CN114484897B - 一种双流道波纹板型太阳能集热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双流道波纹板型太阳能集热器，由集热玻璃、集热介质、集热面、主集热管道、副集热管道、底板、主流道、副流道、流量控制阀、框架和背部保温层组成；波纹型集热面与底板构成封闭的腔体，腔体的间隙为主管道；入口管道和出口管道均与主、副流道直接相通。波纹板型集热面表面涂有采光材料，上部有采光玻璃；集热器侧面及背面设置有保温材料，本发明具有突出的太阳光收集能力，减少太阳能集热过程中的热量损耗，相较于平板式太阳能集热器集热效率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源技术领域，更具体的是，本发明涉及一种双流道波纹板型太阳能集热器。
背景技术
随着不可再生能源可用量的持续减少，可再生能源的利用将是我们获取丰富能源最便捷的途径；相比于风能、生物质能、潮汐能、水能等多种可再生能源，太阳能资源是最容易获得的，因此将太阳能资源用到我们生活的各个方面将大大减少对不可生能源的利用。
平板集热器是利用太阳能最常见的技术手段，利用吸热板吸收太阳的辐射能，通过导热、对流传热方式将所获得的能量传递给传热工质，但是，目前平板集热器的集热管结构仍然是圆形管最为普遍，优化方式也主要是对圆管的布置方式进行了调整，并未从根本上改变集热管的结构，缺少对集热器吸收热量的损耗的考虑。
发明内容
本发明的目的是设计开发了一种双流道波纹板型太阳能集热器，通过集热面和集热介质的结合，提高光吸收效率和传热效率，同时分离式双集热流道，节能并进一步提高集热效率，并减少。
本发明提供的技术方案为：
一种双流道波纹板型太阳能集热器，包括：
集热玻璃；以及
集热面，其为连续的波峰和波谷交替的波纹型结构且波峰和所述集热玻璃具有一定间隙的设置在所述集热玻璃的下部，在所述集热面和集热玻璃之间形成容纳空间；
集热介质，其设置在所述集热玻璃和集热面之间的容纳空间内；
底板，其一侧面与所述集热面的波谷相抵靠固定连接，使得所述底板和集热面的波峰之间形成多个主集热管道；
多个副集热管道，其与所述底板的另一侧面相抵靠固定连接，且所述多个副集热管道分别一一对应于所述集热面的波谷；
流体工质，其能够在所述多个主集热管道和多个副集热管道内流动传递热量。
优选的是，还包括：
框架，其设置在所述集热玻璃、集热面、底板和多个副集热管道的外侧，用于固定和支撑。
优选的是，还包括：
背部保温层，其设置在所述多个副集热管道的外侧。
优选的是，所述框架还包括：
主流道，其与所述多个主集热管道相连接。
优选的是，所述框架还包括：
副流道，其与所述多个副集热管道相连接。
优选的是，所述主流道和副流道隔离且叠加设置。
优选的是，还包括：
流量控制阀，其设置在所述主流道和副流道上，用于流量的调节。
优选的是，所述双流道波纹板型太阳能集热器的倾斜角度为45°。
优选的是，所述集热介质为液态。
优选的是，所述集热面的表面喷涂有采光材料。
本发明所述的有益效果：
(1)、本发明设计开发的一种双流道波纹板型太阳能集热器，是以液体为传热介质，液体传热介质种类多、传热效率更高且可根据不同需求和条件自由选择。
(2)、本发明设计开发的一种双流道波纹板型太阳能集热器，集热玻璃与集热面间充满液态集热介质，可吸收不同波长范围内的入射太阳光，最大程度的进行光吸收，减少太阳光折射与散射损失。
(3)、本发明设计开发的一种双流道波纹板型太阳能集热器，集热面特殊波纹设计，两种不同集热凹面相间组合，可提高对不同太阳高度角下的入射太阳光的吸收和热量集聚，为两种集热凹面而设计的分离式双集热流道，可根据不同太阳高度角下不同集热凹面处的集热量分别调整流道的流量，节能并提高集热效率。
附图说明
图1为本发明所述双流道波纹板型太阳能集热器的主视结构示意图。
图2为本发明所述双流道波纹板型太阳能集热器的后视结构示意图。
图3为本发明所述双流道波纹板型太阳能集热器的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1、图2、图3所示，本发明提供的一种双流道波纹板型太阳能集热器包括：
集热玻璃110、集热面120、主集热管道130、集热介质140、底板150、副集热管道160、背部保温层170、框架180、主流道191、副流道192和流量控制阀193。
其中，所述框架180为空心结构，所述集热玻璃110固定在框架180内部，所述集热面120间隔设置在所述集热玻璃110的下部，在所述集热玻璃110和集热面120之间设置有集热介质140，所述底板150固定在框架180内部，且所述底板150的一侧与所述集热面120的波谷(凹槽位置)相连接，使得所述底板150和集热面120之间形成多个封闭的腔体，即为多个主集热管道130，在所述底板150的另一侧连接有多个副集热管道160，所述多个副集热管道160分别一一对应于所述集热面120的波谷设置。
