CN105241086B - 一种太阳能转换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其是涉及一种太阳能转换器，包括集热板芯和热交换流道管；所述集热板芯包括第一面板，所述第一面板为平板微热管；所述第一面板与所述热交换流道管连接，所述热交换流道管位于所述第一面板的上端；所述热交换流道管的两端分别为进水口和出水口。本发明采用平板微热管作为热量吸收的导体，提高了集热速率，并且热传效率高，热量传导过程中散热损失小，安全性高。

Description

一种太阳能转换器

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其是涉及一种太阳能转换器。

背景技术

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。由于用途不同，集热器及其匹配的系统类型分为许多种，名称也不同，如用于炊事的太阳灶、用于产生热水的太阳能热水器、用于干燥物品的太阳能干燥器、用于熔炼金属的太阳能熔炉，以及太阳房、太阳能热电站、太阳能海水淡化器等等。现有太阳能集热器的普遍存在集热速率较慢，热传效率不高，热量传导过中散热损失较大，安全性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能转换器，以解决现有技术中存在的太阳能集热器的普遍存在集热速率较慢，热传效率不高，热量传导过中散热损失较大，安全性差的技术问题。

本发明提供的一种太阳能转换器，包括集热板芯和热交换流道管；所述集热板芯包括第一面板，所述第一面板为平板微热管；所述第一面板与所述热交换流道管连接，所述热交换流道管位于所述第一面板的上端；所述热交换流道管的两端分别为进水口和出水口。

进一步地，还包括第二面板，所述第二面板为平板微热管；所述第一面板的边缘和所述第二面板的边缘密封连接，所述第一面板和所述第二面板之间设置有多个液体流道，多个所述液体流道之间相互连通；所述热交换流道管位于所述第一面板和所述第二面板之间，且所述热交换流道管穿过所述液体流道。

进一步地，所述液体流道内装有传热介质。

进一步地，所述传热介质为甲醇、乙醇或丙酮。

进一步地，还包括背板，所述集热板芯设置在所述背板上。

进一步地，还包括保温层，所述保温层设置在所述背板的上表面，所述保温层位于所述背板和所述集热板芯之间。

进一步地，还包括透明盖板和边框；所述边框与所述背板固定连接；所述透明盖板与所述边框固定连接，且所述透明盖板位于所述集热板芯的上方。

进一步地，所述透明盖板的材质为高透光率钢化玻璃；所述边框的材质为铝合金。

进一步地，所述保温层的材质为酚醛泡沫。

进一步地，还包括支架，所述背板设置在所述支架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的太阳能转换器，包括集热板芯和热交换流道管；集热板芯包括第一面板，第一面板为平板微热管；第一面板与热交换流道管连接，热交换流道管位于第一面板的上端；热交换流道管的两端分别为进水口和出水口；通过采用平板微热管来收集太阳能的热量，平板微热管再将热量传导给热交换流道管，在热交换流道管内不断通入冷水，这样冷水便吸收热交换流道管的热量，从而使冷水变为热水。本发明采用平板微热管作为热量吸收的导体，提高了集热速率，并且热传效率高，热量传导过程中散热损失小，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的太阳能转换器的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的太阳能转换器的侧面剖视图；

图3为本发明实施例二提供的太阳能转换器的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的太阳能转换器的侧面剖视图。

附图标记：

100-集热板芯；101-第一面板；102-热交换流道管；

103-进水口；104-出水口；105-背板；

106-保温层；107-透明盖板；108-边框；

109-第二面板；110-液体流道；111-介质进口；

112-介质出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1和图2所示，本发明实施例一提供了一种太阳能转换器，包括集热板芯100和热交换流道管102；集热板芯100包括第一面板101，第一面板101为平板微热管；第一面板101与热交换流道管102连接，热交换流道管102位于第一面板101的上端，具体的说，第一面板101上设置有限位凹槽，热交换流道管102卡合在限位凹槽中，这样一方面可以限制热交换流道管102的移动，另一方面可以使热交换流道管102的外表面与第一面板101紧密接触，增加两者之间的接触面积，从而增大导热效率；热交换流道管102的两端分别为进水口103和出水口104。本发明实施例一通过采用平板微热管来收集太阳能的热量，利用平板微热管导热的方向性，当平板微热管吸收热量后，平板微热管再将热量传导给位于其上端的热交换流道管，在热交换流道管内不断通入冷水，这样冷水便吸收热交换流道管的热量，从而使冷水变为热水。本发明实施例一提供的太阳能转换器，提高了集热速率，并且热传效率高，热量传导过程中散热损失小，安全性高。

本实施例一中，太阳能转换器还包括背板105，集热板芯100设置在背板105上。

本实施例一中，太阳能转换器还包括保温层106，保温层106设置在背板105的上表面，保温层106位于背板105和集热板芯100之间。通过设置保温层106可以防止第一面板101吸收的热量的散失，提高热量转化率。

本实施例一中，太阳能转换器还包括透明盖板107和边框108；边框108与背板105固定连接；透明盖板107与边框108固定连接，且透明盖板107位于集热板芯100的上方。需要说明的是，本实例一中，集热板芯100密封在背板105、边框108和透明盖板107所形成的密闭腔体内，该密闭腔体为真空状态，这样可以减少热量的损失，提高热能转换率。

本实施例一中，透明盖板107的材质为高透光率钢化玻璃；边框108的材质为铝合金；热交换流道管102的材质为铜。

本实施例一中，保温层106的材质为酚醛泡沫。需要说明的是，本实施例一中保温层106的材质不仅局限于酚醛泡沫，也可以根据实际情况自由选取其他形式的材质，用以实现保温的功能，例如保温层的材质为聚氨酯泡沫；对于其他形式的材质本实施例一不再一一具体赘述。

