CN210569289U - 平板太阳集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平板太阳集热器，包括边框、安装在边框顶部的盖板、设置在盖板下方的换热结构和设置在保温边框内的保温层，所述盖板和保温层均采用二氧化硅气凝胶材质，且所述盖板采用高透光率气凝胶。本实用新型的集热器由于采用气凝胶盖板，不存在盖板破损的风险，同时阳光可直射集热管，保温隔热性能较好；采用直通式的集热管，可使得集热管形成多联通结构，一方面增大了换热面积，增加换热效率，也方便清除水垢；外管采用透明气凝胶管，具有较好的透光性，保温性能也较好，同时内管采用硬质金属管，导热能力更好，同时强度较高，装配简单，不易碎裂。

Description

平板太阳集热器

技术领域

本实用新型涉及平板太阳能技术领域，尤其涉及一种平板太阳集热器。

背景技术

随着传统能源的越来越枯竭，太阳能的利用越来越受到重视，开发出了各种各样的太阳能集热器。最早一代的太阳能集热器是平板式集热器，是由型材边框、玻璃盖板、吸热板芯、侧保温、底板等组成，换热效率低，极大的依附吸热盘管与吸热蓝膜的热交换。这种集热器由于吸热层与玻璃面板之间没有保温，因此，保温效果不好，不能达到高温，在冬天使用效果更差。平板式集热器逐渐被真空管集热器所取代，真空管集热器由作为保温层的外管和作为吸热层的内管组成，外管与内管之间采用真空隔热，保温效果相对较好，但是存在安装不方便、容易损坏的缺点。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种平板太阳集热器，具有较好的保温效果，替换传统玻璃盖板，不易损坏。

本实用新型的技术方案如下：

一种平板太阳集热器，包括边框、安装在边框顶部的盖板、设置在盖板下方的换热结构和设置在保温边框内的保温层，所述盖板和保温层均采用二氧化硅气凝胶材质，且所述盖板采用高透光率气凝胶。

一种平板太阳集热器，所述换热结构为联箱换热结构。

进一步的，所述联箱换热结构包括安装在边框上下端的两联箱、安装在两所述联箱间的集热管，所述集热管为气凝胶直通集热管。

进一步的，所述联箱内设置一联箱内胆，且联箱内胆两端均设置进出水口，所述进出水口穿过并伸出边框，所述联箱内腔在联箱内胆外填充有保温发泡层。

进一步的，所述气凝胶直通集热管包括外管和内管，所述外管为高透二氧化硅气凝胶材质，所述内管为硬质导热金属材质，且内管表面涂覆有吸热涂层材料。

进一步的，所述内管的管壁厚度为1.5-3mm。

进一步的，所述外管管壁厚度为1.5-5mm。

本实用新型的有益效果：本申请的集热器中由于采用气凝胶盖板，不存在盖板破损的风险，同时阳光可直射集热管，保温隔热性能较好；采用直通式的集热管，可使得集热管形成多联通结构，一方面增大了换热面积，增加换热效率，也方便清除水垢；外管采用透明气凝胶管，具有较好的透光性，保温性能也较好，同时内管采用硬质金属管，导热能力更好，同时强度较高，装配简单，不易碎裂。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的采用集热管式的平板太阳集热器的结构示意图；

图2为气凝胶集热管的结构示意图；

图3为型材边框的结构示意图(省略了联箱和集热管)。

图中：1-边框；11-排水孔；12-盖板安装槽；2-联箱；21-联箱内胆；211-进出水口；22-保温发泡层；3-集热管；31-外管；32-内管；4-盖板；5-保温层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图3，一种平板太阳集热器，包括边框1、安装在边框1顶部的盖板4、设置在盖板4下方的换热结构和设置在保温边框内的保温层5，平板太阳能集热器结构与常规太阳能集热器结构一致，故相关结构和连接关系不再赘述，如换热结构为常规的吸热板，由吸热蓝膜与吸热铜管组成，吸热铜管内填充有吸热介质；盖板4和保温层5均采用二氧化硅气凝胶材质，厚度为2-5mm，且盖板4为高透光率气凝胶，透光率为80-95％。采用气凝胶替代传统平板式太阳能集热器中的玻璃盖板和保温层，既大大降低了整体的重量，避免了玻璃盖板易碎的缺陷，同时大大增强了保温性能。