所述框架180上设置有相互隔离且叠加的主流道191和副流道192，所述多个主集热管道130均与主流道191相连通，所述多个副集热管道160均与副流道192相连通，入口管道和出口管道均与主流道191、副流道192直接相通。
流量控制阀193设置在所述主流道191和副流道192上，用于主流道191和副流道192流量的调节。
在本实施例中，框架180内部的侧面设置有保温材料，同时，在所述多个副集热管道160的外侧也设置有背部保温层170。
在本实施例中，所述波纹板型集热面表面涂有采光材料。
在本实施例中，所述集热介质140为液态，作为优选的，采用纳米流体。
本发明的具体工作过程为：
当太阳光透过集热玻璃110辐射到该双流道波纹板型太阳能集热器时，一部分被集热介质140吸收，剩余部分被集热面120吸收，双凹槽波纹板结构的集热面120可以大幅度增加集热面积并减少光的折射损失，集热介质140和集热玻璃110可以回收经过集热面120折射的太阳光，热量经过导热、对流换热传递给主集热管道130内的流体工质，其后流体工质经主流道191收集供用户使用；相邻主集热管道191间隙部分太阳能收集率高，此处积聚大量热量，该热量不易被主流道191***收集，由集热器背面的副集热管道160将热量收集经副流道192供用户使用，流量控制阀193可根据太阳辐射量和用户使用需求调节主流道191和副流道192的流量，主集热管道130和副集热管道160间由底板150相隔，副集热管道160表面为背部保温层170，框架180起固定和保持结构强度作用。
集热器的安装倾角、进口流量、集热玻璃厚度对双流道波纹型平板集热器进出口温差、集热量和集热效率有影响，集热器的倾角变化影响着工质在流道中的流动速度，间接影响了工质对热量的吸收能力，集热玻璃厚度的变化影响着太阳光的折射能力以及对集热器的保温效果。
经试验验证，集热器在倾角为45°时的集热温差、集热量和集热效率均高于倾角30°和倾角60°，集热量还与温差和流量相关，流量越小集热器进出口的温差越大，但是获得的集热量比较低。
本发明设计开发的一种双流道波纹板型太阳能集热器，通过太阳能集热表面结合新的集热流道***，有效提高了太阳能的集热效率，具有突出的太阳光收集能力，减少太阳能集热过程中的热量损耗，相较于平板式太阳能集热器集热效率显著提高。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，包括：
集热玻璃；以及
集热面，其为连续的波峰和波谷交替的波纹型结构且波峰和所述集热玻璃具有一定间隙的设置在所述集热玻璃的下部，在所述集热面和集热玻璃之间形成容纳空间；
集热介质，其设置在所述集热玻璃和集热面之间的容纳空间内；
底板，其一侧面与所述集热面的波谷相抵靠固定连接，使得所述底板和集热面的波峰之间形成多个主集热管道；
多个副集热管道，其与所述底板的另一侧面相抵靠固定连接，且所述多个副集热管道分别一一对应于所述集热面的波谷；
流体工质，其能够在所述多个主集热管道和多个副集热管道内流动传递热量。
2.如权利要求1所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，还包括：
框架，其设置在所述集热玻璃、集热面、底板和多个副集热管道的外侧，用于固定和支撑。
3.如权利要求2所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，还包括：
背部保温层，其设置在所述多个副集热管道的外侧。
4.如权利要求3所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述框架还包括：
主流道，其与所述多个主集热管道相连接。
5.如权利要求4所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述框架还包括：
副流道，其与所述多个副集热管道相连接。
6.如权利要求5所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述主流道和副流道隔离且叠加设置。
7.如权利要求6所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，还包括：
流量控制阀，其设置在所述主流道和副流道上，用于流量的调节。
8.如权利要求1所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述双流道波纹板型太阳能集热器的倾斜角度为45°。
9.如权利要求1所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述集热介质为液态。
10.如权利要求9所述的双流道波纹板型太阳能集热器，其特征在于，所述集热面的表面喷涂有采光材料。
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Granted publication date: 20221011 |