專利名稱：高熱阻太陽能平板集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能熱利用領(lǐng)域，添加低熱導(dǎo)材料制成平板集熱器透明蓋板， 擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域到中、高溫段。
背景技術(shù)：
近年來，隨著世界能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，可再生能源特別是太陽能的利用越來越得到重視。太陽能熱水器是應(yīng)用最廣泛的太陽能產(chǎn)品，其產(chǎn)業(yè)化程度也最高。平板太陽能熱水器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、建筑一體化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定安全和壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)， 在世界各地和眾多行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。但是在應(yīng)用溫度超過60攝氏度的情況下熱效率低的缺點(diǎn)限制了應(yīng)用領(lǐng)域，而導(dǎo)致普通平板集熱器中溫時(shí)熱效率低的原因是在較高溫度情況下熱傳導(dǎo)、對(duì)流等熱損大。因而在中溫要求時(shí)多采用真空管集熱器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型在低于60度應(yīng)用時(shí)的熱效率高于真空管集熱器，在高于60度應(yīng)用時(shí)其熱效率也不低于真空管集熱器，其高效、安全、操作簡(jiǎn)便、壽命長(zhǎng)等眾多特點(diǎn)可以極大拓展平板集熱器的應(yīng)用市場(chǎng)，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供助力。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取了以下的技術(shù)方案高熱阻太陽能平板集熱器， 包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有隔熱層，隔熱層上設(shè)有吸熱板，吸熱板上方設(shè)有透明蓋板，吸熱板和透明蓋板間有間隙存在，透明蓋板兩端連接在隔熱層上，還包括空氣單向閥門，其穿過外殼和隔熱層的一端，并朝向吸熱板和透明蓋板之間的間隙。太陽光透過透明蓋板后投射到吸熱板上并轉(zhuǎn)化為熱能，然后將熱量傳遞給吸熱板內(nèi)的傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)溫度升高，工質(zhì)溫度升高至高于環(huán)境溫度后，通過熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射放熱，其中主要以頂部散熱的熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱為主，側(cè)面和底部散熱量很小。本實(shí)用新型通過降低頂部散熱損失來提高太陽能的使用效率。其中透明蓋板為特制高熱阻部件；具有空氣單向閥結(jié)構(gòu)，在高溫時(shí)可以保持集熱器內(nèi)部空氣壓力不高于大氣壓，在降溫后內(nèi)部可以保持負(fù)壓。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于此透明蓋板由透明板和氣凝膠組成，氣凝膠填充在兩層透明平板間或者覆蓋在一層透明平板下，這種形式組成的透明蓋板整體熱阻高，同時(shí)可以減少蓋板與吸熱板芯的間距總而降低對(duì)流換熱系數(shù)。氣凝膠具有較高的太陽光透過率，在高溫時(shí)集熱器內(nèi)空氣壓力升高，單向閥結(jié)構(gòu)自動(dòng)打開釋放熱空氣，夜晚溫度降低時(shí)，單向閥關(guān)閉，集熱器內(nèi)部形成負(fù)壓，保證第二天太陽光照射時(shí)熱水器低溫段的高熱阻和更高效率。此實(shí)用新型所述的透明蓋板，其結(jié)構(gòu)為雙層玻璃間有氣凝膠夾層。提高透明蓋板熱阻。此實(shí)用新型的的透明蓋板，其結(jié)構(gòu)為單層玻璃下面有氣凝膠附著。提高透明蓋板熱阻。在吸熱板溫度高于環(huán)境溫度后向外散熱過程中，透明蓋板和吸熱板間的對(duì)流以及透明蓋板的熱傳導(dǎo)起主要作用，本實(shí)用新型采用導(dǎo)熱系數(shù)僅僅為玻璃的幾十分之一的氣凝膠降低熱傳導(dǎo)，減小透明蓋板和吸熱板間的間距來抑制熱對(duì)流，由此減少平板集熱器整體的散熱損失。此實(shí)用新型的透明蓋板，其材料由透明塑料等透明材料代替玻璃組成平板集熱器。