CN101298942A - 一种平板型太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板型太阳能集热器，包含：集热板、固定设置在该集热板下方的导热流体通道。该集热器还包含：用于放置所述集热板和所述导热流体通道的密封的腔体，该腔体的面对所述集热板的壁面为透明，在所述的腔体内填充惰性气体。该太阳能集热器将开放式工作结构改为密封式工作结构，在腔体中填充惰性气体作为保温材料代替现有的固体保温材料，腔体内外的气压保持平衡，因此具有保温隔热、防低温辐射、防结露、防锈蚀、减小厚度等数项优点。

Description

一种平板型太阳能集热器

技术领域

本发明涉及一种平板型太阳能集热器。

背景技术

随着《可再生能源法》的实施，我国越来越重视对可再生能源的利用。平板型太阳能集热器具有集热效率高、可承压分体安装、外形美观、可作为建筑构件与建筑融合等优点，正在迅速占领国内的太阳能集热器市场。但是，现有技术中的平板型太阳能集热器尚存在如下不足之处：

1、保温性不佳导致热量损失较大。现有技术中的平板型太阳能集热器主要采用玻璃丝棉或聚氨酯作为保温材料，且对其边框的密封性基本不作额外处理。同时由于保温反射层与流体管道和集热膜的接触、流体管道集热膜的热辐射热对流等原因，集热器的保温性不佳，热量损失较大。

2、集热板内外的空气会因热呼吸而存在对流，发生受潮，造成腐蚀，影响使用寿命和使用效果。

3、厚度较大。由于固体保温层的存在，普通平板型太阳能集热器的厚度通常大于90毫米。在用于幕墙式或阳台式的场合下时，显得十分笨重。

发明内容

本发明的目的是提供一种保温性好、防锈蚀、厚度小的平板型太阳能集热器。

为达到上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种平板型太阳能集热器，包含：集热板、固定设置在该集热板下方的导热流体通道。该集热器还包含：用于放置所述集热板和所述导热流体通道的密封的腔体，该腔体的面对所述集热板的壁面为透明，在所述的腔体内填充惰性气体。

所述的惰性气体为氩气。所述的惰性气体的压强为0.9～1.05个大气压。所述腔体的所述透明的壁面与所述集热板之间的间隔距离为6～12毫米，所述腔体的和所述透明壁面相对侧的壁面与所述集热板之间的间隔距离为12～18毫米。

所述的腔体包含：平铺且相互平行设置的盖板和底板，所述的盖板为透明并与所述集热板相面对地设置；沿上下方向延伸且上下端部分别与所述盖板和所述底板相固定连接的边框，该边框在横向上围成封闭形状，所述边框包含：朝所述边框的内侧开口的用于容纳所述盖板的边缘部分的上凹槽、朝所述边框的内侧开口的用于容纳所述底板的边缘部分的下凹槽。所述的上凹槽与所述的盖板之间夹设有密封垫，该密封垫的材质为三元乙丙橡胶。所述的腔体包含：沿上下方向延伸的主框体、固定设置在该主框体上端部的上压条，所述主框体与所述上压条通过能相互嵌合的凹凸部相固定连接，所述主框体的上端部具备水平延伸的上表面，所述的上压条具备水平延伸且与所述主框体的上表面相对的下表面，所述上压条的下表面与所述主框体的上表面分别构成所述上凹槽的上下槽壁。所述的腔体包含：沿上下方向延伸的主框体、固定设置在该主框体下端部的下嵌条，所述主框体与所述下嵌条通过能相互嵌合的凹凸部相固定连接，所述主框体的下端部具备水平延伸的下表面，所述的下嵌条具备水平延伸且与所述主框体的下表面相对的上表面，所述主框体的下表面与所述下嵌条的上表面分别构成所述下凹槽的上下槽壁。在所述的主框体下表面与所述的下嵌条上表面上分别交错的设置有复数条凸起，所述底板的边缘部分为略带起伏的波浪形，当所述底板的边缘部分夹在所述主框体下表面和所述下嵌条上表面之间时，分别位于所述底板上方和下方的所述各凸起依次位于所述波浪形凹陷内。在所述的边框上开设有用于穿设所述导热流体通道的引出孔，在该引出孔与所述导热流体通道之间夹设有HTN尼龙材质的隔热套。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

