CN103644656A - 可重复抽真空的平板集热器及其应用 - Google Patents

可重复抽真空的平板集热器及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可重复抽真空的平板集热器，其包括腔室、设置在该腔室内的换热模块、与该腔室的开口相适配的透明盖板，透明盖板盖合在腔室的开口上，且于该腔室与透明盖板相连接处的内侧缘设有内密封胶结构，外侧缘设有外密封胶结构，腔室的侧壁上至少设有一真空接头；本发明的结构设计巧妙、合理，采用双重密封结构，气密性好，降低空气渗透率，能较好长时间地维持集热器的真空度；而且当真空度不足时，可以通过真空接头再次抽真空，使之始终符合真空度要求，无需更换，有效降低维护成本；另外整体结构配合紧密，且内、外密封胶结构具有一定的弹性，有效避免在震动、晃动的过程中导致透明盖板损坏或脱落的现象，配合稳定性好，可靠性高。

Description

可重复抽真空的平板集热器及其应用
技术领域
本发明属于平板集热器技术领域，具体涉及一种可重复抽真空的平板集热器。
背景技术
在公知的技术领域，平板集热器目前在中高温方面缺乏应用，因为其在中高温的集热效率远低于真空管，如果能够将平板集热器抽真空，将大大提高平板集热器的集热效率。这种真空型平板集热器结合了平板集热器与真空管的优势，既有优秀的集热效率，又能与建筑有效结合，满足了城镇化发展过程中充分利用太阳能，减少二氧化碳排放的要求，对于我国的低碳与环保有着重要意义。
目前，真空型平板集热器的一个主要障碍就是玻璃与金属边框的密封技术，采用常规的密封胶结构设计，其的方案虽然成本低、施工难度小，但无法满足长期密封要求；而焊接方案虽能满足长期密封要求，但存在工艺难度高、成本高的问题。
因此，协调该两种方案优势与劣势，开发出一种易施工、成本低，且气密性好，可重复抽真空的平板集热器，对于太阳能市场有着重要意义。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的在于，提供一种易施工、成本低，且气密性好，结构稳定性高，可以重复进行抽真空，以提高集热效率的可重复抽真空的平板集热器。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种可重复抽真空的平板集热器，其包括腔室、设置在该腔室内的换热模块、与该腔室的开口相适配的透明盖板，所述透明盖板盖合在所述腔室的开口上，且于该腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘设有内密封胶结构，外侧缘设有外密封胶结构，所述腔室的侧壁上至少设有一真空接头。
作为本发明的一种改进，将结构密封胶涂覆在所述腔室与所述透明盖板相连接处的外侧缘，待固化后形成所述的外密封胶结构，所述结构密封胶为硅酮胶、环氧树脂胶、聚氨酯结构胶、UV胶和丙烯酸酯结构胶中之一。
作为本发明的一种改进，将复合胶条设置在所述腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构。
作为本发明的一种改进，将橡胶圈设置在所述腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构，所述橡胶圈为O型、C型中的一种。
作为本发明的一种改进，所述内密封胶结构包括横截面呈方形的橡胶条，该橡胶条远离所述外密封胶结构一侧位置的上侧面、下侧面和内侧面包覆有金属箔，上侧面、下侧面和内侧面上的金属箔依次连接，其中上侧面和下侧面上的金属箔通过密封胶对应与所述透明盖板或腔室相贴接，所述金属箔采用不锈钢、铝、铜中的一种材料制成，所述密封胶为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。
作为本发明的一种改进，所述内密封胶结构包括密封金属架，该密封金属架包括上端面、下端面和弹力片，所述上端面和下端面相平行且间隔设置，所述弹力片上端连接在上端面的一侧边，下端连接在下端面的另一侧边，其中上端面和下端面通过密封胶对应与所述透明盖板或腔室相贴接，所述密封胶为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。
作为本发明的一种改进，所述真空接头的数量为两个，其对称设置在所述腔室的两侧。
