

Q＝K×S×Δ℃    ……①

式①中，K为传热系数。风速3米/秒时K值取20千卡/m²/时。S为散热物体表面积；对1.8米Φ58集热管，每组散热点面积取0.007m²。Δ℃为散热物体表面温度与环境温度之差。在环境温度50℃、空晒保护温度105℃时，Δ℃取40℃(整个散热面平均值)。将K、S和Δ℃代入式①，得Q＝5.6大卡/时。通常需要多组活动传热件进行空晒保护。

采用活动传热件与罩玻管的接触面有个小倾角和采用弹性活动传热件的设计，可以使传热面积与驱动件对活动传热件的驱动力成正比。空晒保护效果更好。

图1实施例中，可省略活动传热件而用双金属片驱动件4兼作活动传热件组成可控传热通道。这时，双金属片驱动件4应设计成受热上翘。

图2实施例，用若干采用顺磁材料制造的活动传热件3、一个置于罩玻管2外的传动磁排6，组成一个可控传热通道。传动磁排6受约束可沿其轴心线作往复直线运动，其上设置有多个磁块7用于同时驱动多处活动传热件3。

阳光透过罩玻管2照到吸收体1上变为热能，使蓄热体8温度上升。热能可通过换热器9取出。需要/不需要空晒保护时，采用电动、气动等方式令传动磁排6右移/左移带动各磁块7靠近/远离各活动传热件3并使活动传热件3的自由端受吸上翘/复位下垂与罩玻管2接触/脱离，传动磁排6上各磁块7和活动传热件3处于图中实线/虚线位置。吸收体1与罩玻管2之间处于低/高热阻状态。