CN102338474A

CN102338474A - 太阳能集热器

Info

Publication number: CN102338474A
Application number: CN2010102323396A
Authority: CN
Inventors: 谢英俊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2012-02-01
Also published as: WO2012006918A1; DE112011102377T5

Abstract

本发明是关于一种太阳能集热器，其从上至下依次包括第一绝热层、第一蓄热层、吸热层、第二绝热层和多个纵向板；多个纵向板和上述其它各个部件形成多个支撑间隔，并将前述其它各个部件连接成一整体。本发明应用绝热、蓄热、吸热、绝热方式收集太阳热能，具有构造精简、便于施工、结构强健的优点。

Description

太阳能集热器

技术领域

本发明涉及一种太阳能领域中应用的装置，特别是涉及一种太阳能集热器。

背景技术

石化能源即将枯竭，目前能源替代方案有水力、风力、地热、太阳能及其它等，其中以太阳能为世界各国公认的环保能源。但在太阳能光热利用系统中，其技术关键是如何高效率的收集太阳能，并将其转化为热能。太阳能集热器是最方便收集太阳热源的方式。用太阳能集热器将太阳能转化为热能，再通过该热能将水或其他介质加热，或将收集到的热能转化为其他形式的能量加以利用。例如，简单的平板型集热器就可以实现收集太阳能的目的。平板型集热器一般由一块金属板(铜、铝等)构成。朝太阳的一面处理成吸收系数大的黑色表面，以充分吸收太阳的辐射能。当水流过金属板背面时，金属板吸收的太阳能就把水加热。为了充分把收集的太阳热量传给介质，金属板朝太阳的一面，装上一层或多层玻璃或塑料板，背面和四周加保温设备，以减少热量损失，保持一定的加热温度。平板型集热器可用于加热水、咸水淡化、房屋采暖、干燥等。除平板型集热器外，还有聚光式集热器。聚光式集热器常用透镜、抛物面反射镜或多块平面反射聚光镜，作为获得能量密度较高的收集器，可以获得上千度的高温。

但是，现有的太阳能集热器生产工艺复杂，生产成本高，从而使其无法大量大面积使用。

有鉴于上述现有的太阳能集热器存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的太阳能集热器，能够改进一般现有的太阳能集热器，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的太阳能集热器存在的缺陷，而提供一种新型结构的太阳能集热器，所要解决的技术问题是通过对集热器结构设计的创新，使得集热器转换太阳能的效率更高，集热器的生产成本大为降低，生产工艺得到了简化，从而该新设计具有产业上的利用价值。

本发明的另一目的在于，提供一种太阳能集热器，所要解决的技术问题是藉由中空状的聚碳酸酯板可一体压出的生产特性，以及吸热层、蓄热层、绝热层可组合成具有不同功能层，使得该太阳能集热器将太阳辐射能转化为热能，并能将该热能吸收、蓄积和传导，同时很好的防止热能逸散，从而使得该太阳能集热器能更好的应用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种太阳能集热器，其依次包括第一绝热层、第一蓄热层、吸热层、第二绝热层和多个纵向板；所述多个纵向板和上述各个部件之间形成多个支撑间隔，并将上述各个部件连接形成一整体。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的太阳能集热器，其中所述的集热器在吸热层和第二绝热层之间还进一步包含第二蓄热层。

前述的太阳能集热器，其中所述的第一绝热层包括第一透光板和第二透光板，所述的第一蓄热层包括第二透光板和吸热板，所述的吸热板构成所述的吸热层，所述的第二蓄热层包括第四层板和所述的吸热板，所述的第二绝热层包括第四层板和第五层板；所述的第一绝热层和第二绝热层中为真空或填充有空气，所述的第一蓄热层和第二蓄热层之间填充有蓄热质，所述的蓄热质可以在支撑间隔内流动。

前述的太阳能集热器，其中所述的透光板由透光性能好、耐受紫外线的透明高分子材料制成，所述的吸热板、第四层板或第五层板由透光性能好、耐受紫外线的透明高分子材料或其它非透明的高分子材料制成。