作为本发明的一种改进，所述真空接头的一端焊接在所述腔室，且与该腔室的内部空气相连通，另一端设有法兰盘，该法兰盘的端面上设有用来设置在橡胶圈的凹槽。
作为本发明的一种改进，所述真空接头的两端均设有法兰盘，该法兰盘的端面上设有用来设置在橡胶圈的凹槽，该真空接头一端上的法兰盘通过螺纹固定在所述腔室上，且与该腔室的内部空气相连通。
作为本发明的一种改进，所述真空接头上设有真空计。
作为本发明的一种改进，所述换热模块包括吸热板、布置在该吸热板上的金属流道和若干支撑柱，所述吸热板水平设置在所述腔室内，且该吸热板上设有多个供支撑柱穿过的通孔，该通孔的直径大于所述支撑柱的直径，支撑柱的下端固定在所述腔室的底板上，上端贯穿所述吸热板的通孔，且抵触在所述透明盖板上。
作为本发明的一种改进，所述透明盖板为厚度为3.2-8mm的钢化玻璃。
本发明的有益效果为：本发明的结构设计巧妙、合理，于腔室与透明盖板相连接处设有内、外密封胶结构，形成双重密封结构，气密性好，降低空气渗透率，能较好长时间地维持集热器的真空度；而且创新性结合可重复抽真空的概念，在集热器上建立了重复抽真空的真空接头，当通过真空计发现集热器的真空度不足时，可以再次抽真空，使之始终符合真空度要求，无需更换，有效降低维护成本；另外整体结构配合紧密，且内、外密封胶结构具有一定的弹性，有效避免在震动、晃动的过程中导致透明盖板损坏或脱落的现象，配合稳定性好，可靠性高。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1的分解结构示意图。
图3是图1中内密封胶结构的结构示意图。
图4是本发明实施例2中内密封胶结构的一种结构示意图。
图5是本发明实施例2中内密封胶结构的另一种结构示意图。
图6是本发明实施例3中内密封胶结构的结构示意图。
图7是本发明实施例4中内密封胶结构的结构示意图。
图8是对多个本发明平板集热器并排连接抽真空时的结构示意图。
图9是图8中真空接头的连接结构示意图一。
图10是图8中真空接头的连接结构示意图二。
图11是图8中真空接头的连接结构示意图三。
图12是图8中真空接头的连接结构示意图四。
具体实施方式
实施例1：参见图1、图2和图3，本实施例提供的一种可重复抽真空的平板集热器，其包括腔室1、设置在该腔室1内的换热模块2、与该腔室1的开口相适配的透明盖板3，所述透明盖板3盖合在所述腔室1的开口上，且于该腔室1与所述透明盖板3相连接处的内侧缘设有内密封胶结构4，外侧缘设有外密封胶结构5，所述腔室1的侧壁上至少设有一真空接头6。
将结构密封胶涂覆在所述腔室1与所述透明盖板3相连接处的外侧缘，待固化后形成所述的外密封胶结构5，所述结构密封胶优选为硅酮胶、环氧树脂胶、聚氨酯结构胶、UV胶和丙烯酸酯结构胶中之一。
将复合胶条设置在所述腔室1与所述透明盖板3相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构4。
所述真空接头6的一端焊接64在所述腔室1，且与该腔室1的内部空气相连通，另一端设有法兰盘61，该法兰盘61的端面上设有用来设置在橡胶圈62的凹槽63。
本实施例中，所述真空接头6的数量优选为两个，其对称设置在所述腔室1的两侧。方便将多个腔室1并排并通过真空接头6连接起来，形成多个腔室1组成的真空腔，从而实现多个腔室1组成的一排平板集热器，只需一个真空计与抽真空口，大大减轻了维护压力，无需一个个平板集热器依次抽。所述真空接头6上设有真空计9。方便随查看腔室1内的真空度。
所述换热模块2包括吸热板21、布置在该吸热板21上的金属流道22和若干支撑柱23，所述吸热板21水平设置在所述腔室1内，且该吸热板21上设有多个供支撑柱23穿过的通孔24，该通孔24的直径大于所述支撑柱23的直径，避免接触，减少能源流失，支撑柱23的下端固定在所述腔室1的底板11上，上端贯穿所述吸热板21的通孔24，且抵触在所述透明盖板3上，支撑柱23的上端面的高度略低于内密封胶结构4和外密封胶结构5的上表面高度。抽真空时，透明盖板3会往下压住，从而实现较好的密封连接，并相应抵压在所述支撑柱23上。
本实施例中，所述透明盖板3优选为厚度为3.2-8mm的钢化玻璃。强度高，稳定性好，有效延长使用寿命。
