CN107606801A - 具有波浪形集热板芯的太阳能集热板及其组成的系统集成 - Google Patents
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Abstract
一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板及其组成的系统集成，其中的太阳能集热板，包括外框、集热板芯、导热介质进口管、导热介质出口管、上部保温透光层和下部保温层；集热板芯包括集热板芯主体和多根导热介质流管；集热板芯为便于太阳光直射的波浪形集热板芯,导热介质流管的两端分别与导热介质进口管和导热介质出口管连通。本发明在无需光线角度跟踪系统的基础上，解决了现有技术中的集热板芯为平面设计，当太阳光的入射角度偏移时，集热效率显著降低的问题；本发明导热介质流管与集热板芯主体一体成型而成，解决了现有技术点状焊接或线状焊接焊的不连续性，造成热传导效率较低，严重影响吸热效率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其是涉及一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板及其组成的系统集成。
背景技术
无论在居民生活、现代办公还是在工业领域中，冷热源系统均消耗了大量的能源。现有技术中的冷热源系统大多由煤炭、油气等化石能源提供，在消耗大量经济财富的同时，也带来了严重的环境污染。
太阳能冷热源系统正是为了解决上述问题而诞生的，并且已经取得了显著的效果。但是，由于现有技术中的冷热源系统的固有缺陷，造成太阳能的转换、储存效率不高，造成现有技术中的太阳能冷热源系统造价高昂，利用效率低，普及困难。其中，如何大幅度的提高太阳能集热板的集热效率，是太阳能冷热源系统及其相关领域中急需解决的热点问题。
其中，集热板芯是太阳能集热板中的关键部件之一，现有技术中的集热板芯为平面设计，当太阳光的入射角度偏移时，如果没有光线角度跟踪系统，就会造成太阳光无法在集热板芯上直射，造成集热效率显著降低；而光线角度跟踪系统又造价高昂，且容易损害，运行成本巨大。
另外，现有技术中的集热板芯，其中集热板芯中的导热介质流管与集热板芯本身是两部分，然后用点状焊接焊接在一起，由于焊接的不连续性，造成二者之间的热传导效率较低，严重影响了整个太阳能集热板的吸热效率。
发明内容
本发明的目的在于设计一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板及其组成的系统集成，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，包括外框、集热板芯、导热介质进口管、导热介质出口管、上部保温透光层和下部保温层；
所述集热板芯、所述上部保温透光层和所述下部保温层设置于所述外框内，所述集热板芯的上部设置所述上部保温透光层，所述集热板芯的下部设置所述下部保温层；所述集热板芯位于所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间内；所述导热介质进口管和所述导热介质出口管均密封接出所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间；
所述集热板芯为便于太阳光直射的波浪形集热板芯,所述集热板芯包括集热板芯主体和多根导热介质流管；所述导热介质流管的两端分别与所述导热介质进口管和所述导热介质出口管连通。
优选的，所述波浪形集热板芯的波峰和波谷均为半圆。
优选的，所述集热板芯为铝合金，所述波浪形集热板芯的厚度为1.2mm-5mm，其波峰或波谷的半径为0.5cm-5cm。
优选的，所述导热介质流管为沿板芯波浪方向长度为0.3cm-3cm的长弧形通道，相互之间间隔0.3mm-1mm。
优选的，所述导热介质流管为设置在所述集热板芯主体中的通道，所述导热介质流管与所述集热板芯主体一体成型而成。
一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，包括所述外框贴合在一起的M个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其中M为自然数并且大于等于2；
相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙的上部设有上部密封条。
优选的，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙的下部设有下部密封条，所述上部密封条和所述下部密封条将相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙围成密闭空间。
优选的，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的外框之间的间隙小于3mm。
优选的，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管之间互相密封插接；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管之间互相密封插接。
优选的，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管之间通过密封卡扣互相密封连通；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管之间通过密封卡扣互相密封连通。
