CN105429593B - 一种被动光伏散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被动光伏散热器，包括散热板、散热管、旋流加速器和水冷箱。散热管呈螺旋形，分布于散热板表面，内部中空，底端装有旋流加速器，用以加快散热管内部介质流通速度，提高散热效率。本发明的光伏散热器结构简单，占用空间小，节能环保，能实现快速、稳定的散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏散热器，尤其是一种被动散热的光伏散热器，属于太阳能应用技术领域。
背景技术
近年来，随着传统化石能源日益紧缺，人们越来越关注新能源的开发利用。太阳能作为新一代清洁可再生能源，有着普遍性、永久性、无污染性等优点。因而利用太阳能转化电能的光伏技术成为当前一大热点技术。
光伏发电系统存在发热严重，散热困难的特点。尤其是设备中的光电转换装置，随着工作时间的增加，温度会持续升高，如果不及时散热，会影响整个发电系统的正常运转。现有技术中有许多光伏散热方式，大致可分为主动散热和被动散热两种方式，但主动散热一方面需要消耗能源，不符合光伏产品节能环保的理念，另一方面噪声较大，不适合家用，会大大影响光伏产品的市场拓展；而被动散热大多存在结构复杂，体积庞大，安装困难的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、节能环保、快速有效的被动光伏散热器。
为了实现上述目标，本发明提供如下的技术方案：
一种被动光伏散热器，包括：散热板，形状为方形或圆形；散热管，呈螺旋形，平铺于散热板上，进气端位于螺旋最外圈，出气端位于螺旋最内圈；进气端沿水平方向延伸至散热板一侧；出气端延散热板垂直方向延伸5-8cm；水冷箱，为圆柱形、棱柱形或圆台形；水冷箱中部垂直方向设有圆形通路，直径与散热管直径一致，散热管垂直段通过水冷箱中心通路；旋流加速器，与散热管进气端连接。通过旋流加速器辅助散热管，实现良好的散热效果。
进一步地，散热管可垂直分布于散热板上。
另，水冷箱可距离散热管螺旋段3-5cm放置，也可紧贴散热管螺旋段放置。
再，散热板表面形成有用于安放散热管的凹槽，凹槽深度等于散热管直径的1/3。
又有，散热管外部可添加散热片。
此外，旋流加速器包括文丘里管和蜗壳；文丘里管包括扩张段、收缩段和喉管；扩张段和收缩段均为中空圆台形；二者同轴，面积较小的一端相连通；喉管位于扩张段，呈圆柱形，垂直安放于扩张段外壁一侧，与扩张段连通；喉管中心线距离扩张段和收缩段连接处8-10mm；喉管半径等于扩张段或收缩段连通处剖面半径；蜗壳有两个开口，一个进料口，一个出料口；进料口位于蜗壳侧面呈方形，出料口位于蜗壳顶部，呈圆形；蜗壳内腔的型线采用对数螺旋线；文丘里管扩张段相对收缩段的另一端与散热管相配合并相互连通，连接处为密封连接；收缩段相对扩张段的另一端与蜗壳出料口相配合并相互连通，连接处为密封连接。
再有，散热管终止端延伸段端口、喉管以及蜗壳进料口均连接有散热介质。
进一步地，散热介质为空气、水或油。
使用方法：将散热板连接至光伏系统发热处，散热板尽量水平放置，减小重力作用。散热介质进入蜗壳，经过蜗壳收缩加速，增加旋转能力，再进入文丘里管收缩段，随着收缩段截面逐渐减小，介质压力和旋转力逐步增加，当到达收缩段与扩张段连通处时，压力和旋转力达到极致，喉管处的连接的散热介质被负压吸入扩张段，增加介质流速，从而提高散热速度。
本发明的有益之处在于：本发明的被动光伏散热器，运用散热板和散热管相结合的结构，散热介质在中空的散热管中流动，有效带走热量。同时，使用旋流加速器，加快散热管中散热介质（空气、水等）的流动速度，提高散热效率。由于旋流加速器利用介质受热后产生的压力差，能在一定程度上自我调节介质加速度的大小，起到一定的稳定散热效果的作用。
附图说明
图1 是本发明的一种被动光伏散热器的一个具体实例的结构示意图；
图2是本发明的一种被动光伏散热器的文丘里管的结构示意图；
图3是本发明的一种被动光伏散热器的蜗壳的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