将开放式工作结构改为密封式工作结构，形成密封的腔体，在腔体中填充惰性气体作为保温材料代替现有的固体保温材料，腔体内外的气压保持平衡，因此具有保温隔热、防低温辐射、防结露、防锈蚀、减小厚度等数项优点。在密闭空腔内充入惰性气体可减少90％因与外界空气互通造成的对流传导热损失，还可减少70％的低温辐射热损失。

附图说明

附图1为本发明的剖视示意图；

附图2为腔体的结构示意图；

附图3为边框的剖视图；

附图4为A处放大图；

附图5为B处放大图；

附图6为边框的立体图；

附图7为附图6的局部放大图。

其中：1、盖板；2、集热板；3、导热流体通道；31、隔热套；4、边框；41、上凹槽；42、下凹槽；43、密封垫；44、主框体；45、上压条；46、下嵌条；47、凸起；48、直角定位件；49、引出孔；5、底板；6、腔体。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

如附图1所示，根据本发明实施的平板型太阳能集热器由密封的腔体6、设置在该腔体6内的集热板2和导热流体通道3、填充在腔体6内起到隔热作用的惰性气体组成。

其中，惰性气体为1个大气压的氩气。惰性气体具有分子体积重量大、运动缓慢、对阳光没有过滤的特点，因此能减少由于对流传热造成的热量流失。从而能有效地降低集热器腔体6内的热传导作用。氩气在充入密闭空腔内之前须经过干燥，防止由于温度的降低而在集热器内产生凝露。

集热板2为在上表面镀有集热膜的铝板。导热流体通道3焊接在集热板2的下表面，安装时将导热流体通道3的两端部分别与外界的管道相连接，导热流体在管内流通。

如附图2所示，密封的腔体6由盖板1、底板5、边框4构成。

盖板1采用高透光性的超白玻璃制造，阳光能透过该盖板1射至集热板2的上表面，通过集热膜收集热量，并将热量传导至导热流体通道3内。

集热板2与底板5之间的距离为18毫米，透光盖板1与集热板2之间的距离为8毫米。该气体密闭空腔的厚度对隔热能力的影响最大，要提高间隔层的隔热能力，必须适当增大间隔层的厚度。理论与实践均证明，当间隔层厚度小于12mm时，间隔层内热量以传导传递为主，当间隔层厚度超过18mm时，对流传热开始逐步增大。因此合理的间隔层厚度应为12～18mm左右。但将上层空腔的厚度适当减小，使集热板2通过一定程度的热传导将热量传至盖板1上，能防止盖板1在冬天由于低温潮湿而结冰。将上下双层密封空腔的总厚度控制在50mm以内，大大减小了太阳能集热器的安装厚度，使其能作为幕墙或阳台构件安装使用。

如附图3所示，边框4由主框体44、固定设置在该主框体44上端部的上压条45、固定设置在该主框体44下端部的下嵌条46组成。、

其中，如附图4所示，上压条45与主框体44的上端部之间通过能相互嵌合的勾状部件向固定连接，并且上压条45的下表面与主框体44的上表面之间形成用于容纳盖板1的边缘部分的上凹槽41。盖板1的边缘部分插入上凹槽41中，并且在该板1和边框4之间夹有三元乙丙橡胶材质的密封垫43，使得盖板1不会直接与金属材质的边框相接触，从而避免了热量损失。

如附图5所示，下嵌条46嵌入在位于主框体44下端部的U字形凹槽内。并且下嵌条46的上表面与主框体44的下表面之间形成用于容纳底板5的边缘部分的下凹槽42。在下凹槽42的上下槽壁上分别交错的设置各3条凸起47，同时将底板5的边缘部分制成波浪形。当底板5被固定在下凹槽42内时，所述的各凸起47分别嵌入波浪形凹陷内，从而起到固定底板5防止滑移的作用，并具有良好的密封效果。

若在主框体44的内壁上设置用于固定集热板2的HTN尼龙材质的定位槽，则可起到更佳的隔热效果，防止集热板2与金属边框4直接接触。

如附图6所示，平板型太阳能集热器的整体形状为矩形，因此边框4需由构成四边的4个条形组件拼合而成。在矩形的四角上存在各个条形组件经45度拼合的缝隙，在此处增设直角定位件48，并分别与相邻的条形组件相点焊连接，电焊连接的连接点位于条形组件的内壁面的边缘处，以免影响产品外观。在边框4的所有拼合缝隙处均涂密封胶。图中的引出孔49用于穿设导热流体通道3，在引出孔49与导热流体通道3之间夹设密封套31，该密封套31用于实现导热流体通道3与边框4之间的密封与隔热。

