CN104567019B - 一种太阳能光热转换系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能光热转换系统，其使得系统所吸收的热量大，且设计合理，确保光热转换的高效率。其包括外壳结构，所述外壳结构的上端面盖装有玻璃盖板，所述外壳结构的内腔内布置有吸热板，所述外壳结构的两端分别布置有工质流入端、工质流出端，其特征在于：所述外壳结构包括底板、两端板、两侧板，所述工质为空气，所述外壳结构的两端分别布置有进口风管、出口风管，所述外壳结构的两端分别均布有对应的进风口、出风口，所述进口风管的内腔连通所述进风口，所述出口风管的内腔连通所述出风口，所述吸热板具体为沿着所述进风管道排布的波纹板，所述外壳结构的两端板、两侧板的内壁上分别贴装有保温材料。

Description

一种太阳能光热转换系统
技术领域
本发明涉及太阳能利用的技术领域，具体为一种太阳能光热转换系统。
背景技术
现有的平板型太阳能集热器，其工作原理：太阳辐射透过玻璃盖板照射在表面有特殊涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳辐射后温度升高。一方面将热量传递给集热器流道内的工质，工质温度升高后，作为有用能量输出；另一方面还同时向四周散热。保温材料起减少散热的作用，透明盖板的作用是使太阳辐射通过并抑制吸热板向周围环境直接散热，使得进去的太阳辐射能量大于散失的能量，从而提高吸热板的温升。但是现有的结构在布置时，由于其吸热板为平板，使得吸收热量低，且由于尺寸设计不合理，使得整个光热转换的效率低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种太阳能光热转换系统，其使得系统所吸收的热量大，且设计合理，确保光热转换的高效率。
一种太阳能光热转换系统，其技术方案是这样的：其包括外壳结构，所述外壳结构的上端面盖装有玻璃盖板，所述外壳结构的内腔内布置有吸热板，所述外壳结构的两端分别布置有工质流入端、工质流出端，其特征在于：所述外壳结构包括底板、两端板、两侧板，所述工质为空气，所述外壳结构的两端分别布置有进口风管、出口风管，所述外壳结构的两端分别均布有对应的进风口、出风口，所述进口风管的内腔连通所述进风口，所述出口风管的内腔连通所述出风口，所述吸热板具体为沿着所述进风管道排布的波纹板，所述外壳结构的两端板、两侧板的内壁上分别贴装有保温材料，所述外壳结构的底板的上端面贴装有保温材料，所述波纹板的四边分别嵌入所述保温材料的内部，所述波纹板的底部支承于支撑架，单个支撑架沿着出口风管方向排布，若干个所述支撑架顺着所述外壳结构的两端板自前而后依次排列布置，每个所述支撑架的两侧分别紧固连接对应的所述侧板，所述进风口、出风口布置于所述波纹板和底板之间的高度空间内。
其进一步特征在于：
所述出风口的总出风面积大于所述进风口的总进风面积，确保气进出口的流速会比较相近，现有的结构的出风总面积等于进风总面积，其忽略了空气受热后体积膨胀的问题；
所述保温材料包括聚苯乙烯泡沫塑料层、超细玻璃棉毡层，所述超细玻璃棉毡层通过密封胶连接所述聚苯乙烯泡沫塑料层，超细玻璃棉毡层和空气接触，所述聚苯乙烯泡沫塑料层紧贴所述外壳结构的对应内壁；
所述支撑架包括上定位板、下定位板、支撑立板，所述支撑立板连接所述上定位板、下定位板，相邻的所述支撑立板之间形成最大的通风孔结构，确保空气的顺畅流通，所述上定位板通过螺钉紧固连接所述波纹板，所述下定位板支承于所述底板，两端的所述支撑立板分别紧固连接对应的所述侧板的对应位置；
所述玻璃盖板具体为超白玻璃，其厚度为3mm～5mm；
所述玻璃盖板的四周紧贴所述外壳结构的四周上端面，密封垫圈压装于对应的玻璃盖板的四周，所述进口风管、出口风管分别通过两侧凸起的连接板对应连接紧固连接两侧板的对应位置，两端固定板、两侧固定板焊接形成一个整体后、压装于对应位置的密封垫圈，两端的所述固定板的端部连接板通过螺钉紧固连接对应的进口风管、出口风管的安装定位孔，确保整个结构牢固、密封；
优选地，所述超细玻璃棉毡层的厚度为5mm，所述侧板上的聚苯乙烯泡沫塑料层的厚度为15mm，所述端板、底板上的聚苯乙烯泡沫塑料层的厚度为25mm，其中侧板的聚苯乙烯泡沫塑料的厚度定为15mm控制热损失在130W/m2以内，端板、底板的聚苯乙烯泡沫塑料的厚度定为25mm控制热损失在65W/m2以内，其确保散热丢失的能量能满足要求；
优选地，所述支撑架为两个，其均匀布置于所述波纹板的对应位置；
优选地，所述波纹板为防锈铝板波纹板，所述波纹板的图层为黑铬或黑镍材料；
所述波纹板的厚度H为1mm，波长为34mm，振幅3mm～5mm；
