CN219674491U - 一种设置肋片的光伏光热空气集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种设置肋片的光伏光热空气集热器，包括有壳体、光伏电池、基板和肋片，其中壳体的顶部设置透光板，透光板下面是光伏电池，光伏电池贴附在基板上，基板下面是空气流道，肋片设置在空气流道内部。有益效果：本发明提供的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，肋片布置便捷，整体重量可接受，能够有效的解决空气对流换热系数低、空气出口温度低的问题，并提高装置的整体输出性能，大大提高太阳能的综合利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种空气集热器，特别涉及一种设置肋片的光伏光热空气集热器。
背景技术
光伏光热集热器是一种既能进行光电转换，又能进行光热转换的一种装置，光伏光热空气集热器交换热量的介质为空气，光伏光热空气集热器往往存在着空气对流传热系数低，换热效率较差，集热效率低等问题，从而大大降低装置的整体输出性能，针对光伏光热空气集热器亟需解决的问题，通过结构优化结合流体流动特性发明一种设置肋片的光伏光热空气集热器。
发明内容
本实用新型的主要目的是通过一种肋片结构的特殊布置提高光伏光热空气集热器光热转换率，进而提高太阳能光伏光热的综合利用率，以实现太阳能光热、光电转换率的协同提高、最大化利用太阳能。
本实用新型提供的设置肋片的光伏光热集热器包括有壳体、光伏电池、基板和肋片，其中壳体的顶部设置透光板，透光板下面是光伏电池，光伏电池贴附在基板上，基板下面是空气流道，肋片设置在空气流道内部。
壳体顶部的透光板由两层绒面钢化玻璃板组成，两层绒面钢化玻璃板之间设置为真空。
基板为三层结构，其中基板的顶层为透明的PET板，光伏电池通过EVA胶粘结在PET板上，基板的中层为吸收膜，基板的底层为高导热率的金属层。
基板中层的吸收膜为选择性吸收膜，吸收膜的材质为还原氧化石墨烯，吸收膜的太阳光吸收率为0.92，热发射率为4％。
最下层绒面钢化玻璃板与透明的PET板中间通过EVA胶粘接。
肋片由高导热率的金属板组成，肋片的顶端与基板底层的金属层相固连，肋片的底端固定在壳体的底板上，肋片设置有数排，其中奇数排肋片为垂直规则排布的肋片，偶数排肋片为从前向后依次与直排肋片呈左右夹角布置。
壳体的两侧板和底板内填充有保温材料。
本实用新型的工作原理：
本实用新型提供的新型光伏光热空气集热器工作时，太阳光透过两层绒面钢化玻璃板，一部分被光伏电池吸收产生电能，一部分经基板顶层的透明PET板照射在基板中间层的吸收膜上，由于吸收膜对环境的低发射率，对太阳光谱的高吸收比，此部分太阳光被高效率转化为热能，并且吸收膜对环境的辐射传热极低，吸收膜吸收的热量加热PET板、基板底部的金属层和肋片，此部分热能被PET板下侧空气高效吸收，同时极大的降低了光伏电池板的温度，提高了光电转换效率。
本实用新型提供的集热器既能够在风机的作用下采取主动方式运行，也能够依靠阳光以自然对流被动式方式运行。
风道内设置数排肋片，空气在基板底部的金属层、肋片和保温壳体所围成的流道内流动，根据管内流动换热的原理，流体在第一排肋片分割形成风道内流动，沿流动方向流体润湿的周边流动边界层将逐渐增厚，对流传热的热阻也逐渐增强，但肋片的长度有限，流动边界层平均厚度较薄，由于沿着流体流动方向上成排布置的肋片前后排之间肋片呈锐角布置，流体经前排的肋片分割高速流过后，会冲刷下一排肋片表面，而下一排肋片承接前部流动流体后，会重新生成流动边界层，而生成的流体边界层在前排肋片分流而来的流体冲刷下，边界层会造成很大的扰动，从而极大的改善了肋片表面的对流换热，按上述流动过程，流体从前至后，流体经分割沿肋片长度方向重新生成边界层，除了第一排肋片外后排肋片承接前部流体也重新生成边界层，而此肋片上的边界层也会受到前排肋片导流过来流体的高速冲击下边界层得到充分扰动，对流换热得到加强，此种布置的肋片结构，肋片表面形成的边界层较薄，而且受到极大扰动，对流换热得到极大增强，可以有效带走光伏电池的热量，降低光伏电池温度，提高光电转换率同时也提高了光热转换率。进而提高了太阳能的综合利用效率。
壳体顶部设置内部为真空的双层绒面钢化玻璃，能够有效降低经此面的导热热损失，壳体的保温材料能够有效减少集热器散热损失。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，肋片布置便捷，整体重量可接受，能够有效的解决空气对流换热系数低、空气出口温度低的问题，并提高装置的整体输出性能，大大提高太阳能的综合利用率。
附图说明
图1为本实用新型所述集热器整体结构示意图。
图2为本实用新型所述集热器局部结构示意图。
图3为本实用新型所述集热器俯视结构示意图。
图4为本实用新型所述肋片布置结构俯视图。
上图中的标注如下：
