專利名稱：一種太陽(yáng)能集熱器模塊及應(yīng)用此模塊的集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能集熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種適合大批量生產(chǎn)的太陽(yáng)能集熱器模塊及應(yīng)用此模塊的集熱器。
背景技術(shù)：
目前太陽(yáng)能利用的主要形式是太陽(yáng)能光伏發(fā)電和光熱利用。太陽(yáng)能光熱利用主要是光熱轉(zhuǎn)換，通過太陽(yáng)能集熱器來進(jìn)行光能向熱能的轉(zhuǎn)換。主要分為低溫、中溫和高溫利用。其中供應(yīng)40-70°C中低溫?zé)崴奶?yáng)能熱水系統(tǒng)具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)效益。集熱器一般可分為平板集熱器、聚光集熱器和平面反射鏡、真空管集熱器等幾種類型。但不論哪種類型的集熱器都是固定連接、固定體積的集熱器，且體積和重量都較大，無(wú)法根據(jù)用戶的需要來改變集熱器的大小或形狀；運(yùn)輸、維護(hù)、更換也不方便；同時(shí)受建筑物的限制也較大，不能很好地與之相融。另外，太陽(yáng)能集熱器主要使用玻璃和金屬材料來制備，金屬材料會(huì)涉及銅的大量使用，造成銅資源緊張，故在我國(guó)以全玻璃真空集熱管為市場(chǎng)主導(dǎo)產(chǎn)品，但真空管的生產(chǎn)涉及高溫耗能過程和高排放，對(duì)環(huán)境污染較嚴(yán)重。隨著高分子聚合物材料合成技術(shù)以及高導(dǎo)熱、耐高溫聚合物復(fù)合材料、光熱高分子復(fù)合材料的制備技術(shù)的不斷成熟，以及越來越多的塑料管道被用于能量傳輸，如PP_R、PB管道的熱水輸送和地板采暖以及PE-RT、PEX太陽(yáng)能熱水器輸水管道，攻克了不少的技術(shù)難關(guān)，同時(shí)各種新型的太陽(yáng)能集熱選擇涂層和涂覆技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從而使聚合物用來制備太陽(yáng)能集熱器成為可能。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種可根據(jù)需要進(jìn)行拼接的太陽(yáng)能集熱器模塊及應(yīng)用此模塊的集熱器。本實(shí)用新型的具體方案是一種太陽(yáng)能集熱器模塊，包括集熱板、透明光罩，其中透明光罩罩在集熱板上，集熱板上設(shè)有選擇性涂層；上述的集熱板內(nèi)設(shè)有水路；集熱板的至少兩個(gè)側(cè)面上分別設(shè)有凸緣和凹槽，或者至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凸緣并且至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凹槽；凸緣與凹槽的尺寸為插入式配合的尺寸；集熱板上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口和出水口分別與水路連通。本方案通過集熱板側(cè)面的凸緣和凹槽來實(shí)現(xiàn)模塊與模塊的拼接，并通過連接進(jìn)水口和出水口來實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊內(nèi)的水路相通。通過選擇性涂層對(duì)太陽(yáng)能短波進(jìn)行強(qiáng)選擇和長(zhǎng)波弱輻射，吸收的能量通過導(dǎo)熱的集熱板傳遞給水路內(nèi)的傳熱介質(zhì)(如水等)，將能量?jī)?chǔ)備起來。本方案打破了傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器固定大小，不便于運(yùn)輸、安裝、維護(hù)、更換的局面，且拼接的模塊更容易實(shí)現(xiàn)大批量商業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)使得拼接式太陽(yáng)能集熱器與建筑物環(huán)境更好地相融。作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述的進(jìn)水口設(shè)在凸緣內(nèi)，上述的出水口設(shè)在凹槽內(nèi)，這樣在完成模塊的拼接的同時(shí)也完成了模塊內(nèi)水路的連接，極大的方便了用戶的安裝使用。上述的集熱板采用高分子聚合物材料的集熱板，可大大減小集熱器的重量；集熱板的形狀可以是規(guī)則或不規(guī)則的形狀，最好為三角形、或正方形、或矩形、或菱形、或平行四邊形、或正多邊形，從而可以根據(jù)需要拼接成多種形狀，以調(diào)整占地面積，并更好地與建筑物融合。為了加強(qiáng)模塊間的連接密封性，上述的進(jìn)水口連接有接頭，上述的凹槽內(nèi)出水口處設(shè)有密封圈，密封圈的尺寸與接頭的尺寸為密封配合的尺寸。為了使集熱板便于加工制作，上述的集熱板包括固定密封連接的上板和下板，上板和下板上分別設(shè)有扣合后形成水路的半圓槽，即水路的橫截面為圓形。同理，上述的凸緣和凹槽也隨上板和下板分為兩半，以便于加工凸緣和凹槽內(nèi)的進(jìn)水口，同時(shí)也方便上述的密封圈的安裝。上板和下板通過熱壓或膠黏劑粘接密封連接在一起，而接頭通過螺紋或熱壓粘接在進(jìn)水口。為了使上述的上板和下板定位準(zhǔn)確，在上板和下板上設(shè)有定位銷。