[发明专利]一种平板式太阳能集热器

说明书

技术领域

    本发明属于太阳能集热器结构领域，特别是涉及一种平板型太阳能集热器。

背景技术

由于能源的短缺和常规能源带来的环境污染，环保的可再生能源的利用成为一大热点。而“取之不尽，用之不竭”的太阳能越来越受到人们的重视和青睐。对太阳能的热利用也有常规的太阳能热水器向太阳能热泵，太阳能采暖，太阳能复合空调方向发展，所以高承压，抗冻，简单，可靠，寿命长，可以满足多种工质运行需要的多功能，高性能太阳能集热器成为解决这一问题的关键。

太阳能集热器是将太阳辐射能转化为热能的主要部件。根据集热方式和工作温度不同，一般分为聚焦式和非聚焦式两类。在非聚焦式中，主要有闷晒式集热器、平板式集热器和真空管式集热器等。能够采用制冷剂作为工质的只有平板式集热器。

平板太阳能热水器经过了几十年的发展，技术已经更趋成熟和完善，并具备了其它类型太阳能所不具备的优势特点。

1.特别适合与建筑一体化要求。平板太阳能热水器由于其平面结构特性，在太阳能的建筑一体化应用中，形态结构灵活随意，设计时不受形态或尺寸的约束，易于实现与建筑构件的结合。再加上它的集热板为金属材质，可方便采用丝结、焊接等连接方式，为安装、维护和使用提供了便利。

2.具有较高的热效率。平板太阳能集热器却是一个连续的平面，整个集热器表面都可以接受太阳光。所以，在相同的采光面积和日照强度下，平板太阳能热水器的日平均效率一般要高于真空管太阳能热水器。

3.具有良好的承压性能。由于平板太阳能集热器的吸热板是由金属管材料制成的，集热器与其他部件的连接也采用金属零件，因此，可承受较大的压力。

4.组成大系统时性能稳定。对于一些大型的场所，如宾馆、游泳馆、工厂等地方，在使用太阳能热水器时，往往需要很多块太阳能集热器组成大规模的系统。

现有常见的平板式太阳能集热器如附图1所示，由边框架11、密封压条12、采光玻璃13、保温气层14、吸热片15、传热介质管16、保温层17组成，采光玻璃13和吸热片15均卡装在边框11上，保温气层14位于采光玻璃13和吸热片15之间，保温层17固定设置在吸热片15的背面，传热介质管16等间隔分布在吸热片15中，采光玻璃13由密封压条12压封在边框1上。现有的平板式太阳能集热器大多使用翼片管为主的集热器条带，用连接管焊接组合成集热器板芯，其存在的主要问题如下：

1.这种结构的平板太阳能集热器的保温性能比较差，吸热片所吸收的热量一部分传递给传热介质管中的传热介质，成为可用的热量；而另一部分使保温气层内的气体温度升高，保温气层中的部分热量通过金属边框架和采光玻璃散失掉；还有一部分热量以长波辐射的形式直接穿过玻璃散失到外界。由于各部件之间接触不够紧密，存在较大的漏热。

2.这种结构的平板集热器构件比较多，刚性差，强度低，导致其机械性能比较低，安装的技术要求和限制多。

3.焊接接口多，焊接处容易发生腐蚀，承压能力差，容易泄漏，影响了寿命。

4.标准化程度比较低，不适合大规模标准化生产，最终产品的尺寸精度低。

采用密封压条结构，寿命短，易损件过，发生损坏时的维修比较困难。

采用总管结构，其传热工质的流速低，分配不均匀，影响了换热能力。

针对翼管式集热管芯的不足，现有技术也采用了蛇管式，如中国专利申请号为201010256406.8公开了一种板芯，用于平板型太阳能集热器，具体可以是管板式板芯或蛇管式板芯，包括吸热板和焊接在所述吸热板上的排管，所述排管具有与所述吸热板板面相接触的焊接平面，在横截面上可以呈“D”字形、矩形、三角形、开口闭合的“C”字形或开口闭合的“U”字形等形状。

但现有的集热器不管是采用翼管式还是蛇管式，其集热板芯和玻璃盖板安装在本体上，都是通过在本体的边框上设置支撑架，集热板芯和玻璃盖板放置在支撑架上并固定，该结构不仅存在安装复杂，强度低等问题，而且使得集热板芯和玻璃盖板之间，以及集热板芯、玻璃盖板和本体之间形成的散热空间较大，使得能耗流失严重。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种构件少，刚性好，安装和连接方便，效率高，适合与建筑结合的平板太阳能集热器。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：