1、壳体2、光伏电池3、基板4、肋片5、透光板
6、保温材料。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示：
本实用新型提供的设置肋片的光伏光热集热器包括有壳体1、光伏电池2、基板3和肋片4，其中壳体1的顶部设置透光板5，透光板5下面是光伏电池2，光伏电池2贴附在基板3上，基板3下面是空气流道，肋片4设置在空气流道内部。
壳体1顶部的透光板5由两层绒面钢化玻璃板组成，两层绒面钢化玻璃板之间设置为真空。
基板3为三层结构，其中基板3的顶层为透明的PET板，光伏电池通过EVA胶粘结在PET板上，基板的中层为吸收膜，基板的底层为高导热率的金属层。
基板3中层的吸收膜为选择性吸收膜，吸收膜的材质为还原氧化石墨烯，吸收膜的太阳光吸收率为0.92，热发射率为4％。
最下层绒面钢化玻璃板与透明的PET板中间通过EVA胶粘接。
肋片4由高导热率的金属板组成，肋片4的顶端与基板3底层的金属层相固连，肋片4的底端固定在壳体1的底板上，肋片4设置有数排，其中奇数排肋片4为垂直规则排布的肋片，偶数排肋片4为从前向后依次与直排肋片呈左右夹角布置。
壳体1的两侧板和底板内填充有保温材料6。
本实用新型的工作原理：
本实用新型提供的新型光伏光热空气集热器工作时，太阳光透过两层绒面钢化玻璃板5，一部分被光伏电池吸收产生电能，一部分经基板顶层的透明PET板照射在基板中间层的吸收膜上，由于吸收膜对环境的低发射率，对太阳光谱的高吸收比，此部分太阳光被高效率转化为热能，并且吸收膜对环境的辐射传热极低，吸收膜吸收的热量加热PET板、基板3底部的金属层和肋片4，此部分热能被PET板下侧空气高效吸收，同时极大的降低了光伏电池板的温度，提高了光电转换效率。
本实用新型提供的集热器既能够在风机的作用下采取主动方式运行，也能够依靠阳光以自然对流被动式方式运行。
风道内设置数排肋片4，空气在基板3底部的金属层、肋片4和保温壳体1所围成的流道内流动，根据管内流动换热的原理，流体在第一排肋片4分割形成风道内流动，沿流动方向流体润湿的周边流动边界层将逐渐增厚，对流传热的热阻也逐渐增强，但肋片4的长度有限，流动边界层平均厚度较薄，由于沿着流体流动方向上成排布置的肋片4前后排之间肋片呈锐角布置，流体经前排的肋片4分割高速流过后，会冲刷下一排肋片4表面，而下一排肋片4承接前部流动流体后，会重新生成流动边界层，而生成的流体边界层在前排肋片4分流而来的流体冲刷下，边界层会造成很大的扰动，从而极大的改善了肋片4表面的对流换热，按上述流动过程，流体从前至后，流体经分割沿肋片4长度方向重新生成边界层，除了第一排肋片4外后排肋片4承接前部流体也重新生成边界层，而此肋片4上的边界层也会受到前排肋片4导流过来流体的高速冲击下边界层得到充分扰动，对流换热得到加强，此种布置的肋片4结构，肋片4表面形成的边界层较薄，而且受到极大扰动，对流换热得到极大增强，可以有效带走光伏电池的热量，降低光伏电池温度，提高光电转换率同时也提高了光热转换率。进而提高了太阳能的综合利用效率。
壳体1顶部设置内部为真空的双层绒面钢化玻璃，能够有效降低经此面的导热热损失，壳体1的保温材料6能够有效减少集热器散热损失。
Claims (5)
1.一种设置肋片的光伏光热空气集热器，其特征在于：包括有壳体、光伏电池、基板和肋片，其中壳体的顶部设置透光板，透光板下面是光伏电池，光伏电池贴附在基板上，基板下面是空气流道，肋片设置在空气流道内部，其特征在于：所述的肋片由高导热率的金属板组成，肋片的顶端与基板底层的金属层相固连，肋片的底端固定在壳体的底板上，肋片设置有数排，其中奇数排肋片为垂直规则排布的肋片，偶数排肋片为从前向后依次与直排肋片呈左右夹角布置。
2.根据权利要求1所述的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，其特征在于：所述的壳体顶部的透光板由两层绒面钢化玻璃板组成，两层绒面钢化玻璃板之间设置为真空。
3.根据权利要求1所述的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，其特征在于：所述的基板为三层结构，基板的顶层为透明的PET板，光伏电池通过EVA胶粘结在PET板上，基板的中层为吸收膜，基板的底层为高导热率的金属层。
4.根据权利要求3所述的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，其特征在于：所述的基板中层的吸收膜为选择性吸收膜，吸收膜的材质为还原氧化石墨烯，吸收膜的太阳光吸收率为0.92，热发射率为4％，最下层绒面钢化玻璃板与透明的PET板中间通过EVA胶粘接。
5.根据权利要求1所述的一种设置肋片的光伏光热空气集热器，其特征在于：所述的壳体两侧板和底板内填充有保温材料。
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