CN103528219A - 太阳能发电蓄热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成、蓄电器和蓄热器，所述太阳能板总成包括太阳能板层、网状固定层、防火保温底板和传热管，所述太阳能板层经粘合剂粘结固定于网状固定层上，所述防火保温底板安装于网状固定层下方，所述传热管安装于防火保温底板与网状固定层的中间，所述太阳能板层经导线与蓄电器相连接，所述太阳能板总成经传热管与蓄热器连接。本发明太阳能发电蓄热装置综合利用太阳光能，既能利用太阳能板发电又能利用相变材料进行热量存储传递使用，环保无污染，本装置结构轻巧，安装方便，非常适用于楼顶建材隔热层以及高层的楼房外壁装饰，本发明采用的都为轻质、无污染、耐高温材料，安全有保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能利用装置，具体涉及一种太阳能发电蓄热装置。
背景技术
近些年来，随着科技发展，人民生活水平提高，对能源的消耗越来越大，新能源，清洁能源的大力开发已经成为最主要的政策措施，也是我国长期的能源发展战略。在许多的新能源中，太阳能以其储量大、普遍存在的特性且开发利用的时候的清洁性而受到许多人的关注。为了能有效利用太阳能，人们发明了太阳能电池和用于收集太阳能的太阳能集热器。传统太阳能发电电池和太阳能集热管是两个独自工作的器件，不仅耗用材料较多，成本高，而且占用空间体积较大。
在我国，太阳能资源非常丰富，尤其是西部地区，光照时间长，太阳能资源极为丰富，具有良好的开发条件和应用价值。现有技术中的太阳能利用装置主要有太阳能热水器、太阳能空气集热器等，这类太阳能利用装置主要由透明盖板、吸热板、换热管道和保温壳体组成，其中部分太阳能热水器还配备有储热水箱。由于散热面积较大和缺乏较好的改进措施，太阳能利用装置存在热量损失大，集热效率低的缺点，并且太阳能空气集热器不具备储热的功能，阴雨、夜晚等情况下不能工作。太阳能热水器尽管采用水箱储热，但水的储热密度低，造成水箱的体积过大，安装不方便，另外水容易在水箱内结垢，长期使用对人健康不利，水还容易结冰，使装置抗冻能力变差。
现有技术也公开了一些关于太阳能利用的文献。
中国专利，申请号为2005l0040068.3，名称：结合储热材料的太阳能空气集热器，其特征为在传统平板式空气集热器的吸热板与底板之间填充储热材料，V型吸热板与相邻壁面构成空气流道。该设备不具备换热装置，因此只能以空气作为工作介质。另外，封装相变储热材料的金属容器为若干个，不能较好解决局部受热以及无阳光时设备的热消耗问题。
中国专利，申请号为201220723618.7，名称：一种新型太阳能建材板，其特征为在保温层板上开有多个孔洞泳衣安装相变蓄能单元，不仅加大了装置的重量，且没有热量流动装置，不利于长时间光照产生的热量利用，时间过长易造成高温，降低装置使用寿命。
中国专利，申请号为201110140960.4，名称：一种无水箱平板式相变储热型太阳能热利用装置，该装置特征在于包括金属外壳、金属容器、换热管道、热电偶、辅助加热板、双层透明真空盖板；金属容器位于金属外壳内，金属容器与金属外壳之间构成密封的保温腔；换热管道位于金属容器内，换热管道布置成2—lO层；金属容器内设有热电偶、辅助加热板；金属容器内封装有相变储热材料，换热管道、热电偶、辅助加热板均埋设于相变储热材料之中；金属容器的上表面喷涂有选择性吸收涂层，双层透明真空盖板盖在金属容器上。
该装置仅利用了太阳能热的特性，而忽略了其在发电方面的应用，不利于充分利用能源。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷不足，提供一种既能利用太阳能发电，又能有效的收集散发的太阳能热量，结构轻便美观，安全有保障的太阳能发电蓄热装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成、蓄电器和蓄热器，所述太阳能板总成包括太阳能板层、网状固定层、防火保温底板和传热管，所述太阳能板层经粘合剂粘结固定于网状固定层上，所述防火保温底板安装于网状固定层下方，所述传热管安装于防火保温底板与网状固定层的中间，所述太阳能板层经导线与蓄电器相连接，所述太阳能板总成经传热管与蓄热器连接。
所述太阳能板层为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器。
