CN101825348A - 聚焦平板太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种聚焦平板太阳能集热器，属于平板太阳能集热器领域，包括吸热板芯，所述吸热板芯的上方安装有由若干块菲涅尔透镜组成的透明盖板。本发明聚焦平板太阳能集热器，集热效率高，吸热快，热量损失小，保温性能好，体积小。

Description

聚焦平板太阳能集热器
技术领域
本发明公开一种聚焦平板太阳能集热器，属于平板太阳能集热器领域。
背景技术
平板型太阳能集热器主要有吸热板芯、透明盖板、隔热保温层和外壳等几部分组成。按进入采光口的太阳辐射是否改变方向，太阳能集热器可分为聚光型集热器、非聚光型集热器。
当平板型太阳能集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收并转化成热能，然后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质的温度升高，作为集热器的有用能量输出；与此同时，温度升高后的吸热板不可避免的要通过传导、对流和辐射等方式向四周散热，成为集热器的热量损失。
目前，平板型太阳能集热器大都是采用透明钢化玻璃作为透光盖板，而且都是非聚光型的。这种的非聚光型集热器与聚光型的集热器相比，具有以下几个缺点：
1.太阳能利用率不高，热量不集中，损失较大。
2.安装面积较大，且安装不够简便。
3.有色金属用料较多，成本较高。
发明内容
为了解决上述集热器所存在的缺点，本发明提供了一种集热效率高，吸热快，安装面积小的聚焦平板太阳能集热器。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种聚焦平板太阳能集热器，包括吸热板芯，所述吸热板芯的上方安装有由若干块菲涅尔透镜组成的透明盖板。采用菲涅尔透镜代替普通透明钢化玻璃作为集热器的透明盖板，太阳光经过菲涅尔透镜后，光线被聚集起来，使热能集中在吸热板芯的铜管附近，减少散热面积，从而提高热量的吸收率。
所述透明盖板由60块、尺寸均为120mm×120mm×3.5mm的菲涅尔透镜所组成。
所述吸热板芯包括集热水管和与其焊接在一起并涂有吸热涂层的铝板。涂覆有吸热涂层的铝板结构设计，是平板太阳能集热器的现有技术，在此不多作赘述。
所述吸热板芯的底部及周边安装有酚醛泡沫复合板，透明盖板置于吸热板芯周边酚醛泡沫复合板的上端面。酚醛泡沫复合板的设置，使本发明的保温效果更佳，进一步提高了热交换效率。
所述酚醛泡沫复合板的外壁安装有壳体。
所述壳体包括铝合金边框和玻璃压条，其中玻璃压条紧压在透明盖板的上端面。
所述集热水管为蛇形管式集热水管，且该蛇形管式集热水管的各相邻两根铜管之间呈喇叭口的形状。如此设计，有利于传热介质在铜管内的流动，减少流体阻力可以减少热量损失，从而提高热交换效率和热交换速度。具体来说，在流体力学中，流体阻力指流体流过导管中所遇到的阻力。根据流体在管道流动的热力学原理可知，蛇形弯管弯头做成喇叭口的形状能减少流体阻力；伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒，根据伯努利方程可知，在重力场中，其他条件不变的情况下，流体阻力越小，损失的机械能就越小，流体在管道中的流速就越大；因此，蛇形弯管弯头做成喇叭口的形状，更加有利于传热介质在铜管内的流动，减少流体阻力可以减少热量损失，从而提高了热交换效率和热交换速度。
本发明聚焦平板太阳能集热器，集热效率高，吸热快，热量损失小，保温性能好，体积小，尺寸可以做到1250mm×800mm×100mm。
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图；
图2为图1的A向俯视示意图；
图3为菲涅尔透镜的结构示意图；
图4为图3的俯视示意图；
图5为本发明的菲涅尔透镜透射原理图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示，本发明聚焦平板太阳能集热器，包括吸热板芯，吸热板芯的上方安装有由60块、尺寸均为120mm×120mm×3.5mm的菲涅尔透镜21组成的透明盖板2，且各菲涅尔透镜21之间共同形成一个整体。
吸热板芯包括集热水管4和与其焊接在一起并涂有吸热涂层的铝板5。吸热板芯的底部及周边安装有酚醛泡沫复合板3，透明盖板2置于吸热板芯周边酚醛泡沫复合板3的上端面。酚醛泡沫复合板3的外壁安装有壳体。壳体包括铝合金边框1和玻璃压条8，其中玻璃压条8紧压在透明盖板2的上端面。
集热水管4为蛇形管式集热水管，且该蛇形管式集热水管的各相邻两根铜管41之间呈喇叭口的形状。
如图5所示，太阳能经过菲涅尔透镜21后被聚集在涂有吸热涂层的铝板5上，光斑呈一条线分布在集热水管4的周围。
冷介质从进水口6进入，热介质从出水口7出来。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种聚焦平板太阳能集热器，包括吸热板芯，其特征在于：所述吸热板芯的上方安装有由若干块菲涅尔透镜组成的透明盖板。
2.如权利要求1所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述透明盖板由60块、尺寸均为120mm×120mm×3.5mm的菲涅尔透镜所组成。
3.如权利要求1或2所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述吸热板芯包括集热水管和与其焊接在一起并涂有吸热涂层的铝板。
4.如权利要求3所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述吸热板芯的底部及周边安装有酚醛泡沫复合板，透明盖板置于吸热板芯周边酚醛泡沫复合板的上端面。
5.如权利要求4所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述酚醛泡沫复合板的外壁安装有壳体。
6.如权利要求5所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述壳体包括铝合金边框和玻璃压条，其中玻璃压条紧压在透明盖板的上端面。
7.如权利要求3所述的聚焦平板太阳能集热器，其特征在于：所述集热水管为蛇形管式集热水管，且该蛇形管式集热水管的各相邻两根铜管之间呈喇叭口的形状。
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