為了增加美觀性和模塊之間連接的緊密性與牢固性，上述的凸緣為半球狀凸緣，上述的凹槽為半球狀凹槽；并且半球狀的凸緣和半球狀的凹槽的尺寸為間隙配合的尺寸。為了提高上述的上板吸收太陽(yáng)能的能力和效率，上板上至少設(shè)有一個(gè)凸臺(tái)，且凸臺(tái)為至少有五個(gè)面的凸臺(tái)，或者為球面凸臺(tái)，或者為弧面凸臺(tái)，上述的選擇性涂層涂在凸臺(tái)的表面，這樣可接收不同角度陽(yáng)光的照射，并延長(zhǎng)受照時(shí)間。在設(shè)有多個(gè)凸臺(tái)時(shí)，凸臺(tái)之間設(shè)有間隙，此間隙可以有效避免涂層因受熱脹冷縮作用產(chǎn)生的剝離現(xiàn)象。上述的透明光罩為菲涅爾透鏡，通過菲涅爾透鏡后聚焦于上板的凸臺(tái)上，大大提高了光照時(shí)間和受光面積，提高了太陽(yáng)能利用率。一種應(yīng)用上述的太陽(yáng)能集熱器模塊的集熱器，至少包括兩個(gè)所述的集熱器模塊，并且通過凸緣和凹槽拼接成一體，通過進(jìn)水口和出水口連通形成整體回路；上述的透明光罩為單獨(dú)罩在每塊集熱板上，或者罩在整個(gè)拼接后的集熱板上，并且透明光罩與集熱板之間的空間為真空狀態(tài)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要具有如下有益效果I)采用模塊拼接方式，形成所需面積的太陽(yáng)能集熱器，打破了傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器固定大小，不便于運(yùn)輸、安裝、維護(hù)、更換的局面，同時(shí)可使得拼接式太陽(yáng)能集熱器與建筑物更好地融合；2)菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的透明光罩能讓平行的太陽(yáng)光有很好的穿透和并有聚光作用，提高太陽(yáng)能的利用效率；3)上板的上表面采用凸臺(tái)設(shè)計(jì)，增加了接收陽(yáng)光照射的角度和面積，并延長(zhǎng)了接受照射的時(shí)間，同時(shí)選擇性涂層提高了塑料對(duì)太陽(yáng)光的吸收利用能力，凸臺(tái)之間的間隙可以有效防止涂層因受熱脹冷縮作用產(chǎn)生剝離現(xiàn)象；4)半球狀凸緣和凹槽可以使得模塊之間快速拼接，形成一個(gè)相對(duì)固定的平面整體，同時(shí)傳熱介質(zhì)在模塊間流動(dòng)，能有效傳遞吸收的太陽(yáng)能。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中上板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。如圖1和圖2所示，一種太陽(yáng)能集熱器模塊，包括上板1、下板2、透明光罩3、接頭
6、密封圈7、定位銷8。上板I和下板2通過膠黏劑粘接密封連接在一起。上板I和下板2上分別設(shè)有扣合后形成水路4的半圓槽，即扣合后形成橫截面為圓形的水路4，并且是兩條環(huán)形水路4。上板I和下板2采用高分子聚合物材料制成，可大大減小其重量；上板I和下板2為外形一致的矩形，扣合后形成一個(gè)集熱板模塊，從而可以根據(jù)需要拼接成多種形狀，以調(diào)整占地面積，并更好地與建筑物融合。上板I和下板2扣合后，其四個(gè)側(cè)面都經(jīng)扣合形成一個(gè)半球狀的凸緣9和一個(gè)半球狀的凹槽10，凸緣9與凹槽10的尺寸為插入式間隙配合的尺寸。兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面上的凹槽10內(nèi)扣合形成有出水口，此兩個(gè)側(cè)面上的凸緣9內(nèi)扣合形成進(jìn)水口，兩個(gè)出水口分別與兩條水路4連通，兩個(gè)進(jìn)水口也分別與兩條水路4連通。為了加強(qiáng)模塊間的連接密封性，將接頭6安裝在進(jìn)水口處，密封圈7設(shè)在凹槽10處，密封圈7的尺寸與接頭6的尺寸為密封配合的尺寸。為了使上板I和下板2定位準(zhǔn)確，上板I和下板2通過定位銷8來定位。如圖2所示，透明光罩3罩在上板I上，透明光罩3與上板I之間的空間抽為真空狀態(tài)；上板I上涂有選擇性涂層5，并且透明光罩3采用菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)光通過透明光罩3后聚焦于上板I上，提高了太陽(yáng)能利用率。如圖2和圖3所不，為了提聞上板I吸收太陽(yáng)能的能力和效率，上板I上設(shè)有多個(gè)五面凸臺(tái)11，上述的選擇性涂層5涂在凸臺(tái)11的表面，這樣大大提高了光照時(shí)間和受光面積。本實(shí)施例在實(shí)際使用時(shí)，將多個(gè)太陽(yáng)能集熱器模塊利用半球狀的凸緣9和凹槽10依次縱向連接，每個(gè)模塊的水路4通過接頭6和密封圈7密封連接成相通的水路。同理，多個(gè)縱向連接的模塊利用凸緣9和凹槽10進(jìn)行橫向定位連接，組成所需大小的太陽(yáng)能集熱器。當(dāng)太陽(yáng)光穿過菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的透明光罩3后聚焦于上板I的凸臺(tái)11上，凸臺(tái)11表面的選擇性涂層5對(duì)太陽(yáng)能短波進(jìn)行強(qiáng)選擇和長(zhǎng)波弱輻射，吸收的能量通過導(dǎo)熱的上板I和下板2傳遞給水路4內(nèi)的傳熱介質(zhì)，將能量?jī)?chǔ)備起來。本實(shí)施例打破了傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器固定大小，不便于運(yùn)輸、安裝、維護(hù)、更換的局面，且拼接的模塊更容易實(shí)現(xiàn)大批量商業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)使得拼接式太陽(yáng)能集熱器與建筑物環(huán)境更好地相融。