本实施例一中，太阳能转换器还包括支架，背板105设置在支架上。

实施例二

参见图3和图4所示，本发明实施例二提供了一种太阳能转换器，包括集热板芯100和热交换流道管102；集热板芯100包括第一面板101，第一面板101为平板微热管；第一面板101与热交换流道管102连接，热交换流道管102位于第一面板101的上端；热交换流道管102的两端分别为进水口103和出水口104。

本实施例二中，太阳能转换器还包括第二面板109，第二面板109为平板微热管；第一面板101的边缘和第二面板109的边缘密封连接，第一面板101和第二面板109之间设置有多个液体流道110，多个液体流道110之间相互连通；热交换流道管102位于第一面板101和第二面板109之间，且热交换流道管102穿过液体流道110。具体的说，第一面板101和第二面板109通过压合形成集热板芯100，集热板芯100上设置有介质进口111和介质出口112；介质进口111位于介质出口112的上方；介质进口111和介质出口112均与液体流道110相连通。

本实施例二中，液体流道110内装有传热介质，传热介质吸热后变为汽态，当传热介质放热后变为液态。热交换流道管102穿过液体流道110可以保证传热介质能够接触到热交换流道管102的外表面。

本实施例二中，传热介质为甲醇、乙醇或丙酮。需要说明的是，本实施例二中传热介质不仅局限于以上三种，也可以根据实际情况自由选取其他形式的传热介质，对于其他形式的传热介质本实施例二不再一一具体赘述。

本实施例二中，太阳能转换器还包括背板105，集热板芯100设置在背板105上。

本实施例二中，太阳能转换器还包括保温层106，保温层106设置在背板105的上表面，保温层106位于背板105和集热板芯100之间。通过设置保温层106减少集热板芯100吸收的热量的损失，从而提高太阳能转换器的热能转换率。

本实施例二中，太阳能转换器还包括透明盖板107和边框108；边框108与背板105固定连接；透明盖板107与边框108固定连接，且透明盖板107位于集热板芯100的上方。需要说明的是，本实例二中，集热板芯100密封在背板105、边框108和透明盖板107所形成的密闭腔体内，该密闭腔体为真空状态，这样可以减少热量的损失，提高热能转换率。

本实施例二中，透明盖板107的材质为高透光率钢化玻璃；边框108的材质为铝合金；热交换流道管102的材质为铜。

本实施例二中，保温层106的材质为酚醛泡沫。需要说明的是，本实施例一中保温层106的材质不仅局限于酚醛泡沫，也可以根据实际情况自由选取其他形式的材质，用以实现保温的功能，例如保温层的材质为聚氨酯泡沫；对于其他形式的材质本实施例一不再一一具体赘述。

本实施例二中，太阳能转换器还包括热水存储箱(未示出)，热交换流道管102的进水口103与出水口104均与热水存储箱相连通。

本实施例二中，太阳能转换器还包括支架(未示出)，背板105设置在支架上。该支架可以调整倾斜角度，以增加集热板芯100吸收的总热量。

本实施例二中，太阳能转换器的工作原理为：

首先需要说明的是，平板微热管是一种导热能力超强的导热管件，当它的一端受热后，热量便会从该端传导到另一端，也就是说它的导热具有方向性。当第一面板101的下端受热后，液体流道110内的传热介质便吸收第一面板101和第二面板109的热量，从液态变为气态，气态的传热介质在压差的作用下流向第一面板101的上端，气态的传热介质将热量传递给热交换流道管102后，气态的传热介质便凝结成液态，液态的传热介质在重力的作用下，便重新回到第一面板101的下端，而热交换流道管102则将热量传递给在其内流动的冷水。

综上所述，本发明实施例二提供的太阳能转换器具有运行可靠、成本适宜、实用性强、安装方便的特点，并且它大大提高了集热速率，并且热传效率高，热量传导过程中散热损失小，安全性高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种太阳能转换器，其特征在于，包括集热板芯和热交换流道管；所述集热板芯包括第一面板，所述第一面板为平板微热管；所述第一面板与所述热交换流道管连接，所述热交换流道管位于所述第一面板的上端；所述热交换流道管的两端分别为进水口和出水口；

还包括第二面板，所述第二面板为平板微热管；所述第一面板的边缘和所述第二面板的边缘密封连接，所述第一面板和所述第二面板之间设置有多个液体流道，多个所述液体流道之间相互连通；所述热交换流道管位于所述第一面板和所述第二面板之间，且所述热交换流道管穿过所述液体流道；

所述液体流道内装有传热介质。

2.根据权利要求1所述的太阳能转换器，其特征在于，所述传热介质为甲醇、乙醇或丙酮。

3.根据权利要求1所述的太阳能转换器，其特征在于，还包括背板，所述集热板芯设置在所述背板上。

4.根据权利要求3所述的太阳能转换器，其特征在于，还包括保温层，所述保温层设置在所述背板的上表面，所述保温层位于所述背板和所述集热板芯之间。

5.根据权利要求3或4所述的太阳能转换器，其特征在于，还包括透明盖板和边框；所述边框与所述背板固定连接；所述透明盖板与所述边框固定连接，且所述透明盖板位于所述集热板芯的上方。

6.根据权利要求5所述的太阳能转换器，其特征在于，所述透明盖板的材质为高透光率钢化玻璃；所述边框的材质为铝合金。

7.根据权利要求4所述的太阳能转换器，其特征在于，所述保温层的材质为酚醛泡沫。

8.根据权利要求3所述的太阳能转换器，其特征在于，还包括支架，所述背板设置在所述支架上。