抗冻太阳能平板集热器及其设计方法

摘要

抗冻太阳能平板集热器及其设计方法，其设计方法的主要特征是通过当地气象资料，确定相变蓄能材料的厚度。该抗冻太阳能平板集热器，相变蓄能板整齐紧密的排列在吸热板与保温层之间；相变蓄能板内部沿长度方向设有挡板；在集热器出口处相变蓄能板的上下表面分别添加了温度传感器，及温度控制器。当吸热板的温度降低到相变蓄能材料相变温度时，相变蓄能板内的蓄能材料发生相变，释放潜热阻止温度继续降低，达到抗冻功能。若遇到极端天气时，可利用温度控制器启动泵，进行强迫循环防冻。本发明防冻装置结构简单，安全可靠，且热损失低，可以有效的防止太阳能平板集热器因结冰而造成的损坏。

主权项

抗冻太阳能平板集热器装置，其结构从上到下依次设有玻璃盖板（1），吸热板（2），相变蓄能板（3），保温层（4），壳体（5），及第一温度传感器（8）、第二温度传感器（9）、温度控制器（10），其特征在于，所述相变蓄能板（3）内相变蓄能材料的相变温度在4—8℃之间，相变潜热高于80kJ/kg；相变蓄能板（3）内部沿长度方向设有挡板（13）；相变蓄能板（3）整齐紧密的排列在吸热板（2）与保温层（4）之间；相变蓄能材料的厚度由下式确定：；式中d为相变蓄能材料厚度，单位为cm；ρ为相变蓄能材料密度，单位为g/cm³；c_l为液相比热容，单位为J/(g·℃)；c_s为固相比热容，单位为J/(g·℃)；T_m为相变温度，单位为℃；L为相变潜热，单位为J/g；U为集热器总热损系数，单位为W/(cm²·℃)；T₀为集热器初始温度，单位为℃，可取10‑30℃，T_t为允许的最低温度，单位为℃，其取值高于2℃，低于T_m相变蓄能材料相变温度，单位为℃；t₀为设计抗冻时长，单位为s；T_a0为设计抗冻时长内环境温度平均值，单位为℃。