所述网状固定层设置有锥度方孔、加强筋、凸嵌扣和凹嵌扣，所述所述凸嵌扣和凹嵌扣设置于网状固定层四周，网状固定层为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述的防火保温底板为泡沫聚氨酯板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm所述防火保温底板最大的两个面涂有防火材料或粘贴金属铝板；所述防火保温底板于网状固定层粘合面还覆盖有铝箔层。
所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm
所述的蓄热器包括保温层、蓄热层、换热水管、热交换层、出水口、盖子和入水口，所述保温层位于蓄热器外侧，所述热交换层位于蓄热器最里侧，所述蓄热层位于保温层与热交换层之间，所述换热水管安装于蓄热层内，所述盖子上设置有入水口，所述出水口位于蓄热器下方。
所述保温层外侧为不锈钢，内侧为泡沫聚氨酯层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层填充有相变材料；所述热交换层为铝辐射材料层；所述换热水管为竖直排列或螺旋排列。
所述的相变材料是有机物相变材料、有机物相变材料或无机物与有机无结合的相变材料。例如无机盐类、多元醇类和交联高密度聚乙烯，建筑物上大多采用低温、储热性能好的相变材料，可以在国内很多生产厂购买。
本发明太阳能发电蓄热装置的突出进步及显著优点为：
1、本发明太阳能发电蓄热装置综合利用太阳光能，既能利用太阳能板发电又能利用相变材料进行热量存储传递使用，环保无污染。
2、本装置结构轻巧，安装方便，非常适用于楼顶建材隔热层以及不太高的楼房外壁装饰。
3、本发明采用的都为轻质、无污染、耐高温材料，安全有保障，省去许多安装维修时间，减轻工人劳动强度，易于推广使用。
附图说明
图1是本发明太阳能发电蓄热装置整体结构示意图。
图2是本发明太阳能发电蓄热装置的太阳能板总成结构剖视图。
图3是本发明太阳能发电蓄热装置的网状固定层机构示意图。
图4是本发明太阳能发电蓄热装置的传热管示意图。
图5是换热水管竖直排列的蓄热器无盖子结构示意图。
图6是蓄热器盖子结构示意图。
图7是换热水管螺旋式排列的蓄热器无盖子结构示意图。
附图中所述标号及名称如下：
1、太阳能板层，2、网状固定层，3、防火保温底板，4、传热管，5、锥度方孔，6、加强筋，7、凸嵌扣，8、凹嵌扣，9、保温层， 10、蓄热层，11、换热水管，12、热交换层，13、蓄热器出水口，14、盖子，15、蓄热器进水口，16、蓄热器，17、蓄电器。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2和图5所示，本发明的太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成、蓄电器17和蓄热器16，所述太阳能板总成包括太阳能板层1、网状固定层2、防火保温底板3和传热管4，所述太阳能板层1经粘合剂粘结固定于网状固定层2上，所述防火保温底板3安装于网状固定层2下方，所述传热管4安装于防火保温底板3于网状固定层2的中间，所述太阳能板层1经导线与蓄电器17相连接，所述太阳能板总成经传热管4与蓄热器16连接。
所述太阳能板层1为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器17。
所述网状固定层2设置有锥度方孔5、加强筋6、凸嵌扣7和凹嵌扣8，所述所述凸嵌扣7和凹嵌扣8设置于网状固定层2四周，网状固定层(2)为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
所述的防火保温底板3为泡沫聚氨酯板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm所述防火保温底板3最大的两个面涂有防火材料；所述防火保温底板3于网状固定层2粘合面还覆盖有铝箔层。所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm。
所述的蓄热器16包括保温层9、蓄热层10、换热水管11、热交换层12、蓄热器出水口13、盖子14和蓄热器进水口15，所述保温层9位于蓄热器16外侧，所述热交换层12位于蓄热器16最里侧，所述蓄热层10位于保温层与热交换层12之间，所述换热水管11安装于蓄热层10内，所述盖子14上设置有蓄热器进水口15，所述蓄热器出水口13位于蓄热器16下方。
所述保温层9外侧为不锈钢，内侧为泡沫聚氨酯层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层10填充有相变材料；所述热交换层12为铝辐射材料层；所述换热水管11为竖直排列或螺旋排列。