参见图1，本发明的一种被动光伏散热器包括散热板1，形状为圆形。散热管2，呈螺旋形，平铺于散热板1上，进气端位于螺旋最外圈，出气端位于螺旋最内圈。进气端沿水平方向延伸至散热板1一侧。出气端延散热板1垂直方向延伸7cm处。水冷箱3，为立方形。水冷箱3中部垂直方向设有圆形通路，直径与散热管2直径一致，散热管2垂直段通过水冷箱3的中心通路。水冷箱3与散热管2螺旋段距4cm。 旋流加速器4，与散热管2进气端连接。散热板1表面形成有用于安放散热管2的凹槽，凹槽深度等于散热管2直径的1/3。旋流加速器4包括文丘里管40和蜗壳41。
参见图2，文丘里管40包括扩张段401、收缩段400和喉管402；扩张段401和收缩段400均为中空圆台形；二者同轴，面积较小的一端相连通；喉管402位于扩张段401，呈圆柱形，垂直安放于扩张段401外壁一侧，与扩张段401连通；喉管402中心线距离扩张段401和收缩段400连接处8-10mm；喉管半径等于扩张段401和收缩段400连通处剖面半径；
参见图3，蜗壳41有两个开口，一个进料口410，一个出料口411。进料口410位于蜗壳41侧面呈方形，出料口411位于蜗壳41顶部，呈圆形。蜗壳41内腔的型线采用对数螺旋线。
文丘里管扩张段401相对收缩段400的另一端与散热管2相配合并相互连通，连接处为密封连接；收缩段400相对扩张段401的另一端与蜗壳出料口411相配合并相互连通，连接处为密封连接。
再有，所述散热管2终止端延伸段端口、喉管402以及蜗壳进料口410均连接有散热介质（水、空气或油）。
本实施例使用方法：将散热板1连接至光伏系统发热处，散热板1尽量水平放置，减小重力作用。散热介质进入蜗壳41，经过蜗壳41收缩加速，增加旋转能力，再进入文丘里管收缩段400，随着收缩段400截面逐渐减小，介质压力和旋转力逐步增加，当到达收缩段400与扩张段401连通处时，压力和旋转力达到极致，喉管402处的连接的散热介质被负压吸入扩张段401，增加介质流速，从而提高散热速度。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (6)
1.一 种被动光伏散热器，其特征在于，包括：散热板，形状为方形或圆形；散热管，呈螺旋形，平铺于散热板上，进气端位于螺旋最外圈，出气端位于螺旋最内圈；进气端沿水平方向延伸至散热板一侧；出气端延散热板垂直方向延伸5-8cm；水冷箱，为圆柱形、棱柱形或圆台形；水冷箱中部垂直方向设有圆形通路，直径与散热管直径一致，散热管垂直段通过水冷箱中心通路；旋流加速器，与散热管进气端连接；所述旋流加速器包括文丘 里管和蜗壳；文丘里管包括扩张段、收缩段和喉管；扩张段和收缩段均为中空圆台形；二者同轴，面积较小的一端相连通；喉管位于扩张段，呈圆柱形，垂直安放于扩张段外壁一侧，与 扩张段连通；喉管中心线距离扩张段和收缩段连通处8-10mm；喉管半径等于扩张段或收缩 段连通处剖面半径；蜗壳有两个开口，一个进料口，一个出料口；进料口位于蜗壳侧面呈方形，出料口位于蜗壳顶部，呈圆形；蜗壳内腔的型线采用对数螺旋线；文丘里管扩张段相对收缩段的另一端与散热管相配合并相互连通，连接处为密封连接；收缩段相对扩张段的另一端与蜗壳出料口相配合并相互连通，连接处为密封连接，所述散热管终止端延伸段端口、喉管以及蜗壳进料口均连接有散热介质。
2.根据权利要求1所述的一种被动光伏散热器，其特征在于，所述散热管可垂直分布于散热板上。
3.根据权利要求1所述的一种被动光伏散热器，其特征在于，所述水冷箱可距离散热管螺旋段3-5cm放置，也可紧贴散热管螺旋段放置。
4.根据权利要求1所述的一种被动光伏散热器，其特征在于，所述散热板表面形成有用于安放散热管的凹槽，凹槽深度等于散热管直径的1/3。
5.根据权利要求1所述的一种被动光伏散热器，其特征在于，所述散热管外部可添加散热片。
6.根据权利要求1所述的一种被动光伏散热器，其特征在于，所述散热介质为空气、水或油。
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