CN112532178A - 太阳能板相变液冷复合散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能板散热技术领域,具体为太阳能板相变液冷复合散热装置,包括光伏板,所述光伏板的背面固定连接有蒸发器,所述蒸发器的顶部固定连接有第一蒸汽管,所述蒸发器的底部固定连接有导管,所述导管远离蒸发器的一端固定连接有水模。本发明的优点在于:相变换热器与光伏板分离,降低了对相变材料品质的需求,水模内的水,可吸收光伏板无法利用的部分波长,增加了光的利用,通过设置热风烟囱和涡轮增压器,加快了蒸汽的流通速率,且可以自动调节降温速率,吸湿器吸附多余的蒸汽,维持真空度,保证蒸汽的快速流通,通过设置U型管,避免相变换热器内的蒸汽从U型管处排出,在相变换热板内设置酒精仓,加速相变材料的换热。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能板散热技术领域,特别是太阳能板相变液冷复合散热装置。
背景技术
太阳能板发电量受温度影响较大,所以在太阳能板发电过程中需要对其进行散热。
太阳能板主要是利用相变材料与其贴合进行散热,传统相变材料利用潜热大的优势,可据有较大的控温能力,但是,现有的相变材料散热存在以下的缺点:
现有的相变材料散热多与热源直接接触,类似于翅片,因此其体积受到了限制,为满足工作状况必须要有较高的导热系数与储热能力,这导致了其制作难度大,且成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供太阳能板相变液冷复合散热装置。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:太阳能板相变液冷复合散热装置,包括光伏板,所述光伏板的背面固定连接有蒸发器,所述蒸发器的顶部固定连接有第一蒸汽管,所述蒸发器的底部固定连接有导管,所述导管远离蒸发器的一端固定连接有水模,所述水模的顶部固定连接有第二蒸汽管;
所述光伏板的一侧固定连接有热风烟囱,所述热风烟囱的内壁转动连接有传动轴,所述传动轴的外表面固定连接有叶轮和第一齿轮,所述热风烟囱的一侧转动连接有第二齿轮,所述热风烟囱的内壁固定连接有导风板;
所述第一蒸汽管的一端固定连接有涡轮增压器,所述涡轮增压器的转轴处固定连接有第三齿轮,所述涡轮增压器的输出端固定连接有第三蒸汽管,所述第三蒸汽管的外表面设置有散热翅片,所述第三蒸汽管远离涡轮增压器的一端固定连接有相变换热器,所述相变换热器底部的一侧固定连接有U型管,所述U型管远离相变换热器的一端固定连接有第一水箱。
优选的,所述第二蒸汽管远离水模的一端与第一蒸汽管固定连接。
优选的,所述相变换热器包括箱体、相变换热板和酒精仓,所述箱体的内部固定连接有相变换热板,所述相变换热板的底部固定连接有酒精仓。
优选的,所述第一水箱的顶部设置有水泵,所述水泵的输出端固定连接有回流管,所述回流管远离水泵的一端固定连接有第二水箱,所述第二水箱一侧的底部固定连接有进水管。
优选的,所述相变换热器的输出端固定连接有余气管,所述余气管上设置有阀门,所述余气管的一端固定连接有接头,所述余气管通过设置在其一端的接头与吸湿器固定连接。
优选的,所述吸湿器内部填充的吸湿材料为硅胶。
本发明具有以下优点:
1、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过设置蒸发器和水模,借助蒸发器和水模内的水吸收热量蒸发,达到对光伏板散热的目的,从而将相变换热器与光伏板分离,从而在保证了较大热量传递空间的同时,降低了对相变材料品质的需求,制作难度低,从而降低了成本;
2、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过设置在光伏板的正面设置水模,且水模为一个透明玻璃的壳体,从而水模内的水对光伏板的正面进行散热同时,可以吸收光伏板无法利用的部分波长,加强光的反射和折射,从而增加了光的利用;
3、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过设置热风烟囱和涡轮增压器,热风烟囱吸收太阳的热量,对热风烟囱内的空气进行加热,空气受热开始出现自下而上的流动,从而带动其内部的叶轮旋转,为涡轮增压器提供动力,涡轮增压器对第一蒸汽管提供吸力,加快了蒸汽的流通速率,并且随着太阳温度的升降,热风烟囱内空气的温度随之变化,从而流动速度变化,使的涡轮增压器的转速随之变化,吸力也随之变化,具备自动调节降温速率的功能;
4、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过设置吸湿器,吸湿器内的硅胶可吸附相变换热器未能冷凝的蒸汽,从而维持整个密封环境的真空度,保证了蒸汽的快速流通,提高了冷却效率;