参照图1和图3，图示了平板太阳集热器的改进形式，将常规换热结构替换改进为联箱换热结构，联箱换热结构包括安装在边框1上下端的两联箱2、安装在两所述联箱2间的集热管3，集热管3为气凝胶直通集热管。联箱2为常规联箱，结构类似，联箱2内设置一联箱内胆21，联箱内胆21为铝或不锈钢制，且联箱内胆21两端均设置(一体成型)进出水口211，进出水口211穿过并伸出边框1，联箱2内腔在联箱内胆21外填充有保温发泡层22，显然联箱2上还开设有集热管3插接的安装通孔(安装通孔采用密封圈进行密封)。

盖板4通过边框1顶部的盖板安装槽12安装在边框1顶部，同时在边框1两侧顶部于盖板4上方开设有若干排水孔11，避免盖板4上方积水。

参照图2，所述气凝胶直通集热管包括外管31和内管32，所述外管31为高透二氧化硅气凝胶材质(透光率80％-95％)，管壁厚度为1.5-5mm，其制备方法已知(制备工艺可参考专利CN 201210308477.7或现有相关文献)，在模具中老化干燥后套设在内管32上或在制备时将气凝胶裹覆内管后在模具中进行老化干燥；所述内管32为硬质导热金属材质(如不锈钢、铜等)，且内管32表面涂覆有吸热涂层材料(现有太阳能吸热材料)，管壁厚度为1.5-3mm(其他厚度也可)，内管采用硬质金属管，导热效率远大于玻璃，同时强度更高。使用时，与原有集热管类似，将外管插入到联箱插孔中即可。

通过采用高透气凝胶作为集热器的外管，避免了常规玻璃外管易碎的缺点，密度低因此质量较小，且富有一定的弹性，同时高透气凝胶具有较好的保温性能；同时采用气凝胶好，也可替换玻璃内管为金属硬管，装配时难度相对更低，同时金属管导热性能也更好。

采用两联箱设计，可在下联箱(安装时处于低处的联箱)处通水，上联箱(安装在高处的联箱)通过多个集热管和下联箱形成多连通结构(下联箱一个进出水口进水，上联箱两个进出水口均可出水)，方便收集热水的同时，水垢就要集中在集热管低处，也方便通过下联箱的另一进出水口排出，换热效率更高。

本申请中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平板太阳集热器，其特征在于：包括边框、安装在边框顶部的盖板、设置在盖板下方的换热结构和设置在保温边框内的保温层，所述盖板和保温层均采用二氧化硅气凝胶材质，且所述盖板采用高透光率气凝胶。

2.根据权利要求1所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述盖板和保温层厚度为2-5mm，且所述高透光率气凝胶的透光率为80-95％。

3.根据权利要求1或2所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述换热结构为联箱换热结构。

4.根据权利要求3所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述联箱换热结构包括安装在边框上下端的两联箱、安装在两所述联箱间的集热管，所述集热管为气凝胶直通集热管。

5.根据权利要求3所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述联箱内设置一联箱内胆，且联箱内胆两端均设置进出水口，所述进出水口穿过并伸出边框，所述联箱内腔在联箱内胆外填充有保温发泡层。

6.根据权利要求3所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述气凝胶直通集热管包括外管和内管，所述外管为高透二氧化硅气凝胶材质，所述内管为硬质导热金属材质，且内管表面涂覆有吸热涂层材料。

7.根据权利要求6所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述内管的管壁厚度为1.5-3mm。

8.根据权利要求6所述的平板太阳集热器，其特征在于：所述外管管壁厚度为1.5-5mm。

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