本发明中的太阳能集热板包括外框、集热板芯、导热介质进口管、导热介质出口管、上部保温透光层和下部保温层，所述导热介质进口管和所述导热介质出口管分别与所述集热板芯中的导热介质流管连通；所述集热板芯、所述上部保温透光层和所述下部保温层设置于所述外框内，所述集热板芯的上部设置所述上部保温透光层，所述集热板芯的下部设置所述下部保温层；所述集热板芯位于所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间内；所述导热介质进口管和所述导热介质出口管均密封接出所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间。
本发明的有益效果可以总结如下：
1、本发明在无需光线角度跟踪系统的基础上，解决了现有技术中的集热板芯为平面设计，当太阳光的入射角度偏移时，造成集热效率显著降低的问题。
2、本发明导热介质流管与集热板芯主体一体成型而成，解决了现有技术中的集热板芯中的导热介质流管与集热板芯本身是两部分，由于点状焊接的不连续性，造成二者之间的热传导效率较低，严重影响太阳能集热板的吸热效率的问题。
附图说明
图1为一种平面型的太阳能集热板结构的剖面示意图。
图2为现有技术中太阳能集热板芯的俯视示意图。
图3为现有技术中集热板芯与导热介质流管结构的剖面示意图。
图4为一种平面型太阳能集热板芯的俯视示意图。
图5为一种平面型集热板芯与导热介质流管结构的剖面示意图。
图6为采用波浪形集热板芯的太阳能集热板结构的剖面示意图。
图7为波浪形集热板芯结构放大示意图。
图8为本发明太阳能集热板系统的俯视示意图。
图9为本发明太阳能集热板系统的前视示意图。
标号说明：
1、外框；2、集热板芯；3、导热介质进口管；4、导热介质出口管；5、上部保温透光层；6、下部保温层；7、导热介质流管；8、上部密封条；9、下部密封条。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、4-7所示的一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，包括外框1、集热板芯2、导热介质进口管3、导热介质出口管4、上部保温透光层5和下部保温层6；所述集热板芯2、所述上部保温透光层5和所述下部保温层6设置于所述外框1内，所述集热板芯2的上部设置所述上部保温透光层5，所述集热板芯2的下部设置所述下部保温层6；所述集热板芯2位于所述上部保温透光层5和所述下部保温层6围成的密闭空间内；所述导热介质进口管3和所述导热介质出口管4均密封接出所述上部保温透光层5和所述下部保温层6围成的密闭空间；所述集热板芯2为便于太阳光直射的波浪形集热板芯,所述集热板芯2包括集热板芯主体和多根导热介质流管7；所述导热介质流管7的两端分别与所述导热介质进口管3和所述导热介质出口管4连通。
在更加优选的实施例中，所述波浪形集热板芯的波峰和波谷均为半圆。在更加优选的实施例中，所述集热板芯2为铝合金，所述波浪形集热板芯的厚度为1.2mm-5mm，其波峰或波谷的半径为0.5cm-5cm。在更加优选的实施例中，所述导热介质流管7为沿板芯波浪方向长度为0.3cm-3cm的长弧形通道，相互之间间隔0.3mm-1mm。
在更加优选的实施例中，所述导热介质流管7为设置在所述集热板芯主体中的通道，所述导热介质流管7与所述集热板芯主体一体成型而成。
如图1、4-7所示的一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，包括所述外框1贴合在一起的M个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其中M为自然数并且大于等于2；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框1之间的间隙的上部设有上部密封条8。
在更加优选的实施例中，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框1之间的间隙的下部设有下部密封条9，所述上部密封条8和所述下部密封条9将相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框1之间的间隙围成密闭空间。在更加优选的实施例中，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的外框1之间的间隙小于3mm。在更加优选的实施例中，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管3之间互相密封插接；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管4之间互相密封插接。
在更加优选的实施例中，相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管3之间通过密封卡扣互相密封连通；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管4之间通过密封卡扣互相密封连通。
在某个具体的实施例中：
如图6-7所示的一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，包括外框1、集热板芯2、导热介质进口管3、导热介质出口管4、上部保温透光层5和下部保温层6；
所述集热板芯2、所述上部保温透光层5和所述下部保温层6设置于所述外框1内，所述集热板芯2的上部设置所述上部保温透光层5，所述集热板芯2的下部设置所述下部保温层6；所述集热板芯2位于所述上部保温透光层5和所述下部保温层6围成的密闭空间内；所述导热介质进口管3和所述导热介质出口管4均密封接出所述上部保温透光层5和所述下部保温层6围成的密闭空间；所述集热板芯2为铝合金，所述波浪形集热板芯的厚度d为1.2mm-5mm，其波峰或波谷的半径r为0.5cm-5cm；所述导热介质流管7为沿板芯波浪方向长度为0.3cm-3cm的长弧形通道，相互之间间隔l为0.3mm-1mm。所述集热板芯2包括集热板芯主体和多根导热介质流管7；所述导热介质流管7为设置在所述集热板芯主体中的通道，所述导热介质流管7与所述集热板芯主体一体成型而成，所述导热介质流管7的两端分别与所述导热介质进口管3和所述导热介质出口管4连通。如图6所示，本发明中，所述集热板芯2为便于太阳光直射的波浪形集热板芯，所述波浪形集热板芯的波峰和波谷均为半圆。如图7所示，本发明中，集热板芯2内设置有导热介质流管7，集热板芯2与导热介质流管7为一体成型的。
