[发明专利]太阳能集热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能集热器。

背景技术

随着现代工业和社会的发展，人类社会对于资源和能源的依赖日益加强。而众所周知，地球上的资源和能源是有限的，所以在各种经济、政治、科学研究活动中，资源和能源的问题成了首要问题。而由于部分资源可以通过一些人为的过程加以回收再利用，因此，能源的问题更为突出。太阳能是人类可以利用的最丰富的能源，也是最廉价的，最洁净的，最有发展前途的能源。太阳能电池和太阳能集热器是直接利用和吸收太阳能的主要方式。与太阳能电池相比较，太阳能集热器的效率较高，远高于其它太阳能利用的方式。但目前太阳能集热器由于受结构和材料等方面的因素局限，应用范围和领域还比较窄。

现在广泛应用的太阳能集热器分为太阳能管式集热器(请参见“真空管太阳能家用热水器及其东西向和南北向放置的比较”，太阳能学报，吴家庆等，vol9，p396-405(1988))和太阳能板式集热器两种。请参阅图1，为现有技术中太阳能管式集热器300，包含一放置在地面上的座体30、一装设在该座体30一侧的储水桶32、以及连接所述座体30另一侧与所述储水桶32之间的真空吸热管34。当该真空吸热管34接收到太阳能后，利用冷水比热水比重大的原理，而产生冷水下流、热水上升现象，进而使所述真空吸热管34内的液体达到自然对流循环加热，具有良好的保温性。然而，当太阳光照射到所述真空吸热管34时，会因该真空吸热管34的圆管曲线排布，造成有效集热面积变小。而且，所述真空吸热管34的内侧会生成水垢，所以需要定期清洁、保养，以维持良好的热传导效率，不但费时而且费力。

太阳能板式集热器的出现克服了所述太阳能管式集热器300中出现的问题。请参阅图2，现有技术中的太阳能板式集热器500包含一上基板50、一下基板52、边框支架56和多个支撑物58。其中，所述上基板50为一透光基板，由玻璃、塑料等透明材料制成。下基板52为一吸热板，由铜、铝合金(要求防锈铝)、不锈钢、锌等材料制成。所述上基板50和下基板52构成一空腔60，该空腔60的两侧设有边框支架56。所述上基板50和下基板52之间设置有多个支撑物58。

然而，为了防止所述下基板52在制备的过程中被氧化，该下基板52需要在较高的真空绝热环境下进行制备，并要加热到较高的温度，生产工艺复杂。因此，使得下基板52的制备过程中的成本较高，从而相应地使得所述太阳能板式集热器500的成本较高，不适于大面积普及推广应用。另外，所述太阳能板式集热器500中下基板52本身也作为吸热层，故下基板52材料的选择受到限制，必须是吸热材料，而采用铜、铝合金等吸热材料制成的下基板52，由于该下基板52的吸热表面积较小同时对太阳光的反射较大，故，对太阳能的转化效率较低。

因此，确有必要提供一种太阳能集热器，所得到的太阳能集热器对太阳能具有较高的转化效率，且制备的成本较低、适于大面积普及推广应用。

发明内容

一种太阳能集热器包括一上基板、一下基板、一吸热层、一边框支架和多个支撑物。所述上基板和所述下基板相对设置。所述边框支架设置于所述上基板和下基板之间。所述上基板、下基板及边框支架共同构成一空腔。所述吸热层设置于所述下基板位于所述空腔内的上表面。所述多个支撑物间隔地设置于所述空腔内，并分别与所述上基板和吸热层相接触。所述吸热层包括一碳纳米管层，该碳纳米管层包括至少一碳纳米管薄膜，该碳纳米管薄膜包括多个沿同一方向择优取向排列的碳纳米管。

与现有技术相比较，所述太阳能集热器具有以下优点：其一，由于碳纳米管具有良好的吸热性，同时，该碳纳米管薄膜包括多个沿同一方向择优取向排列的碳纳米管，且该碳纳米管薄膜的吸热表面积较大并对太阳光的反射较小，故，采用碳纳米管层作吸热层，可提高太阳能集热器对太阳能的能量转化效率，对太阳能吸收均匀。其二，由于碳纳米管层的制备的成本较低，故，采用碳纳米管层作吸热层，适于大面积普及推广应用。

附图说明

图1是现有技术中的太阳能管式集热器的结构示意图。

图2是现有技术中的太阳能板式集热器的结构示意图。

图3是本技术方案实施例的太阳能集热器的侧视结构示意图。

图4是本技术方案实施例的太阳能集热器的俯视结构示意图。

图5是本技术方案实施例获得的碳纳米管薄膜的扫描电镜照片。

图6是本技术方案实施例获得的碳纳米管薄膜的部分放大示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案太阳能集热器。