CN201779880U - 太阳能集热器 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能集热器，包括向阳面为高透光玻璃的密封扁平盒体，该扁平盒体的内部为真空腔室，该真空腔室内设有用于支撑扁平盒体上下面板的支撑件，真空腔室内还设有吸热器，吸热器由分流管、汇流管及连接于分流管和汇流管两者之间的吸热扁管组成，所述分流管、汇流管及吸热扁管内均充有液态吸热介质，所述吸热扁管至少由两根组成，且各吸热扁管宽度之和为扁平盒体总宽度的75％～95％；各吸热扁管并列布置，并在分流管与汇流管之间构成并联通道；所述吸热扁管为扁平管状体，在横截面上吸热扁管内的扁平通道沿扁平的宽度方向被分割成至少两个独立通道，吸热扁管的向阳面上涂覆有高辐射率的吸热层。本方案有效提高了真空平板太阳能集热器的整体吸热效率。

Description

太阳能集热器
技术领域
本实用新型属于太阳能集热利用领域，涉及一种太阳能集热器。
背景技术
把太阳能转换成热能主要依靠集热器。目前太阳能集热器主要有真空管集热器、热管集热器和真空平板集热器三种。
中国专利CN101737960A公开了一件名称为《真空平板式太阳能集热器》的发明专利申请。其结构是具有一面由高透光玻璃构成的封闭式扁平盒体，盒体内为真空腔室，真空腔室中设有光吸收换热板，盒体上下两面板之间设有若干加强支撑，该支撑须穿过光吸收换热板上的通孔置于盒体上下两面板之间。光吸收换热板为涂镀有光吸收膜层，并设有工质传热循环管道的管板结合体。该真空平板式太阳能集热器虽然能够将太阳能转化成热能，但由于其光吸收换热板是由工质传热循环管和换热板结合而成，因此工质的直接受热面积有限，而换热板上远端的热量需要经过一段路径传热才能至工质传热循环管上，影响集热器整体吸热效率。
另一类集热器采用真空集热管或热管吸热，这是目前国内市场内常见的产品。这类集热器有传热效率高的突出优点，但真空集热管或热管的直接受热面仅为集热管或热管的内管表面，再考虑到实际管子之间都有一定的间距，这使集热器的有效受热面积与整个集热器的面积之比仅仅约为60％，这对集热器性能显然是不利的。
发明内容
本实用新型提供一种太阳能集热器，其目的是要解决现有真空平板太阳能集热器整体吸热效率低的问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能集热器，包括向阳面为高透光玻璃的密封扁平盒体，该密封扁平盒体的内部为真空腔室，该真空腔室内设有用于支撑扁平盒体上下面板的支撑件，真空腔室内还设有吸热器，所述吸热器由分流管、汇流管及连接于分流管和汇流管两者之间的吸热扁管组成，所述分流管、汇流管及吸热扁管内均充有液态吸热介质，所述吸热扁管至少由两根组成，且各吸热扁管宽度之和为扁平盒体总宽度的75％～95％；各吸热扁管并列布置，并在分流管与汇流管之间构成并联通道；所述吸热扁管为扁平管状体，在横截面上吸热扁管内的扁平通道沿扁平的宽度方向被分割成至少两个独立通道，吸热扁管扁平管状体的向上扁平面作为向阳面，吸热扁管的向阳面上涂覆有高辐射率的吸热层。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述支撑件为支撑柱，该支撑柱为多个，设于相邻两吸热扁管之间。该支撑件也可以为吸热扁管的向阳面和背阳面上一体成型的凸筋。支撑件用于提高密封扁平盒体强度，以承受因腔体抽真空而形成的内外气压差。
2、上述方案中，背阳面上涂覆有低辐射率的涂料层。从而使吸热扁管因吸收太阳能产生温升，而幅射的热量会因表面幅射率的减小而尽可能地减小，这将可减少集热器通过背面的散热损失。