所述波纹板的沿着进口风管布置的方向为宽度方向、另外一个方向则为长度方向，所述波纹板的长度：宽度＝(1.6～1.8):1，并最终确保转换系统的整体长宽比为2:1，使得整个转换系统美观、大方；
优选地，所述波纹板的长度：宽度＝1.7:1；
所述波纹板的下端面和所述底板的上端面之间形成流道，所述流道的平均高度为20mm～30mm，优选数值为25mm，流道的平均高度是指波纹板的正弦波的轴线至流道底部的距离，之所以出现这个概念，是因为波形吸热板至流道的底部的距离是不断变化的，采用平均高度的概念才能比较好的说明问题；
所述玻璃盖板至波纹板平均距离定为20mm～30mm，优选数值为30mm，平均距离指波纹板的正弦波的轴线至玻璃盖板的距离，之所以出现这个概念，是因为波形吸热板至玻璃盖板的距离是不断变化的，采用平均距离的概念才能比较好的说明问题。
采用本发明的后，波纹板作为吸热板，使得吸热面积足够大，且进风口、出风口布置于所述波纹板和底板之间的高度空间内，使得空气不会从安装缝隙窜入波纹板上方的空气夹层引起对流，从而降低热损，，其使得系统所吸收的热量大，且设计合理，确保光热转换的高效率。
附图说明
图1是本发明立体图结构示意图；
图2是本发明的外壳结构立体图结构示意图；
图3是本发明玻璃盖板的局部安装结构示意立体图；
图4是本发明的保温材料的结构示意图；
图5是本发明的支撑架的结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
外壳结构1、玻璃盖板2、底板3、端板4、侧板5、进口风管6、出口风管7、进风口8、出风口9、波纹板10、保温材料11、支撑架12、聚苯乙烯泡沫塑料层13、超细玻璃棉毡层14、密封胶15、上定位板16、下定位板17、支撑立板18、通风孔结构19、密封垫圈20、连接板21、端固定板22、侧固定板23、端部连接板24。
具体实施方式
一种太阳能光热转换系统，见图1～图5：其包括外壳结构1，外壳结构1的上端面盖装有玻璃盖板2，外壳结构1的内腔内布置有吸热板，外壳结构的两端分别布置有工质流入端、工质流出端，外壳结构包括底板3、两端板4、两侧板5，工质为空气，外壳结构1的两端分别布置有进口风管6、出口风管7，外壳结构1的两端分别均布有对应的进风口8、出风口9，进口风管6的内腔连通进风口8，出口风管7的内腔连通出风口9，吸热板具体为沿着进风管道排布的波纹板10，外壳结构1的两端板4、两侧板5的内壁上分别贴装有保温材料11，外壳结构1的底板3的上端面贴装有保温材料11，波纹板10的四边分别嵌入保温材料11的内部，波纹板10的底部支承于支撑架12，单个支撑架12沿着出口风管7方向排布，若干个支撑架12顺着外壳结构1的两端板4自前而后依次排列布置，每个支撑架12的两侧分别紧固连接对应的侧板5，进风口8、出风口9布置于波纹板10和底板3之间的高度空间内。
出风口9的总出风面积大于进风口8的总进风面积，确保空气进出口的流速会比较相近，现有的结构的出风总面积等于进风总面积，其忽略了空气受热后体积膨胀的问题；
保温材料11包括聚苯乙烯泡沫塑料层13、超细玻璃棉毡层14，超细玻璃棉毡层14通过密封胶15连接聚苯乙烯泡沫塑料层13，超细玻璃棉毡层14和空气接触，聚苯乙烯泡沫塑料层13紧贴外壳结构1的对应内壁；
支撑架12包括上定位板16、下定位板17、支撑立板18，支撑立板18连接上定位板16、下定位板17，相邻的支撑立板18之间形成最大的通风孔结构19，确保空气的顺畅流通，上定位板16通过螺钉紧固连接波纹板10，下定位板17支承于底板3，两端的支撑立板18分别紧固连接对应的侧板5的对应位置；
玻璃盖板2具体为超白玻璃，其厚度为3mm～5mm；
玻璃盖板2的四周紧贴外壳结构1的四周上端面，密封垫圈20压装于对应的玻璃盖板2的四周，进口风管6、出口风管7分别通过两侧凸起的连接板21对应连接紧固连接两侧板5的对应位置，两端固定板22、两侧固定板23焊接形成一个整体后、压装于对应位置的密封垫圈20，两端的固定板22的端部连接板24通过螺钉紧固连接对应的进口风管6、出口风管7的安装定位孔，确保整个结构牢固、密封；
优选地，超细玻璃棉毡层14的厚度为5mm，侧板上的聚苯乙烯泡沫塑料层13的厚度为15mm，端板、底板上的聚苯乙烯泡沫塑料层13的厚度为25mm，其中侧板的聚苯乙烯泡沫塑料层13的厚度定为15mm控制热损失在130W/m2以内，端板、底板的聚苯乙烯泡沫塑料层13的厚度定为25mm控制热损失在65W/m2以内，其确保散热丢失的能量能满足要求；
优选地，支撑架12为两个，其均匀布置于波纹板10的对应位置；
优选地，波纹板10为防锈铝板波纹板，波纹板的图层为黑铬或黑镍材料；
波纹板10的厚度H为1mm，波长为34mm，振幅3mm～5mm；