如图8所示的一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，包括所述外框1贴合在一起的3个所述超保温太阳能集热板，相邻两个所述超保温太阳能集热板的所述外框1之间的间隙的上部设有上部密封条8，下部设有下部密封条9，所述上部密封条8和所述下部密封条9将相邻两个所述超保温太阳能集热板的所述外框1之间的间隙围成密闭空间。相邻两个所述超保温太阳能集热板的外框1之间的间隙L小于3mm。相邻两个所述超保温太阳能集热板的所述导热介质进口管3之间通过密封卡扣互相密封连通；相邻两个所述超保温太阳能集热板的所述导热介质出口管4之间通过密封卡扣互相密封连通。
如图2-3所示，现有技术中的集热板芯2与导热介质流管7的俯视图，现有设计中，导热介质流管7通常为焊接到集热板芯2上。
本发明在无需光线角度跟踪系统的基础上，解决了现有技术中的集热板芯2为平面设计，当太阳光的入射角度偏移时，造成集热效率显著降低的问题。本发明导热介质流管7与集热板芯主体一体成型而成，解决了现有技术中的集热板芯2中的导热介质流管7与集热板芯2本身是两部分，由于点状焊接的不连续性，造成二者之间的热传导效率较低，严重影响太阳能集热板的吸热效率的问题。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其特征在于：包括外框、集热板芯、导热介质进口管、导热介质出口管、上部保温透光层和下部保温层；
所述集热板芯、所述上部保温透光层和所述下部保温层设置于所述外框内，所述集热板芯的上部设置所述上部保温透光层，所述集热板芯的下部设置所述下部保温层；所述集热板芯位于所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间内；所述导热介质进口管和所述导热介质出口管均密封接出所述上部保温透光层和所述下部保温层围成的密闭空间；
所述集热板芯为便于太阳光直射的波浪形集热板芯,所述集热板芯包括集热板芯主体和多根导热介质流管；所述导热介质流管的两端分别与所述导热介质进口管和所述导热介质出口管连通。
2.根据权利要求1所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其特征在于：所述波浪形集热板芯的波峰和波谷均为半圆。
3.根据权利要求2所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其特征在于：所述集热板芯为铝合金，所述波浪形集热板芯的厚度为1.2mm-5mm，其波峰或波谷的半径为0.5cm-5cm。
4.根据权利要求3所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其特征在于：所述导热介质流管为沿板芯波浪方向长度为0.3cm-3cm的长弧形通道，相互之间间隔0.3mm-1mm。
5.根据权利要求1所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其特征在于：所述导热介质流管为设置在所述集热板芯主体中的通道，所述导热介质流管与所述集热板芯主体一体成型而成。
6.一种具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，其特征在于：包括所述外框贴合在一起的M个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板，其中M为自然数并且大于等于2；
相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙的上部设有上部密封条。
7.根据权利要求6所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，其特征在于：相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙的下部设有下部密封条，所述上部密封条和所述下部密封条将相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述外框之间的间隙围成密闭空间。
8.根据权利要求6所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，其特征在于：相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的外框之间的间隙小于3mm。
9.根据权利要求6所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，其特征在于：相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管之间互相密封插接；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管之间互相密封插接。
10.根据权利要求6所述的具有波浪形集热板芯的太阳能集热板系统集成，其特征在于：相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质进口管之间通过密封卡扣互相密封连通；相邻两个所述具有波浪形集热板芯的太阳能集热板的所述导热介质出口管之间通过密封卡扣互相密封连通。
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