CN205066188U - 一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器 - Google Patents
一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，包括凹槽式电镀铝外壳，在电镀铝外壳内铺设有保温层，在保温层上铺设有集热铜管，在集热铜管的上部安装有集热翅片，在集热翅片上方的凹槽式电镀铝外壳开口处安装由上层高透玻璃板、内层高透玻璃板及四周侧壁构成的双层玻璃板真空腔体。本实用新型的太阳能平板集热器极大的降低了太阳能平板集热器的热损失，采用双层真空玻璃盖板，在保证太阳能辐射吸收率的前提下，解决了上层玻璃盖板的不保温问题，特别是在高温区域大大提高了集热器的效率，相比传统太阳能平板集热器效率提高70％，同时，本实用新型采用新型的多层保温措施，克服了单一保温材料的缺点，结合不同保温材料的技术优势使保温效果更出色。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能热利用技术领域，尤其是一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器。
背景技术
太阳能，是一种辐射能，不带任何化学物质，是最洁净，最可靠的巨大能源宝库。虽然辐射到地球表面的能量，只有它的22亿分之一，但也相当于全世界目前发电总量的八万倍。太阳能作为可再生能源中最重要的基本能源，是指太阳能的直接转化和利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，目前利用热能的技术集成了太阳能光伏发电、太阳能供热/热水、太阳能制冷空调、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术；我国的太阳能集热技术已逐步走向成熟。
平板太阳能集热器是太阳能低温热利用的基本部件，也一直是世界太阳能市场的主导产品。平板型集热器已广泛应用于生活用水加热、游泳池加热、工业用水加热、建筑物采暖与空调等诸多领域。用平板太阳能集热器部件组成的热水器即平板太阳能热水器。如图1所示，目前平板太阳能集热器主要由高透安全玻璃1、集热铜管2、集热翅片3、电镀铝外壳4、保温层5构成，概括地说，阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。现有技术的不足：
(1)低温效率高，高温低效率低，随着集热器极热温度的升高，集热器的效率将锐减，特别是高温区域差别越明显，当温度达到80以上时，集热器的热效率仅有10～20％；
(2)热损失大，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成平板太阳集热器的各种热损失。
(3)隔热层多采用玻璃棉或岩棉保温系数最低为0.030.03W/m·K，保温层厚度一般为30-50mm，保温效果一般，为保证使用效果，对室外环境温度多有要求，不适用于高寒地区。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，包括凹槽式电镀铝外壳，在电镀铝外壳内铺设有保温层，在保温层上铺设有集热铜管，在集热铜管的上部安装有集热翅片，在集热翅片上方的凹槽式电镀铝外壳开口处安装由上层高透玻璃板、内层高透玻璃板及四周侧壁构成的双层玻璃板真空腔体。
而且，所述保温层采用双层结构，靠近外壳内壁的下层为20mm的酚醛泡沫保温层，酚醛泡沫保温层上部为40mm的玻璃棉保温层，集热翅片四周的壳体侧壁上铺设40mm的侧壁玻璃棉保温层。
而且，在上层高透玻璃板的上下表面分别涂附有外层抗反射涂层及下层抗反射涂层，在内层高透玻璃板的上下表面分别涂附有低辐射吸收层及内抗反射涂层。
而且，所述内层高透玻璃板的厚度为上层高透玻璃板厚度的1/3-1/2。
而且，内层高透玻璃板与上层高透玻璃板之间真空层的厚度为3mm-8mm之间。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型的太阳能平板集热器极大的降低了太阳能平板集热器的热损失，采用双层真空玻璃盖板，在保证太阳能辐射吸收率的前提下，解决了上层玻璃盖板的不保温问题，特别是在高温区域大大提高了集热器的效率，相比传统太阳能平板集热器效率提高70％。
2、本实用新型采用新型的多层保温措施，克服了单一保温材料的缺点，结合不同保温材料的技术优势使保温效果更出色。
附图说明
图1是目前太阳能平板集热器的结构示意图；
图2是本实用新型太阳能平板集热器的结构示意图；
图3是本实用新型中双层保温层及侧壁保温层的结构示意图；
图4是上层高透玻璃板及内层高透玻璃板的放大结构示意图；
图5是本实用新型与传统太阳能平板集热器的集热效率对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述，需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，不能以此作为对本实用新型保护的范围的限定。
