CN102721192A - 一种太阳能中空平板集热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能中空平板集热器，属于机械技术领域。它解决了现有太阳能中空平板集热器结构复杂和生产成本较高等问题。本太阳能中空平板集热器包括透光玻璃、集热板和热交换管，它还包括呈框架状的框体，透光玻璃的数量为两块：面层玻璃、底层玻璃，且面层玻璃和底层玻璃分别固联在框体的两端口处，框体与两块透光玻璃之间形成集热腔，集热板和热交换管均位于集热腔内，底层玻璃能将面层玻璃处的光反射至集热板处。本太阳能中空平板集热器具有结构简单和集热效果好等优点。

Description

一种太阳能中空平板集热器
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种太阳能中空平板集热器。
背景技术
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为我国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。太阳能利用技术日趋成熟，尤其在太阳能集热器的开发方面，许多国家都有专项投入到研究中。目前在我国，太阳能集热器广泛应用于适用于宾馆、学校、部队、医院、厂矿企业、民用住宅、游泳馆等项目的热水供应，还有太阳能供暖、太阳能温水养殖、农业温室、工业性烘干及其他工农业等领域也得到应用。
为了提高太阳能的利用率，人们针对太阳能集热器进行了各种开发和改进。如中华人民共和国国家知识产权局公布的一种平板式太阳能聚光集热器【ZL专利号02217701.9，授权公告号CN2557882Y】，其特征是所述带有翅片的金属集热管的外表面至少设有三片翼状翅片的结构，以增大吸热面积，所述聚光器的聚光槽凹曲面的截面为依次由圆弧、抛物线、渐开线及圆弧组成的以抛物面为主的复合（抛物）凹曲面的结构，以便于将太阳光线汇聚到位于焦点处的集热管上。本实用新型集热器，具有升温快，聚光器槽内运行温度高，隔热性好，热效率高，其日均效率可达60%左右，制造工艺简单，装配容易，不必配用太阳跟踪装置的情况下，一年四季都能将入射阳光汇聚到集热管（吸热体）上，以获得热水甚至开水。但是这种三片或三片以上翼状翅片的结构的金属集热管转化率不高，日均效率在60%左右。
同时，集热器的壳体需要另外单独制作，使用时又必须在壳体内设置保温层。这样使得整个集热器结构复杂，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单、集热效果好的太阳能中空平板集热器。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种太阳能中空平板集热器，包括透光玻璃、集热板和热交换管，其特征在于，它还包括呈框架状的框体，上述透光玻璃的数量为两块：面层玻璃、底层玻璃，且面层玻璃和底层玻璃分别固联在框体的两端口处，所述框体与两块透光玻璃之间形成集热腔，上述的集热板和热交换管均位于集热腔内，所述的底层玻璃能将面层玻璃处的光反射至上述的集热板处。
由于面层玻璃、底层玻璃和框体形成了集热腔，因此，它省掉了普通平板集热器中的壳体。底层玻璃能将光反射至集热板处，它省掉了普通平板集热器中的保温层。显然，不需要壳体和保温层的本太阳能中空平板集热器能稳定的实现集热。
根据实际情况，采用普通板材替换底层玻璃也是可行的。
本太阳能中空平板集热器使用时，太阳光经面层玻璃将热量集中于集热板上，由于热交换管与集热板贴靠着一起的。热交换管能再将热量传递至水箱或其它需要热源的场合。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述集热腔内部为真空。当然，由于集热腔是真空，其集热效率比较高。为了进一步提高集热效率，在集热腔中加入惰性气体也是可行的。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述热交换管位于集热板与底层玻璃之间。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述的底层玻璃内侧具有反光纸。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述反光纸通过双面胶粘结在面层玻璃内侧。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述的底层玻璃上具有反光涂料。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述框体与面层玻璃之间以及框体与底层玻璃之间均具有粘胶。通过粘胶使框体与面层玻璃、底层玻璃联接牢固的同时，还具有良好的密封性。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述热交换管穿过框体且部分伸出集热腔，所述热交换管与框体之间具有密封件。
由于热交换管要部分伸出集热器与水箱或其它相联，通过密封件就能实现热交换管与框体之间的密封。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述的密封件为密封圈。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述集热板上具有若干贯穿的通孔，一固定件穿于通孔处且固定件的两端分别抵靠在上述的两透光玻璃上。
由于集热腔内部为真空，通过固定件对面层玻璃和底层玻璃支撑，防止透光玻璃变形。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述固定件包括下部尺寸较大的支撑部一和上部尺寸较小的支撑部二，支撑部一的一端抵靠在反光纸上，支撑部一的另一端抵靠在集热板上，所述支撑部二穿过上述通孔抵靠在面层玻璃上。
可以看出，固定件在对两透光玻璃进行支撑的同时对集热板也有一定的支撑作用。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述的固定件为聚苯硫醚材料。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述框体内部具有中空的干燥腔，且在框体侧部具有使干燥腔与上述集热腔相通的除湿孔，所述干燥腔内具有干燥剂。
使用过程中集热腔内会有蒸汽，通过干燥剂除湿，保证平板集热器的正常使用。
在上述的太阳能中空平板集热器中，所述的干燥剂为生石灰干燥剂。当然，根据实际需要采用氯化镁、氯化钙、碱石灰或五氧化二磷、硅酸等都是可行的。
与现有技术相比，本太阳能中空平板集热器直接采用两块透光玻璃，省掉了普通集热器中的壳体和保温层，其结构简单，成本比较低，具有比较高的实用价值。
同时，在固定件的支撑作用下能有效防止透光玻璃变形，增加了其使用稳定性。另外，通过干燥剂还能进一步提高本集热器的使用稳定性。
附图说明
图1是本太阳能中空平板集热器的俯视结构示意图。
图2是本太阳能中空平板集热器的侧视结构示意图。
图3是沿图1的A—A剖视结构示意图。
图中，1、面层玻璃；2、底层玻璃；3、框体；3a、干燥腔；3b、除湿孔；4、集热腔；5、集热板；5a、通孔；6、热交换管；7、反光纸；8、密封件；9、固定件；9a、支撑部一；9b、支撑部
具体实施方式
如图1所示，本太阳能中空平板集热器包括透光玻璃、集热板4、热交换管6和呈框架状的框体3。
如图1和图2所示，透光玻璃的数量为两块：面层玻璃1、底层玻璃2，面层玻璃1和底层玻璃2分别固联在框体3的两端口处。本实施例中，框体3与面层玻璃1之间以及框体3与底层玻璃2之间均具有粘胶，这样使得框体3与两块透光玻璃之间形成真空的集热腔4，上述的集热板5和热交换管6均位于集热腔4内，面层玻璃1内侧设有反光纸7。
热交换管6位于集热板5与反光纸7之间。本实施例中，反光纸7通过双面胶粘结在面层玻璃1内侧。
热交换管6穿过框体3且部分伸出集热腔4，所述热交换管6与框体3之间具有密封件8，本实施例中，密封件8为密封圈。
集热板5上具有若干贯穿的通孔5a，固定件9穿于通孔5a处且固定件9的两端分别抵靠在上述的两透光玻璃上。固定件9包括下部尺寸较大的支撑部一9a和上部尺寸较小的支撑部9b，支撑部一9a的一端抵靠在反光纸7上，支撑部一9a的另一端抵靠在集热板5上，所述支撑部9b穿过上述通孔5a抵靠在面层玻璃2上。本实施例中，固定件9为聚苯硫醚材料，也就是PPS材料。
本太阳能中空平板集热器使用时，太阳光经面层玻璃2使得热量集中于集热板5上，由于热交换管6与集热板5贴靠着一起的。热交换管6再将热量传递至水箱处，使得水箱内得到具有一定温度的水。通过真空的集热腔使得本太阳能中空平板集热器的集热效率比较高。
另外，框体3内部具有中空的干燥腔3a，且在框体3侧部具有使干燥腔3a与上述集热腔4相通的除湿孔3b。干燥腔3a内具有干燥剂，干燥剂为生石灰干燥剂。太阳能中空平板集热器集热腔内的蒸汽通过干燥剂能除湿，提高其集热稳定性。