5、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过在相变换热器和第一水箱之间设置U型管,U型管自身的形状,使得其内部会存在一定量的液体,用来封闭U型管的内部,从而可以避免相变换热器内的蒸汽从U型管处排出的问题;
6、该太阳能板相变液冷复合散热装置,通过在相变换热板内设置酒精仓,酒精仓内的酒精白天吸收相变材料的热量后气化,到晚上天气变凉后,再散发热量,从而加速相变材料的换热效率。
附图说明
图1为本发明第一视角的结构示意图;
图2为本发明图1中A处的结构放大示意图;
图3为本发明图1中B处的结构放大示意图;
图4为本发明第二视角的结构示意图;
图5为本发明热风烟囱的剖视结构示意图;
图6为本发明相变换热器的剖视结构示意图。
图中:1-光伏板,2-蒸发器,3-第一蒸汽管,4-导管,5-水模,6-第二蒸汽管,7-热风烟囱,8-传动轴,9-叶轮,10-第一齿轮,11-第二齿轮,12-导风板,13-涡轮增压器,14-第三齿轮,15-第三蒸汽管,16-散热翅片,17-相变换热器,1701-箱体,1702-相变换热板,1703-酒精仓,18-U型管,19-第一水箱,20-水泵,21-回流管,22-第二水箱,23-进水管,24-余气管,25-阀门,26-接头,27-吸湿器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图4所示,太阳能板相变液冷复合散热装置,它包括光伏板1,光伏板1的背面固定连接有蒸发器2,蒸发器2的顶部固定连接有第一蒸汽管3,蒸发器2的底部固定连接有导管4,使蒸发器2和水模5连通,导管4远离蒸发器2的一端固定连接有水模5,水模5为一个透明玻璃的壳体,设置在光伏板1正面,水模5内的水可对光伏板1的正面进行散热,并且水的存在,可以吸收光伏板无法利用的部分波长,加强光的反射和折射,从而增加了光的利用,水模5的顶部固定连接有第二蒸汽管6;
如图1、图2、图4和图5所示,光伏板1的一侧固定连接有热风烟囱7,热风烟囱7的表面为黑色,提高热风烟囱7的吸热率,从而对热风烟囱7内的空气进行加热,空气受热开始出现自下而上的流动,从而热风烟囱7内的空气会从热风烟囱7的顶部排出,热风烟囱7的内壁转动连接有传动轴8,传动轴8贯穿热风烟囱7的一侧,传动轴8的外表面固定连接有叶轮9和第一齿轮10,叶轮9位于热风烟囱7的内部,第一齿轮10位于热风烟囱7外部的一侧,热风烟囱7内部空气的流动带动叶轮9旋转,从而叶轮9通过传动轴8带动第一齿轮10旋转,热风烟囱7的一侧转动连接有第二齿轮11,第二齿轮11与第一齿轮10啮合,从而第二齿轮11随叶轮9的旋转而旋转,热风烟囱7的内壁固定连接有导风板12,使热风烟囱7内的空气吹向叶轮9的一侧,减小风力的冲突,从而加快叶轮9的旋转速度;
如图1、图2和图4所示,第一蒸汽管3的一端固定连接有涡轮增压器13,涡轮增压器13内转动连接有转轴,转轴表面设置有涡轮,涡轮增压器13的转轴处固定连接有第三齿轮14,第三齿轮14与第二齿轮11啮合,从而叶轮9受风力旋转,带动第三齿轮11旋转,从而带动涡轮增压器13内部的涡轮旋转,使涡轮增压器13对第一蒸汽管3施加吸力,加快蒸汽的流动,从而加快降温的速率,涡轮增压器13的输出端固定连接有第三蒸汽管15,第三蒸汽管15的外表面设置有散热翅片16,第三蒸汽管15远离涡轮增压器13的一端固定连接有相变换热器17,相变换热器17使蒸汽冷凝为液体,相变换热器17底部的一侧固定连接有U型管18,相变换热器17通过U型管18将冷凝的液体排出,U型管18自身的形状,使得其内部会存在一定量的液体,用来封闭U型管18的内部,从而可以避免相变换热器17内的蒸汽从U型管18处排出的问题,U型管18远离相变换热器17的一端固定连接有第一水箱19,用来回收冷凝后的液体。
作为本发明一种优选技术方案,如图4所示,第二蒸汽管6远离水模5的一端与第一蒸汽管3固定连接,使水模5内的蒸汽与蒸发器2内的蒸汽汇合。
作为本发明一种优选技术方案,如图6所示,相变换热器17包括箱体1701、相变换热板1702和酒精仓1703,箱体1701的内部固定连接有相变换热板1702,相变换热板1702使由多块金属板组成的封闭盒体,盒体内填充有相变材料,相变换热板1702在箱体1701内交叉分布,使得箱体1701内部形成一个S形的气体通道,气体通道的底部与U型管18连接,相变换热板1702的内部设置有酒精仓1703,酒精仓1703内填充有酒精,酒精在白天吸收相变材料的热量后气化,到晚上天气变凉后,再散发热量,从而加速相变材料的换热效率。
作为本发明一种优选技术方案,如图1和图4所示,第一水箱19的顶部设置有水泵20,水泵20的输出端固定连接有回流管21,回流管21远离水泵20的一端固定连接有第二水箱22,水泵20将第一水箱19内的液体抽出,通过回流管21输送至第二水箱22内,第二水箱22一侧的底部固定连接有进水管23,进水管23与水模5的底部连接,第二水箱22内的液体随重力通过进水管23进入到水模5内,然后在通过导管4进入到蒸发器2内,从而将液体填充在蒸发器2和水模5内。