波纹板10的沿着进口风管布置的方向为宽度方向、另外一个方向则为长度方向，波纹板的长度：宽度＝(1.6～1.8):1，并最终确保转换系统的整体长宽比为2:1，使得整个转换系统美观、大方；
优选地，波纹板10的长度：宽度＝1.7:1；
波纹板10的下端面和底板的上端面之间形成流道，流道的平均高度为20mm～30mm，优选数值为25mm，流道的平均高度是指波纹板的正弦波的轴线至流道底部的距离，之所以出现这个概念，是因为波形吸热板至流道的底部的距离是不断变化的，采用平均高度的概念才能比较好的说明问题；
玻璃盖板2至波纹板10平均距离定为20mm～30mm，优选数值为30mm，平均距离指波纹板的正弦波的轴线至玻璃盖板的距离，之所以出现这个概念，是因为波形吸热板至玻璃盖板的距离是不断变化的，采用平均距离的概念才能比较好的说明问题。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能光热转换系统，其包括外壳结构，所述外壳结构的上端面盖装有玻璃盖板，所述外壳结构的内腔内布置有吸热板，所述外壳结构的两端分别布置有工质流入端、工质流出端，其特征在于：所述外壳结构包括底板、两端板、两侧板，所述工质为空气，所述外壳结构的两端分别布置有进口风管、出口风管，所述外壳结构的两端分别均布有对应的进风口、出风口，所述进口风管的内腔连通所述进风口，所述出口风管的内腔连通所述出风口，所述吸热板具体为沿着所述进风管道排布的波纹板，所述外壳结构的两端板、两侧板的内壁上分别贴装有保温材料，所述外壳结构的底板的上端面贴装有保温材料，所述波纹板的四边分别嵌入所述保温材料的内部，所述波纹板的底部支承于支撑架，单个支撑架沿着出口风管方向排布，若干个所述支撑架顺着所述外壳结构的两端板自前而后依次排列布置，每个所述支撑架的两侧分别紧固连接对应的所述侧板，所述进风口、出风口布置于所述波纹板和底板之间的高度空间内，所述支撑架包括上定位板、下定位板、支撑立板，所述支撑立板连接所述上定位板、下定位板，相邻的所述支撑立板之间形成最大的通风孔结构，确保空气的顺畅流通，所述上定位板通过螺钉紧固连接所述波纹板，所述下定位板支承于所述底板，两端的所述支撑立板分别紧固连接对应的所述侧板的对应位置。
2.如权利要求1所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述出风口的总出风面积大于所述进风口的总进风面积。
3.如权利要求1所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述保温材料包括聚苯乙烯泡沫塑料层、超细玻璃棉毡层，所述超细玻璃棉毡层通过密封胶连接所述聚苯乙烯泡沫塑料层，超细玻璃棉毡层和空气接触，所述聚苯乙烯泡沫塑料层紧贴所述外壳结构的对应内壁。
4.如权利要求1所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述玻璃盖板的四周紧贴所述外壳结构的四周上端面，密封垫圈压装于对应的玻璃盖板的四周，所述进口风管、出口风管分别通过两侧凸起的连接板对应连接紧固连接两侧板的对应位置，两端固定板、两侧固定板焊接形成一个整体后、压装于对应位置的密封垫圈，两端的所述固定板的端部连接板通过螺钉紧固连接对应的进口风管、出口风管的安装定位孔。
5.如权利要求3所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述超细玻璃棉毡层的厚度为5mm，所述侧板上的聚苯乙烯泡沫塑料层的厚度为15mm，所述端板、底板上的聚苯乙烯泡沫塑料层的厚度为25mm。
6.如权利要求1所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述支撑架为两个，其均匀布置于所述波纹板的对应位置。
7.如权利要求1所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述波纹板的沿着进口风管布置的方向为宽度方向、另外一个方向则为长度方向，所述波纹板的长度：宽度＝(1.6～1.8):1，并最终确保转换系统的整体长宽比为2:1，使得整个转换系统美观、大方。
8.如权利要求7所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述波纹板的下端面和所述底板的上端面之间形成流道，所述流道的平均高度为20mm～30mm。
9.如权利要求7所述的一种太阳能光热转换系统，其特征在于：所述玻璃盖板至波纹板平均距离定为20mm～30mm。
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