Claims (10)

1.一种太阳能中空平板集热器，包括透光玻璃、集热板（5）和热交换管（6），其特征在于，它还包括呈框架状的框体（3），上述透光玻璃的数量为两块：面层玻璃（1）、底层玻璃（2），且面层玻璃（1）和底层玻璃（2）分别固联在框体（3）的两端口处，所述框体（3）与两块透光玻璃之间形成集热腔（4），上述的集热板（5）和热交换管（6）均位于集热腔（4）内，所述的底层玻璃（2）能将面层玻璃（1）处的光反射至上述的集热板（5）处。
2.根据权利要求1所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述集热腔（4）内部为真空。
3.根据权利要求1所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述热交换管（6）位于集热板（5）与底层玻璃（2）之间。
4.根据权利要求1所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述的底层玻璃（2）内侧具有反光纸（7）。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述框体（3）与面层玻璃（1）之间以及框体（3）与底层玻璃（2）之间均具有粘胶。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述热交换管（6）穿过框体（3）且部分伸出集热腔（4），所述热交换管（6）与框体（3）之间具有密封件（8）。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述集热板（5）上具有若干贯穿的通孔（5a），一固定件（9）穿于通孔（5a）处且固定件（9）的两端分别抵靠在上述的两透光玻璃上。
8.根据权利要求8所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述固定件（9）包括下部尺寸较大的支撑部一（9a）和上部尺寸较小的支撑部二（9b），支撑部一（9a）的一端抵靠在反光纸（7）上，支撑部一（9a）的另一端抵靠在集热板（5）上，所述支撑部二（9b）穿过上述通孔（5a）抵靠在面层玻璃（1）上。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述框体（3）内部具有中空的干燥腔（3a），且在框体（3）侧部具有使干燥腔（3a）与上述集热腔（4）相通的除湿孔（3b），所述干燥腔（3a）内具有干燥剂。
10.根据权利要求9所述的太阳能中空平板集热器，其特征在于，所述的干燥剂为生石灰干燥剂。
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