在密封空腔内充入惰性气体之前，必须先对空腔的密闭性进行检测。在边框4的一侧铆接一根直径为4～5mm，长度为120mm的铜管，组装完成后利用该铜管采用真空泵抽气保压法检测集热器的密封性能。若密封性符合要求，则继续利用所述铜管充入氩气。最后将该铜管压扁密封，从充气设备卸下焊死并盘成小圆环以防碰撞。

最好在边框4和底5板的内表面上喷涂一层防辐射隔热涂料，用于提升集热板外表面的结露点。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (10)

1、一种平板型太阳能集热器，包含：集热板(2)、固定设置在该集热板(2)下方的导热流体通道(3)，其特征在于：该集热器还包含：用于放置所述集热板(2)和所述导热流体通道(3)的密封的腔体(6)，该腔体的面对所述集热板(2)的壁面为透明，在所述的腔体(6)内填充惰性气体。

2、根据权利要求1所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的惰性气体为氩气。

3、根据权利要求1所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的惰性气体的压强为0.9～1.05个大气压。

4、根据权利要求1所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述腔体(6)的所述透明的壁面与所述集热板(2)之间的间隔距离为6～12毫米，所述腔体(6)的和所述透明壁面相对侧的壁面与所述集热板(2)之间的间隔距离为12～18毫米。

5、根据权利要求1所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的腔体(6)包含：平铺且相互平行设置的盖板(1)和底板(5)，所述的盖板(1)为透明并与所述集热板(2)相面对地设置；沿上下方向延伸且上下端部分别与所述盖板(1)和所述底板(5)相固定连接的边框(4)，该边框(4)在横向上围成封闭形状，所述边框(4)包含：朝所述边框(4)的内侧开口的用于容纳所述盖板(1)的边缘部分的上凹槽(41)、朝所述边框(4)的内侧开口的用于容纳所述底板(5)的边缘部分的下凹槽(42)。

6、根据权利要求5所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的上凹槽(41)与所述的盖板(1)之间夹设有密封垫(43)，该密封垫(43)的材质为三元乙丙橡胶。

7、根据权利要求5所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的腔体(6)包含：沿上下方向延伸的主框体(44)、固定设置在该主框体(44)上端部的上压条(45)，所述主框体(44)与所述上压条(45)通过能相互嵌合的凹凸部相固定连接，

所述主框体(44)的上端部具备水平延伸的上表面，所述的上压条(45)具备水平延伸且与所述主框体(44)的上表面相对的下表面，所述上压条(45)的下表面与所述主框体(44)的上表面分别构成所述上凹槽(41)的上下槽壁。

8、根据权利要求5所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：所述的腔体(6)包含：沿上下方向延伸的主框体(44)、固定设置在该主框体(44)下端部的下嵌条(46)，所述主框体(44)与所述下嵌条(46)通过能相互嵌合的凹凸部相固定连接，

所述主框体(44)的下端部具备水平延伸的下表面，所述的下嵌条(46)具备水平延伸且与所述主框体(44)的下表面相对的上表面，所述主框体(44)的下表面与所述下嵌条(46)的上表面分别构成所述下凹槽(42)的上下槽壁。

9、根据权利要求8所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：在所述的主框体(44)下表面与所述的下嵌条(46)上表面上分别交错的设置有复数条凸起(47)，所述底板(5)的边缘部分为略带起伏的波浪形，当所述底板(5)的边缘部分夹在所述主框体(44)下表面和所述下嵌条(46)上表面之间时，分别位于所述底板(5)上方和下方的所述各凸起(47)依次位于所述波浪形凹陷内。

10、根据权利要求5所述的一种平板型太阳能集热器，其特征在于：在所述的边框(4)上开设有用于穿设所述导热流体通道(3)的引出孔(49)，在该引出孔(49)与所述导热流体通道(3)之间夹设有HTN尼龙材质的隔热套(31)。

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