3、上述方案中，所述吸热器经高热阻材料的固定块固定悬置于真空腔室内。悬置于真空腔室内的吸热器在吸热扁管、分流管和汇流管上通过固定块进行多点支撑，固定块采用高热阻材料，可以有效减少传导热损失。
4、上述方案中，所述吸热扁管置于分流管和汇流管两者之间，并经分流管和汇流管与外界连通，由吸热扁管管内的工质携带热量与外界进行交换，实现太阳能集热器集热的目的。
5、上述方案中，所述扁平盒体由高透光玻璃和下壳体构成，所述下壳体的内侧壁上有高反射率膜层或/和绝热层。所述密封扁平盒体的背阳面的盒体材质可以为内侧有高反射率涂膜的玻璃或其它非金属材料，从而可以使吸热器背面发出的幅射热量反射回来，而不致从盒底透射出去，散发到集热器外。也可以采用内侧有高反射率涂膜且带有绝热层的金属材料，同样可以使吸热器背面发出的幅射热量反射回来，且盒体内侧在吸收上述幅射后，经金属盒底散热的热阻加大，从而减少经盒底的散热损失。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、由于本实用新型的吸热扁管为扁平管状体，该扁平管状体内直接盛放液态工质，使得集热器的有效受热面积的宽度加大，且不需再经过换热板导热，同时液态工质的受热面积也大大增加，从而大大提高了在整体面积内的采光受热利用率。
2、由于本实用新型吸热扁管的内部在吸热扁管的宽度方向上分割成至少两个的独立通道，以便优选该独立通道的高宽比，使液态工质在管内的流通时获得较大的换热系数和较小的流动阻力，从而取得最佳的集热效果。
3、本实用新型当采用支撑柱时，该支撑柱可布局在吸热扁管之间的空隙中间，容易实施；当采用在吸热扁管向阳面和背阳面分别加支撑凸筋时，装配工艺更为简便。由于采用了支撑，扁平盒体的上下两面可承受盒体内外的压差，而不致变形破裂。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图；
附图2为附图1的A-A向剖视图；
附图3为本实用新型用吸热扁管的截面示意图；
附图4为本实用新型用带支撑凸筋的吸热扁管的截面示意图；
附图5为太阳能集热器工作原理示意图；
附图6为太阳能集热器工作原理示意图(带热交换器)。
以上附图中：1、扁平盒体；2、真空腔室；3、高透光玻璃；4、吸热器；5、支撑柱；6、分流管；7、吸热扁管；8、汇流管；9、独立通道；10、固定块；12、进水口；13、出水口；14、水箱；15、热交换器；16、凸筋。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例：
如图1～4所示，一种太阳能集热器，包括向阳面为高透光玻璃3的密封扁平盒体1，该密封扁平盒体1的内部为真空腔室2，真空腔室2内还设有吸热器4，所述吸热器4由分流管6、汇流管8及连接于分流管6和汇流管8两者之间的吸热扁管7组成，所述分流管6、汇流管8及吸热扁管7内均充有液态吸热介质，所述吸热扁管7至少由两根组成，且各吸热扁管宽度之和占扁平盒体1总宽度的75％～95％；各吸热扁管7并列布置，并在分流管6与汇流管8之间构成并联通道；所述吸热扁管7为扁平管状体，在横截面上吸热扁管7内的扁平通道沿扁平的宽度方向被分割成至少两个独立通道9，吸热扁管7扁平管状体的向上扁平面作为向阳面，吸热扁管7的向阳面上涂覆有高辐射率的吸热层。所述吸热扁管7的背阳面上涂覆有低辐射率的涂料，从而最大限度的降低吸热扁管7向外辐射散热。真空腔室2内还设有用于支撑扁平盒体1上下面板之间空间的支撑件，所述支撑件为支撑柱5，该支撑柱5为多个，设于相邻两吸热扁管7之间。如图4所示，该支撑件也可以为吸热扁管7的向阳面和背阳面上一体成型的凸筋16。支撑柱7或凸筋16用于强化支撑密封扁平盒体1的上下两面板的承压能力，该压力是因腔体抽真空后与外界气压的压差而产生的。
