[发明专利]承压式太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，具体涉及一种承压式太阳能集热器。

背景技术

太阳能是取之不尽的能源，具有分布范围广泛，无需开采和运输等优点。太阳能热利用是太阳能利用的主要方式之一，对于保护人类生存条件和进行可持续发展都十分有利。太阳能热利用分为低温热利用、中温热利用和高温热利用，目前在中国，以太阳能热水器及集热器为主的低温热利用技术最成熟，转换效率较高、价格低廉，因而获得了较高的产业化程度。

随着太阳能低温热利用的不断发展壮大，真空集热管、太阳能集热器、热水系统等光热应用领域也在持续地进行着深入开拓，推动着技术及产业升级。

太阳能集热器作为光热利用的核心单元，一直以来受到开发者的密切重视。目前，按使用工况可分为两种，一种为非承压式太阳能集热器；另一种为承压式太阳能集热器。非承压式太阳能集热器以其工艺简单、成熟可靠、成本低廉亦得到了广泛的应用，特别适于集中集热大型工程热水领域。但由于该类系统完全开式运行，直接通过水循环换热，寒冷地区会消耗大量的辅助能源用于系统防冻，造成系统热效率偏低，系统可靠性也较差。承压式太阳能集热器在非承压式太阳能集热器的基础上较好地解决了其热效率低的问题。在承压式太阳能集热器的管道内，换热工质密闭承压运行，换热工质通常为防冻液，本身可实现系统防冻，同时系统承压运行中能实现更高的温度，更稳定的效率。这样就要求承压式太阳能集热器耐压好、结构强度高，使用可靠，为此，现在市场较多使用插入U型铜管或金属热管的真空集热管，还有少部分用铜管作流道的平板集热器。虽然上述结构保证了集热器的热性能和安全性能，但是因为使用了大量的贵金属材料，造成承压式太阳能集热器成本较高的问题，市场推广困难，目前在少量的户用热水系统有所应用，极少用于大型集中用热系统。

为了降低承压式太阳能集热器的成本，玻璃热管的使用被推向了市面。玻璃热管具有内部真空结构，且该内部真空结构灌装有传热工质，通过传热工质的相变，实现传热。玻璃热管主要用于普通的直插落水式太阳能热水器上，并已开始有规模地做成非承压式太阳能集热器，但是应用在承压式太阳能集热器中还是遇到了一些问题。由于承压式太阳能集热器的换热结构为用于保证换热效率的金属材料，而在使用过程中，玻璃热管制成的集热器需要与金属材料的换热结构进行接触传热，在该过程中玻璃热管容易破碎，所以不易在市场中推广使用。

发明内容

本发明提供了一种承压式太阳能集热器，能够有效保证玻璃热管与金属换热结构在使用过程中的结构完整。

本发明提供了一种承压式太阳能集热器，包括：

换热装置，其内部设有用于换热工质流过的换热管，该换热管内部置有换热工质，所述换热管设置有进液管和出液管；

集热装置，其包括多个玻璃热管，每个所述玻璃热管具有冷凝端，所述冷凝端置于所述换热装置内部并与所述换热管进行热量交换；

其中，所述换热装置进一步包括柔性换热套管，其设置在所述玻璃热管的冷凝端与所述换热管之间，并用于连接所述玻璃热管的冷凝端与所述换热管；

尾架，其中，所述玻璃热管具有尾托，所述尾托固定于所述尾架上。

在本发明的各实施例中，优选地，所述换热管具有扁平管状结构。

在本发明的各实施例中，优选地，所述换热管包括多个凸起，每个所述玻璃热管的冷凝端分别设置在所述多个凸起处，并被包裹在所述凸起的内部，所述玻璃热管的冷凝端通过所述柔性换热套管与所述凸起相连接。

在本发明的各实施例中，优选地，所述换热管具有微通道结构，该微通道结构在垂直于所述换热工质的流向方向上的截面具有多孔状结构。

在本发明的各实施例中，优选地，所述玻璃热管具有部分玻璃结构和部分金属结构；

和/或；

所述玻璃热管为全玻璃结构。

在本发明的各实施例中，优选地，所述柔性换热套管具有圆筒状结构，并完全包裹所述玻璃热管的冷凝端。

在本发明的各实施例中，优选地，所述柔性换热套管上设置有沿所述圆筒状结构的轴线方向延伸的缺口，该开口设置在所述柔性换热套管未与所述换热管接触的位置；

和/或，

所述柔性换热套管上设置有沿所述圆筒状结构的轴线方向延伸的凸部，该凸部向远离所述圆筒状结构的轴线方向凸出。

在本发明的各实施例中，优选地，所述换热装置进一步包括外壳，该外壳与所述换热管之间设置有保温层；

和/或；

所述玻璃热管的冷凝端与所述柔性换热套管之间设置有导热层。