多块太阳能板经导线连接后，用粘合剂粘结固定于网状固定层2上，形成太阳能板层，利用接触到的阳光产生电能，并经过导线储存于蓄电,17中；在阳光照射过程中，网状固定层2周围产生许多热量，这些热量若是聚集过高，即会影响本装置的使用寿命，也会降低太阳能板发电的效率。本发明采用太阳能板与传热管4上下组合方式，一方面能利用太阳能板发电，储存电能，一方面利用在传热管4中流动的水吸收并转移散发在太阳能板周围的热量，太阳能利用率高，周围热量的减少，使得太阳能板温度不至于过高，从而使太阳能板的发电效率保持较高的水平。
如图4所示，所述传热管4的进水口与出水口采用对称方式，即有利于安装，也容易加工。当网状固定层2周围温度升高至一定温度时，通入室温水，水在传热管4中流动，经传热管4表面吸热涂层的增强作用，吸收周围的热量，降低网状固定层2内的温度，达到取热降温的目的；吸收热量温度升高的水经过保温管流至蓄热器16，蓄热层10中填充的相变材料对流经换热水管11的热水进行热量吸收，达到蓄热目的，水最终冷却至室温从蓄热器出水口13流出，进行下一次的热传递过程。当多次热传递进行完成后，蓄热器16内相变材料吸收的热量将会累积饱和，从蓄热器进水口15放入室温水或者冷水，相变材料又可进行热传递，把热量传递到室温水或者冷水中，这时，蓄热器出水口13排出的将会是热水，方便人们沐浴或者取暖使用；作为优选，还可以在蓄热器20外环绕水管，与换热水管21形成循环管道，实现冷水与热水交替循环，使用更快捷更方便。
Claims (7)
1.太阳能发电蓄热装置，包括太阳能板总成、蓄电器（17）和蓄热器（16），其特征在于：所述太阳能板总成包括太阳能板层（1）、网状固定层（2）、防火保温底板（3）和传热管（4），所述太阳能板层（1）经粘合剂粘结固定于网状固定层（2）上，所述防火保温底板（3）安装于网状固定层（2）下方，所述传热管（4）安装于防火保温底板（3）与网状固定层（2）的中间，所述太阳能板层（1）经导线与蓄电器（17）相连接，所述太阳能板总成经传热管（4）与蓄热器（16）连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述太阳能板层（1）为若干块太阳能板，所述太阳能板为单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、非晶硅太阳能板或多元化合物太阳能板的其中一种；所述若干块太阳能板经导线相互连接，并由导线接入蓄电器（17）。
3.根据权利要求1所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述网状固定层(2)设置有锥度方孔（5）、加强筋（6）、凸嵌扣（7）和凹嵌扣（8），所述所述凸嵌扣（7）和凹嵌扣（8）设置于网状固定层（2）的侧面，网状固定层(2)为热塑性工程塑料，厚度为15mm—35mm。
4.根据权利要求1所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述的防火保温底板（3）为泡沫聚氨酯板或酚醛发泡保温板，厚度为5mm-20mm,所述防火保温底板（3）最大的两个面涂有防火材料或粘贴金属铝板；所述防火保温底板（3）于网状固定层（2）粘合面还覆盖有铝箔层。
5.根据权利要求l所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述的粘合剂为环氧类树脂胶或酚醛类树脂，厚度为0.1mm—0.3mm。
6.根据权利要求l所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述的蓄热器(16包括保温层（9）、蓄热层（10）、换热水管（11）、热交换层（12）、蓄热器出水口（13）、盖子（14）和蓄热器进水口（15），所述保温层（9）位于蓄热器（16）外侧，所述热交换层（12）位于蓄热器（16）最里侧，所述蓄热层（10）位于保温层与热交换层（12）之间，所述换热水管（11）安装于蓄热层（10）内，所述盖子（14）上设置有蓄热器进水口（15），所述蓄热器出水口（13）位于蓄热器（16）下方。
7.根据权利要求l或6所述的太阳能发电蓄热装置，其特征在于：所述保温层（9）外侧为不锈钢，内侧为泡沫聚氨酯层或者酚醛发泡保温层；所述蓄热层（10）填充有相变材料；所述热交换层（12）为铝辐射材料层；所述换热水管（11）为竖直排列或螺旋排列。
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