前述的太阳能集热器，其中所述的高分子材料为聚碳酸酯。

前述的太阳能集热器，其中所述的蓄热质为水、热载体油或热媒。

前述的太阳能集热器，其中所述的蓄热质中进一步含有防冻剂和/或无机盐。

前述的太阳能集热器，其中构成吸热层的所述吸光板为深色板或薄膜，所述的深色包括但不限于黑色、棕色或深褐色。

前述的太阳能集热器，其中所述的蓄热质可以在所述的支撑间隔内流动。

前述的太阳能集热器，其中所述的吸热层进一步可由透光板和透光板上的涂层组成，所述的涂层包括深色涂料或吸热薄膜，所述的第二绝热层为多孔材料或热反射材料。

前述的太阳能集热器，其中所述的多孔材料选自泡沫塑料、矿物纤维或膨胀珍珠岩，所述的热反射材料为铝箔。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出的一种太阳能集热器，是指利用中空的聚碳酸酯板及绝热层整体紧密迭合，并以一次加工成型，其藉由第3层吸收层吸收太陽直接射入及漫射光线的热能，吸热层所吸收的热能经过热传导使得第2、第3层及第3、第4层聚碳酸酯板之间的蓄热质升温，第1、第2层及第4、第5层聚碳酸酯板间为空气

形成绝热作用减少热能逸散，从而使得水或其它的蓄热媒能够被加热升温达到收集太阳热能的功效。

借由上述技术方案，本发明太阳能集热器至少具有下列优点：

(1)吸热的设计：太阳光穿过第1、第2层透明聚碳酸酯板至第3层太阳热能吸收板，该太阳热能吸收板是由深色(如棕色、深褐色或黑色)聚碳酸酯直接一体压出，或进一步通过涂覆有深色涂料或吸热薄膜的透光板构成的吸热层形成太阳热能吸收板。

(2)蓄热的设计：该设计是在第2层、第3层以及第3层、第4层聚碳酸酯板间的水或蓄热媒吸收第3层太阳热能吸收板吸收的热能，由于其上下设有第一绝热层和第二绝热层，从而防止了热能的流失，使得水或蓄热媒升温蓄积热能。

(3)绝热的设计：第一绝热层A为第1层、第2层聚碳酸酯板间形成的空气层，该空气层能够形成绝热作用，使得热能损失减少。第二绝热层D为第4层、第5层聚碳酸酯板间形成的空气层，该空气层能够形成绝热作用，使得热能损失减少。

(4)本发明太阳能集热器还具有以下优点，即该集热器结构简单，便于生产和施工，可以一体成型。同时，该集热器结构稳定，生产、使用和维护的成本大大降低。

综上所述，本发明特殊结构的太阳能集热器，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在产品的结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的太阳能集热器具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明一实施例的剖面示意图。

图2为图1所示实施例的立体外观图。

图3为本发明另一实施例的的剖面示意图。

图4为图3所示实施例的立体外观图。

其中，上述图中主要组件符号说明如下：

1：第1层聚碳酸酯板 2：第2层聚碳酸酯板 3：第3层聚碳酸酯板

4：第4层聚碳酸酯板 5：第5层聚碳酸酯板 6：纵向聚碳酸酯板

A：第一绝热层 B：第一蓄热层 C：第二蓄热层

D：第二绝热层 E：深色涂料或吸热薄膜

F：多孔绝热层

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的太阳能集热器其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在本发明的优选实施例中，其提到的第1层聚碳酸酯板1、第2层聚碳酸酯板2、第3层聚碳酸酯板3、第4层聚碳酸酯板4、第5层聚碳酸酯板5和纵向聚碳酸酯板6对应于第一透光板、第二透光板、吸热层、第三层板、第四层板和纵向板。

如图2所示，为本发明一实施例的立体外观图：经由数纵向聚碳酸酯板6支撑形成数层间隔(A、B、C、D)，上半部位第一绝热层A及下半部位第二绝热层D中分别导入空气，并充满其中，中央部位第一蓄热层B和第二蓄热层C则导入水、热载体油或热媒，并流贯于内。

如图1所示，为依据图2的剖面示意图：该收集器的第1、第2层聚碳酸酯板形成的第一绝热层A之间填充有空气，第2、第3、第4层聚碳酸酯板形成的第一蓄热层B和第二蓄热层C之间填充有水或蓄热媒，第4层聚碳酸酯板与第5层聚碳酸酯板形成的第二绝热层D之间填充有空气，将前述各层依序迭置并容设数纵向聚碳酸酯板6支撑为数道间隔，藉此将上述整体紧密迭合以一次压出加工制得；该第2、第3、第4层聚碳酸酯板之间的水或蓄热媒因受热升温而蓄积热能；该第1、第2层聚碳酸酯板为透明状，以便于太阳光能够照射进入；该第3层聚碳酸酯板为黑色以形成一太阳热能吸收板，以便于吸收直接射入及漫射的光线。