一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，如图2所示，包括凹槽式电镀铝外壳6，在电镀铝外壳内铺设有凹槽式保温层5，在保温层的凹槽内铺设有集热铜管2，在集热铜管的上部安装有集热翅片3，集热翅片吸收太阳能热量后将热能传递给集热铜管中的热传导介质，本实用新型的创新点是，在集热翅片上方的凹槽式电镀铝外壳开口处安装由上层高透玻璃板1、内层高透玻璃板4及四周侧壁构成的双层真空玻璃板腔体。
在本实用新型的具体实施中，如图3所示，所述外壳内铺设的保温层采用双层结构，靠近外壳内壁的下层为20mm的酚醛泡沫保温层9，酚醛泡沫保温层上部为40mm的玻璃棉保温层8，集热翅片四周的壳体侧壁上铺设40mm的侧壁玻璃棉保温层7，采用这种双侧保温结构及侧壁保温结构使太阳能平板集热器的保温性能大大提高。
在本实用新型的具体实施中，如图4所示，在上层高透玻璃板的上下表面分别涂附有外层抗反射涂层10及下层抗反射涂层11，在内层高透玻璃板的上下表面分别涂附有低辐射吸收层12及内抗反射涂层13，
在本实用新型的具体实施中，所述内层高透玻璃板的厚度为上层高透玻璃板厚度的1/3-1/2，内层高透玻璃板只是起到保证真空夹层的作用，不考虑外部受力情况，因此为了减轻产品的整体重量，降低成本，内层高透玻璃板的厚度远低于上层高透玻璃板厚度，
在本实用新型的具体实施中，内层高透玻璃板与上层高透玻璃板之间真空层的厚度为3mm-8mm之间，这一厚度的选定是在保温前提下最大可能降低产品尺寸基础上考虑的。
产品对比试验
如图5所示，对于传统的太阳能平板集热器来说，由于产品采用单层高透玻璃，当集热器与环境温差小于10度时，集热效率较高，但当集热器与环境温差达到80度以上时，集热效率几乎为零，也就是说集热与散热达到了平衡，对于极寒地区经常出现的集热器与环境温差为60度的情况下，本实用新型的效率要高于传统太阳能平板集热器效率70％。
Claims (5)
1.一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，包括凹槽式电镀铝外壳，在电镀铝外壳内铺设有保温层，在保温层上铺设有集热铜管，在集热铜管的上部安装有集热翅片，其特征在于：在集热翅片上方的凹槽式电镀铝外壳开口处安装由上层高透玻璃板、内层高透玻璃板及四周侧壁构成的双层玻璃板真空腔体。
2.根据权利要求1所述的适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，其特征在于：所述保温层采用双层结构，靠近外壳内壁的下层为20mm的酚醛泡沫保温层，酚醛泡沫保温层上部为40mm的玻璃棉保温层，集热翅片四周的壳体侧壁上铺设40mm的侧壁玻璃棉保温层。
3.根据权利要求1所述的适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，其特征在于：在上层高透玻璃板的上下表面分别涂附有外层抗反射涂层及下层抗反射涂层，在内层高透玻璃板的上下表面分别涂附有低辐射吸收层及内抗反射涂层。
4.根据权利要求1所述的适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，其特征在于：所述内层高透玻璃板的厚度为上层高透玻璃板厚度的1/3-1/2。
5.根据权利要求1所述的适合极寒地区的高效太阳能平板集热器，其特征在于：内层高透玻璃板与上层高透玻璃板之间真空层的厚度为3mm-8mm之间。
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| CN201520733513.3U CN205066188U (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 一种适合极寒地区的高效太阳能平板集热器 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105135710A (zh) * | 2015-09-21 | 2015-12-09 | 天津瑞拓电子科技开发有限公司 | 适合极寒地区的高效太阳能平板集热器 |
| CN107588555A (zh) * | 2016-07-08 | 2018-01-16 | 汪洪 | 一种超保温太阳能集热板及其组成的***集成 |
| CN109579319A (zh) * | 2019-01-05 | 2019-04-05 | 德州金亨新能源有限公司 | 一种低热损耐寒高效平板型太阳能集热器 |
| CN109612128A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-12 | 广东五星太阳能股份有限公司 | 真空玻璃盖板pvt太阳能集热器 |
| CN112229075A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-15 | 于永峰 | 一种用于严寒地区的太阳能集热板的开发方法 |
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