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能集熱器模塊，包括集熱板、透明光罩(3)，其中透明光罩(3)罩在集熱板上，集熱板上設(shè)有選擇性涂層(5)，其特征是:所述的集熱板內(nèi)設(shè)有水路(4);集熱板的至少兩個(gè)側(cè)面上分別設(shè)有凸緣(9)和凹槽(10)，或者至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凸緣(9)并且至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凹槽(10);凸緣(9)與凹槽(10)的尺寸為插入式配合的尺寸；集熱板上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口和出水口分別與水路連通。
2.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的進(jìn)水口設(shè)在凸緣(9)內(nèi)，所述的出水口設(shè)在凹槽(10)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的集熱板為高分子聚合物材料的集熱板，集熱板的形狀為三角形、或正方形、或矩形、或菱形、或平行四邊形、或正多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的進(jìn)水口連接有接頭(6)，所述的凹槽(10)內(nèi)出水口處設(shè)有密封圈(7)，密封圈(7)的尺寸與接頭(6)的尺寸為密封配合的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的集熱板包括固定密封連接的上板(I)和下板(2)，上板(I)和下板(2)上分別設(shè)有扣合后形成水路(4)的半圓槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的上板(I)和下板(2)之間設(shè)有定位銷(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的凸緣(9)為半球狀凸緣，所述的凹槽(10)為半球狀凹槽；半球狀的凸緣(9)的尺寸和半球狀的凹槽(10)的尺寸為間隙配合的尺寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的上板(I)上至少設(shè)有一個(gè)凸臺(tái)(11)，凸臺(tái)(11)為至少有五個(gè)面的凸臺(tái)，或者為球面凸臺(tái)，或者為弧面凸臺(tái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能集熱器模塊，其特征是:所述的透明光罩(3)為菲涅爾透鏡。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱器模塊的集熱器，其特征是:至少包括兩個(gè)所述的集熱器模塊，并且通過凸緣(9)和凹槽(10)拼接成一體，通過進(jìn)水口和出水口連通形成整體回路；所述的透明光罩(3)為單獨(dú)罩在每塊集熱板上，或者罩在整個(gè)拼接后的集熱板上，并且透明光罩與集熱板之間的空間為真空狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能集熱技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種太陽(yáng)能集熱器模塊及應(yīng)用此模塊的集熱器，包括集熱板、透明光罩，其中透明光罩罩在集熱板上，集熱板上設(shè)有選擇性涂層；上述的集熱板內(nèi)設(shè)有水路；集熱板的至少兩個(gè)側(cè)面上分別設(shè)有凸緣和凹槽，或者至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凸緣并且至少一個(gè)側(cè)面上設(shè)有凹槽；凸緣與凹槽的尺寸為插入式配合的尺寸；集熱板上設(shè)有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口和出水口分別與水路連通。本實(shí)用新型通過集熱板上的凸緣和凹槽實(shí)現(xiàn)模塊與模塊的拼接，通過連接進(jìn)水口和出水口實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊內(nèi)的水路相通，通過選擇性涂層進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換。打破了集熱器固定大小，不便于運(yùn)輸安裝、維護(hù)更換的局面，使太陽(yáng)能集熱器與建筑物環(huán)境更好地相融。
文檔編號(hào)F24J2/20GK202915586SQ20122036758
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月27日
發(fā)明者楊繼躍 申請(qǐng)人:聯(lián)塑市政管道(河北)有限公司