如图4所示，其为本发明实施另一实施例的立体外观图：经由多个纵向聚碳酸酯板6支撑形成数层间隔(A、B)，上半部位第一绝热层A内填充有空气，并充满其中，第二蓄热层B则导入水，并流贯于内，其下的第二绝热层F为多孔材料或热反射材料。

如图3所示，其为依据图4的剖面示意图：该集热器的第1层、第2层、第3层聚碳酸酯板为透明状的聚碳酸酯材质，在第1、第2层聚碳酸酯板之间形成的第一绝热层A内填充有空气，第2、第3层聚碳酸酯板之间形成的第一蓄热层B内填充有水或蓄热媒，第3层透明聚碳酸酯板其本身涂覆有黑色涂装层或吸热薄膜E，太阳光照射方向是由外往本发明内部照射，因此太阳光在穿过第1、第2层、第3层聚碳酸酯板后，再照射至太阳热能吸收板E，故该太阳热能吸收板E能够吸收直接射入及漫射的光线而升温，再经热传递至第2、第3层聚碳酸酯板之间的水或蓄热媒经升温蓄积热能。

第1、第2层透明聚碳酸酯板之间形成的第一绝热层A填充的空气层或真空层所形成的绝热作用能减少热能损失；

此外，黑色涂装层或薄膜E以下的绝热层F具有能够令热能逸散的现象被消除；将前述各层依序迭置并容设数纵向聚碳酸酯板6支撑形成数道间隔，该间隔内根据功能区域的不同分别填充空气以绝热，或填充水或蓄热媒以吸热和传导热能；藉此将上述整体紧密迭合，以一次压出加工制得本发明。

该第2、第3层聚碳酸酯板之间的水或蓄热媒，可因太阳热能吸收板E吸收太阳热能升温，进而经由热传递使水受热升温而蓄积热能。

该第1、第2层聚碳酸酯板为透明状，以便于太阳光能够照射进入本发明中。

该第3层透明聚碳酸酯板紧密涂覆有黑色涂装层或薄膜的太阳热能吸收板E，以便于吸收直接射入及漫射的光线。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种太阳能集热器，其特征在于该集热器依次包括第一绝热层、第一蓄热层、吸热层、第二绝热层和多个纵向板；所述多个纵向板和上述各个部件之间形成多个支撑间隔，并将上述各个部件连接形成一整体。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述的集热器在吸热层和第二绝热层之间还进一步包含第二蓄热层。

3.根据权利要求1或2所述的太阳能集热器，其中所述的第一绝热层包括第一透光板和第二透光板，所述的第一蓄热层包括第二透光板和吸热板，所述的吸热板构成所述的吸热层，所述的第二蓄热层包括第四层板和所述的吸热板，所述的第二绝热层包括第四层板和第五层板；所述的第一绝热层和第二绝热层中为真空或填充有空气，所述的第一蓄热层和第二蓄热层之间填充有蓄热质，所述的蓄热质可以在支撑间隔内流动。

4.根据权利要求3所述的太阳能集热器，其中所述的透光板由透光性能好、耐受紫外线的透明高分子材料制成，所述的吸热板、第四层板或第五层板由透光性能好、耐受紫外线的透明高分子材料或其它非透明的高分子材料制成。

5.根据权利要求4所述的太阳能集热器，其中所述的高分子材料为聚碳酸酯。

6.根据权利要求3所述的太阳能集热器，其中所述的蓄热质为水、热载体油或热媒。

7.根据权利要求3所述的太阳能集热器，其中所述的蓄热质中进一步含有防冻剂和/或无机盐。

8.根据权利要求1或2所述的太阳能集热器，其中构成吸热层的所述吸光板为深色板或薄膜。

9.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其中所述的吸热层由透光板和透光板上的涂层组成，所述的涂层包括深色涂料或吸热薄膜，所述的第二绝热层为多孔材料或热反射材料。

10.根据权利要求9所述的太阳能集热器，其中所述的多孔材料选自泡沫塑料、矿物纤维或膨胀珍珠岩，所述的热反射材料为铝箔。