实施例2：参见图4，本实施例提供的一种可重复抽真空的平板集热器，其与实施例1基本相同，区别点在于，所述内密封胶结构4包括横截面呈方形的橡胶条41，该橡胶条41远离所述外密封胶结构5一侧位置的上侧面、下侧面和内侧面包覆有金属箔42，上侧面、下侧面和内侧面上的金属箔42依次连接，其中上侧面和下侧面上的金属箔42通过密封胶43对应与所述透明盖板3或腔室1相贴接，所述金属箔42优选采用不锈钢、铝、铜中的一种材料制成，所述密封胶43优选为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。仅对橡胶条41的三个侧面包覆有金属箔42，有效降低成本，当然也可以对橡胶条41的四个侧面均包覆有金属箔42，参见图5。
实施例3：参见图6，本实施例提供的一种可重复抽真空的平板集热器，其与实施例1基本相同，区别点在于，所述内密封胶结构4包括密封金属架，该密封金属架包括上端面44、下端面45和弹力片46，所述上端面44和下端面45相平行且间隔设置，所述弹力片46上端连接在上端面44的一侧边，下端连接在下端面45的另一侧边，其中上端面44和下端面45通过密封胶43对应与所述透明盖板3或腔室1相贴接，所述密封胶43优选为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。
实施例4：参见图7，本实施例提供的一种可重复抽真空的平板集热器，其与实施例1基本相同，区别点在于，将橡胶圈设置在所述腔室1与所述透明盖板3相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构5，所述橡胶圈为O型，其它实施例中，该橡胶圈还可以为C型。
上述实施例仅为本发明较好的实施方式和应用，本发明不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，如密封金属架采用S字形、Z字形或其它具有相同功能的结构设计，内密封胶结构4采用其它类型的结构密封胶来形成，以达到具有密封效果以及有一定的弹性，具有缓冲效果的作用。
本发明的结构设计巧妙、合理，于腔室1与透明盖板3相连接处设有内密封胶结构4和外密封胶结构5，形成双重密封结构，气密性好，降低空气渗透率，能较好长时间地维持集热器的真空度；而且创新性结合可重复抽真空的概念，在集热器上建立了重复抽真空的真空接头6，当通过真空计发现集热器的真空度不足时，可以再次抽真空，使之始终符合真空度要求，无需更换，有效降低维护成本；另外整体结构配合紧密，且内密封胶结构4和外密封胶结构5具有一定的弹性，有效避免在震动、晃动的过程中导致透明盖板3损坏或脱落的现象，配合稳定性好，可靠性高。
当平板集热器的真空度不足，需要抽真空时，若仅是需要对一个平板集热器进行真空时，可通过真空盲板8将该平板集热器上的一个真空接头6封闭，而另一真空接头6与抽真空装置相连接，启动抽真空装置实现抽真空，使之始终符合真空度要求，无需更换新的平板集热器，避免不必要的浪费，有效降低维护成本。
若仅是需要对多个平板集热器进行抽真空时，参见图8，不需要对一个个对平板集热器依次抽真空，可以将多个平板集热器并排并通过真空接头6连接起来，形成多个平板集热器组成一个总的真空腔，从而实现多个平板集热器组成的一排平板集热器只需一个真空计与抽真空口，大大减轻了维护压力。
参见图9，真空接头6与真空接头6相连接时，可以通过卡箍7进行固定连接。参见10，当然真空接头6也可以采用KF真空接头，同样可以通过卡箍7进行固定连接，橡胶圈62上设有橡胶圈支架65。
同样，参见图11，真空接头6包括卡头套件66和连接套件67，卡头套件66的一端设有卡凸，另一端从腔室1穿出，且设有外螺纹，连接套件67一端设有与该外螺纹相配合的内螺纹，另一端设有所述的法兰盘61，然后通过内螺纹将连接套件67旋设在卡头套件66的外螺纹上，并抵压在腔室1的外侧面，然后通过焊接64使连接套件67与腔室1相连接。
为实现气密性，也可以不用焊接64；参见图12，所述真空接头的连接套件67的两端均设有法兰盘，该法兰盘的端面上设有用来设置在橡胶圈的凹槽，该真空接头一端上的法兰盘通过螺纹与卡头套件66的外螺纹相适配，进而固定在所述腔室上，且与该腔室的内部空气相连通，同样可实现增强气密性的效果。当然，还可以采用其它能增强气密性效果的结构。