吸热器4置于真空腔室2内，并在吸热扁管7、分流管6和汇流管8上通过经高热阻材料的固定块10进行多点支撑，固定块10采用高热阻材料，可以有效减少传导热损失。
所述吸热扁管7置于分流管6和汇流管8两者之间，并经分流管6和汇流管8与外界连通，如图5、图6所示，由吸热扁管7管内的工质携带热量与外界水箱14进行交换，低温工质从水箱14内经进水口12进入到分流管6，吸热扁管7与分流管6连通，在太阳能集热器吸热后，工质温度升高，从吸热扁管7内上升至汇流管8内，并经出水口13循环到水箱14内，实现太阳能集热器集热的目的。当工质为水时，水箱14内为水；当工质为其他液态介质时，如图7所示，可在水箱14内加设一热交换器15，液态介质加热水箱中的水，从而实现太阳能集热器集热的目的。
所述密封扁平盒体1的向阳面为高透光玻璃板3，而其背阳面的下壳体材质可以为内侧有高反射率涂膜的玻璃或其它非金属材料，从而减少吸热器背面幅射的热量经下壳体向外散失到环境中去。所述扁平盒体1的下壳体体也可为内侧有高反射率涂膜且带有绝热层的金属材料，其作用有二，一为减少幅射吸热，一为增大从吸热面向外散热的热阻。
扁平管状吸热扁管与光吸收换热板在相同的面积下，扁平管状吸热扁管内液态工质的直接受热面较大，吸热扁管吸收热量后直接导热给液态工质，而不需再经过换热板导热，大大提高了在整体面积内的采光受热利用率。在横截面上吸热扁管内的扁平通道沿扁平的宽度方向被分割成至少两个独立通道，起到支撑作用，使得管体外真空时，扁平吸热扁管仍不会变形，另外，在吸热扁管管体内部分割成多个独立通道，便于液态工质在管内的流通，进而提高了采光受热利用率。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种太阳能集热器，包括向阳面为高透光玻璃(3)的密封扁平盒体(1)，该密封扁平盒体(1)的内部为真空腔室(2)，该真空腔室(2)内设有用于支撑扁平盒体(1)上下面板的支撑件，真空腔室(2)内还设有吸热器(4)，其特征在于：所述吸热器(4)由分流管(6)、汇流管(8)及连接于分流管(6)和汇流管(8)两者之间的吸热扁管(7)组成，所述分流管(6)、汇流管(8)及吸热扁管(7)内均充有液态吸热介质，所述吸热扁管(7)至少由两根组成，且各吸热扁管宽度之和为扁平盒体(1)总宽度的75％～95％；各吸热扁管(7)并列布置，并在分流管(6)与汇流管(8)之间构成并联通道；所述吸热扁管(7)为扁平管状体，在横截面上吸热扁管(7)内的扁平通道沿扁平的宽度方向被分割成至少两个独立通道(9)，吸热扁管(7)扁平管状体的向上扁平面作为向阳面，吸热扁管(7)的向阳面上涂覆有高辐射率的吸热层。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述支撑件为支撑柱(5)，该支撑柱(5)为多个，设于相邻两吸热扁管(7)之间。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述支撑件为吸热扁管(7)的向阳面与背阳面上一体成型的凸筋(16)。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述吸热扁管(7)的背阳面上有低辐射率的表层。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述扁平盒体(1)由高透光玻璃(3)和下壳体构成，所述下壳体的内侧壁上有高反射率膜层或/和绝热层。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述吸热器(4)经高热阻材料的固定块(10)固定悬置于真空腔室(2)内。
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