作为本发明一种优选技术方案,如图1和图3所示,相变换热器17的输出端固定连接有余气管24,余气管24上设置有阀门25,余气管24的一端固定连接有接头26,接头26的设置方便吸湿器27的拆装,余气管24通过设置在其一端的接头26与吸湿器27固定连接,吸湿器27为内部填充有硅胶的容器,相变换热器17内未能降温冷凝的多余蒸汽会通过余气管24进入到吸湿器27内,被吸湿器27内的硅胶吸收,从而维持整个密封环境的真空度,吸湿器27内的硅胶饱和后,可以将吸湿器27拆除,并对吸湿器27内的硅胶进行加热,从而可以重复利用。
作为本发明一种优选技术方案,吸湿器27内部填充的吸湿材料为硅胶,硅胶是一种高活性吸附材料,从而可做干燥材料,达到吸湿的目的。
本发明的工作过程如下:第二水箱22内的水通过进水管23进入到水模5内,然后再通过导管4进入到蒸发器2内,蒸发器2和水模5内的水分别吸收光伏板1正面和背面产生的热量,而后蒸发,分别通过第一蒸汽管3和第二蒸汽管6排出,热风烟囱7吸收太阳的热量,对热风烟囱7内的空气进行加热,空气受热开始出现自下而上的流动,从而热风烟囱7内的空气会从热风烟囱7的顶部排出,热风烟囱7内部空气的流动带动叶轮9旋转,第一齿轮10、第二齿轮11和第三齿轮14的配合,使得涡轮增压器13内的涡轮随叶轮9旋转,从而涡轮增压器13对第一蒸汽管3提供吸力,加快了蒸汽的流通速率,蒸汽经过散热翅片16和相变换热器17的冷却后,冷凝为水,通过U型管18进入第一水箱19内,水泵20再将第一水箱19内的水通过回流管21输送至第二水箱22内回收利用,而相变换热器17内未能降温冷凝的多余蒸汽会通过余气管24进入到吸湿器27内,被吸湿器27内的硅胶吸收,从而维持整个密封环境的真空度,吸湿器27内的硅胶饱和后,可以将吸湿器27拆除,并对吸湿器27内的硅胶进行加热,从而可以重复利用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:包括光伏板(1),所述光伏板(1)的背面固定连接有蒸发器(2),所述蒸发器(2)的顶部固定连接有第一蒸汽管(3),所述蒸发器(2)的底部固定连接有导管(4),所述导管(4)远离蒸发器(2)的一端固定连接有水模(5),所述水模(5)的顶部固定连接有第二蒸汽管(6);
所述光伏板(1)的一侧固定连接有热风烟囱(7),所述热风烟囱(7)的内壁转动连接有传动轴(8),所述传动轴(8)的外表面固定连接有叶轮(9)和第一齿轮(10),所述热风烟囱(7)的一侧转动连接有第二齿轮(11),所述热风烟囱(7)的内壁固定连接有导风板(12);
所述第一蒸汽管(3)的一端固定连接有涡轮增压器(13),所述涡轮增压器(13)的转轴处固定连接有第三齿轮(14),所述涡轮增压器(13)的输出端固定连接有第三蒸汽管(15),所述第三蒸汽管(15)的外表面设置有散热翅片(16),所述第三蒸汽管(15)远离涡轮增压器(13)的一端固定连接有相变换热器(17),所述相变换热器(17)底部的一侧固定连接有U型管(18),所述U型管(18)远离相变换热器(17)的一端固定连接有第一水箱(19)。
2.根据权利要求1所述的太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:所述第二蒸汽管(6)远离水模(5)的一端与第一蒸汽管(3)固定连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:所述相变换热器(17)包括箱体(1701)、相变换热板(1702)和酒精仓(1703),所述箱体(1701)的内部固定连接有相变换热板(1702),所述相变换热板(1702)的内部设置有酒精仓(1703)。
4.根据权利要求1所述的太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:所述第一水箱(19)的顶部设置有水泵(20),所述水泵(20)的输出端固定连接有回流管(21),所述回流管(21)远离水泵(20)的一端固定连接有第二水箱(22),所述第二水箱(22)一侧的底部固定连接有进水管(23)。
5.根据权利要求1所述的太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:所述相变换热器(17)的输出端固定连接有余气管(24),所述余气管(24)上设置有阀门(25),所述余气管(24)的一端固定连接有接头(26),所述余气管(24)通过设置在其一端的接头(26)与吸湿器(27)固定连接。
6.根据权利要求5所述的太阳能板相变液冷复合散热装置,其特征在于:所述吸湿器(27)内部填充的吸湿材料为硅胶。
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