本发明可重复抽真空的平板集热器针对太阳能采暖制冷、太阳能工业用热等大型太阳能工程具有明显的优势。由于大型太阳能工程一般配备维护人员，可巡查集热器的真空度情况并决定是否再次抽真空。同时，抽真空也无需一个个平板集热器依次抽，可以将多个平板集热器并排并通过真空接头6连接起来，形成多个平板集热器组成的一个总的真空腔，从而实现多个平板集热器组成的一排平板集热器只需一个真空表与抽真空口，大大减轻了维护压力。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似结构，均在本发明保护范围内。

Claims (10)

1.一种可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，其包括腔室、设置在该腔室内的换热模块、与该腔室的开口相适配的透明盖板，所述透明盖板盖合在所述腔室的开口上，且于该腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘设有内密封胶结构，外侧缘设有外密封胶结构，所述腔室的侧壁上至少设有一真空接头。
2.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，将结构密封胶涂覆在所述腔室与所述透明盖板相连接处的外侧缘，待固化后形成所述的外密封胶结构，所述结构密封胶为硅酮胶、环氧树脂胶、聚氨酯结构胶、UV胶和丙烯酸酯结构胶中之一。
3.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，将复合胶条设置在所述腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构。
4.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，将橡胶圈设置在所述腔室与所述透明盖板相连接处的内侧缘，形成所述的内密封胶结构，所述橡胶圈为O型、C型中的一种。
5.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述内密封胶结构包括横截面呈方形的橡胶条，该橡胶条远离所述外密封胶结构一侧位置的上侧面、下侧面和内侧面包覆有金属箔，上侧面、下侧面和内侧面上的金属箔依次连接，其中上侧面和下侧面上的金属箔通过密封胶对应与所述透明盖板或腔室相贴接，所述金属箔采用不锈钢、铝、铜中的一种材料制成，所述密封胶为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。
6.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述内密封胶结构包括密封金属架，该密封金属架包括上端面、下端面和弹力片，所述上端面和下端面相平行且间隔设置，所述弹力片上端连接在上端面的一侧边，下端连接在下端面的另一侧边，其中上端面和下端面通过密封胶对应与所述透明盖板或腔室相贴接，所述密封胶为丁基胶、环氧树脂胶、UV胶中的一种。
7.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述真空接头的数量为两个，其对称设置在所述腔室的两侧。
8.根据权利要求1或7所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述真空接头的一端焊接在所述腔室，且与该腔室的内部空气相连通，另一端设有法兰盘，该法兰盘的端面上设有用来设置在橡胶圈的凹槽。
9.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述真空接头的两端均设有法兰盘，该法兰盘的端面上设有用来设置在橡胶圈的凹槽，该真空接头一端上的法兰盘通过螺纹固定在所述腔室上，且与该腔室的内部空气相连通。
10.根据权利要求1所述的可重复抽真空的平板集热器，其特征在于，所述换热模块包括吸热板、布置在该吸热板上的金属流道和若干支撑柱，所述吸热板水平设置在所述腔室内，且该吸热板上设有多个供支撑柱穿过的通孔，该通孔的直径大于所述支撑柱的直径，支撑柱的下端固定在所述腔室的底板上，上端贯穿所述吸热板的通孔，且抵触在所述透明盖板上。
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