[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)因?yàn)椴捎玫蜔釋?dǎo)率材料，同時(shí)可以減小透明蓋板和吸熱板間距降低對(duì)流傳熱，在中溫段產(chǎn)品也具有較高熱效率，從而可以擴(kuò)展平板集熱器的應(yīng)用領(lǐng)域到更高溫度區(qū)間；具有空氣單向閥門結(jié)構(gòu)，保證介質(zhì)高溫時(shí)集熱器內(nèi)部壓力不高于大氣壓且在低溫是具有負(fù)壓，降低對(duì)流導(dǎo)熱損失。通過提高平板集熱器頂部熱阻從而提高產(chǎn)品熱效率的結(jié)構(gòu)，特別是在高溫段的熱效率不低于真空管集熱器的熱效率，擴(kuò)大太陽能平板集熱器的應(yīng)用領(lǐng)域，利用平板集熱器的高穩(wěn)定性，高性價(jià)比優(yōu)點(diǎn)推廣太陽能應(yīng)用。

圖1為本實(shí)用新型高熱阻太陽能平板集熱器；附圖標(biāo)記說明1-外殼；2-隔熱層；3-吸熱板；4-透明蓋板；5-空氣單向閥門。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，高熱阻太陽能平板集熱器，包括外殼1，在外殼1內(nèi)設(shè)有隔熱層2，隔熱層2上設(shè)有吸熱板3，吸熱板3上方設(shè)有透明蓋板4，吸熱板3和透明蓋板4間有間隙存在，透明蓋板4兩端連接在隔熱層2上，還包括空氣單向閥門5，其穿過外殼1和隔熱層2的一端，并朝向吸熱板3和透明蓋板4之間的間隙。太陽光經(jīng)透明蓋板4后投射到吸熱板3上加熱吸熱板轉(zhuǎn)化為熱能，然后將熱量傳遞給吸熱板內(nèi)的傳熱工質(zhì)，傳熱工質(zhì)溫度升高。工質(zhì)溫度升高至高于環(huán)境溫度后，通過熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射放熱，其中主要以經(jīng)過透明蓋板4的頂部散熱的熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱為主，側(cè)面和底部散熱因?yàn)楦魺釋?的存在散熱所占總熱損失比例很小。本實(shí)用新型通過增加具有較高太陽光透過率的低熱導(dǎo)材料氣凝膠來制作透明蓋板，提高頂部散熱熱阻來抑制集熱器熱損失，提高產(chǎn)品的熱效率，同時(shí)可以減小透明蓋板4和吸熱板3之間的間距來抑制空氣流動(dòng)減少熱對(duì)流散熱。在介質(zhì)溫度較高時(shí)，集熱器內(nèi)部空氣壓力增加，單向閥門5被頂開釋放壓力，提高空氣熱阻；介質(zhì)被利用降溫后空氣壓力降低單向閥阻止外部流體進(jìn)入形成負(fù)壓， 使得重新吸收太陽能升溫時(shí)熱阻增加，效率提高。上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1.高熱阻太陽能平板集熱器，包括外殼(1)，其特征在于在外殼(1)內(nèi)設(shè)有隔熱層 0)，隔熱層(2)上設(shè)有吸熱板(3)，吸熱板(3)上方設(shè)有透明蓋板G)，吸熱板(3)和透明蓋板⑷間有間隙存在，透明蓋板⑷兩端連接在隔熱層⑵上，還包括空氣單向閥門(5)， 其穿過外殼⑴和隔熱層⑵的一端，并朝向吸熱板⑶和透明蓋板⑷之間的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱阻太陽能平板集熱器，其特征在于所述透明蓋板(4) 的雙層玻璃間設(shè)有氣凝膠夾層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱阻太陽能平板集熱器，其特征在于在所述透明蓋板(4) 的單層玻璃下面設(shè)有氣凝膠附著層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了高熱阻太陽能平板集熱器，包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有隔熱層，隔熱層上設(shè)有吸熱板，吸熱板上方設(shè)有透明蓋板，吸熱板和透明蓋板間有間隙存在，透明蓋板兩端連接在隔熱層上，還包括空氣單向閥門，其穿過外殼和隔熱層的一端，并朝向吸熱板和透明蓋板之間的間隙。因?yàn)椴捎玫蜔釋?dǎo)率材料，同時(shí)可以減小透明蓋板和吸熱板間距降低對(duì)流傳熱，在中溫段產(chǎn)品也具有較高熱效率，從而可以擴(kuò)展平板集熱器的應(yīng)用領(lǐng)域到更高溫度區(qū)間；具有空氣單向閥門結(jié)構(gòu)，保證介質(zhì)高溫時(shí)集熱器內(nèi)部壓力不高于大氣壓且在低溫是具有負(fù)壓，降低對(duì)流導(dǎo)熱損失。
文檔編號(hào)F24J2/20GK202149622SQ201120234850
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者廉永旺, 李華山, 王顯龍, 田永軍, 馬偉斌 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院廣州能源研究所