基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及到相變材料儲熱和太陽能光熱應(yīng)用技術(shù)，特別涉及到一種高效平板太陽能熱水器，屬于太陽能光熱應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能作為清潔能源，取之不盡用之不竭，是傳統(tǒng)能源重要的替代能源之一。太陽能光熱應(yīng)用由于其太陽能利用率高，實(shí)現(xiàn)簡單，是太陽能利用的重要方法之一。傳統(tǒng)太陽能熱水器主要包括太陽能集熱器、水泵、管路和儲熱水箱，其儲熱材料往往為水，由于水是顯熱儲存能量，儲能密度低，往往需要一個(gè)比較大的儲熱水箱。由于現(xiàn)代研究水平的不斷提高，相變儲熱材料研究有了很大的突破，已經(jīng)有不少的相變儲熱材料應(yīng)用到了太陽能上，相變儲熱材料由于其儲能密度高，儲存單位能量所需的體積往往為顯熱儲能材料的十分之一，甚至更低，因此采用相變儲熱材料來代替水，能大大減小裝儲熱材料的容器的體積。平板集熱器和真空管集熱器作為應(yīng)用最廣的太陽能集熱器。真空管集熱器由于其自身保溫性能好，能直接將儲熱材料放置到真空管件中，但平板集熱器由于其集熱面積大，正面保溫性能差，儲熱材料往往難以直接與集熱器融為一體，因此平板集熱器熱水器往往需要外置一個(gè)比較大的儲熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是研發(fā)一種平板太陽能集熱與儲熱結(jié)合一體的構(gòu)件，提高平板集熱器的保溫性能和集熱效率，去除傳統(tǒng)太陽能熱水器的儲熱水箱。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導(dǎo)熱件、選擇性吸收涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、換熱銅管、邊框、扣條、背保溫材料、側(cè)保溫材料、正保溫材料、隔熱空腔等構(gòu)成，其主要特征在于:真空透明聚光蓋板和T型吸熱導(dǎo)熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱器部分和儲熱部分有機(jī)地結(jié)合為一體。
[0005]1.真空透明聚光蓋板為雙層中空結(jié)構(gòu)，由透明玻璃和菲涅爾線性聚光透鏡組成，兩者中間形成中空狀態(tài)。
[0006]2.所述的菲涅爾線性聚光透鏡由多個(gè)焦距相同的菲涅爾聚光透鏡構(gòu)成，每個(gè)菲涅爾聚光透鏡能將聚集到其表面的平行光聚焦到一條線上。
[0007]3.T型吸熱導(dǎo)熱件上端表面涂有選擇性吸熱涂料，下端與儲液裝置相連。
[0008]4.隔熱空腔的厚度等于菲涅爾聚光透鏡的焦距。
[0009]5.固/液相變儲熱材料放在儲液裝置內(nèi)。
[0010]6.換熱銅管置于儲液裝置內(nèi)部，與相變儲熱材料直接接觸。
[0011]本發(fā)明與傳統(tǒng)太陽能熱水器相比，相變儲熱材料替代了傳統(tǒng)的儲熱水箱，集熱儲熱一體化，使得熱水器體積更加小巧，更適用于建筑一體化應(yīng)用；同時(shí)采用聚光和真空隔熱技術(shù),大大提高了集熱效率和保溫性能。
【附圖說明】
[0012]圖1:本發(fā)明專利的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:本發(fā)明專利的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:本發(fā)明專利的儲液裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4:本發(fā)明專利的菲涅爾線性聚光透鏡結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5:本發(fā)明專利銅管元件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]I為相變儲熱材料、2為換熱銅管、3為儲液裝置、4為正保溫材料、5為隔熱空腔、6為T型吸熱導(dǎo)熱件、7為真空透明聚光蓋板、8為菲涅爾線性聚光透鏡、9為真空腔、10為透明玻璃、11為選擇性吸收涂料、12為扣條、13為邊框、14為側(cè)保溫材料、15為進(jìn)水口、16為背保溫材料、17為出水口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]本發(fā)明在實(shí)際實(shí)施中，如圖1所示，本發(fā)明主要由相變儲熱材料1、換熱銅管2、儲液裝置3、正保溫材料4、隔熱空腔5、T型吸熱導(dǎo)熱件6、真空透明聚光蓋板7、菲涅爾線性聚光透鏡8、真空腔9、透明玻璃10、選擇性吸收涂料11、扣條12、邊框13、側(cè)保溫材料14、背保溫材料16構(gòu)成。真空透明聚光蓋板7由透明玻璃10和菲涅爾線性聚光透鏡8組成，由高強(qiáng)度高氣密性復(fù)合粘結(jié)劑粘貼在一起，中間為真空腔9。如圖4所示菲涅爾線性聚光透鏡8是由焦距相同的菲涅爾聚光透鏡組成，采用PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯^PPVC (聚氯乙烯)等材料制造；如圖3所示儲液裝置3是由具有防腐和高導(dǎo)熱性能的不銹鋼材料焊接制作，相變儲熱材料I采用熔點(diǎn)在80°C?100°C的材料，放在儲液裝置3之中；T型吸熱導(dǎo)熱件6采用鋁材制作，上端圖有選擇性吸收涂料11，下端與儲液裝置3焊接。邊框13和扣條12均采用鋁材制作；如圖5所示的換熱銅管2彎曲成蛇形以便增大換熱效率。
[0016]如圖1所示，首先利用鋁型材料組裝邊框13，將背保溫材料16放置到邊框13內(nèi)，再放側(cè)保溫材料14，將放置有相變儲熱材料I和換熱銅管2的儲液裝置3放置在在背保溫之上，然后放置正保溫材料4，蓋上真空透明聚光蓋板7在邊框13上，最后扣上扣條12。
[0017]本發(fā)明的太陽能光熱應(yīng)用實(shí)現(xiàn)過程為，太陽光照射到真空透明聚光蓋板7上，菲涅爾線性聚光透鏡8將太陽光聚焦到T型吸熱導(dǎo)熱件6上，T型吸熱導(dǎo)熱件6將熱量傳遞到儲液裝置3的相變儲熱材料I中儲存，外界使用的水從導(dǎo)熱銅管進(jìn)口 15流入換熱銅管2中與相變儲熱材料I換熱，從導(dǎo)熱銅管出口 17流出。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化，從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導(dǎo)熱件、選擇性吸熱涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、換熱銅管、邊框、扣條、背保溫材料、側(cè)保溫材料、正保溫材料、隔熱空腔等構(gòu)成，其主要特征在于:真空透明聚光蓋板和T型吸熱導(dǎo)熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱器部分和儲熱部分有機(jī)地結(jié)合為一體。
2.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于真空透明聚光蓋板為雙層中空結(jié)構(gòu)，由透明玻璃和菲涅爾線性聚光透鏡組成，兩者中間形成中空狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的菲涅爾線性聚光透鏡由多個(gè)焦距相同的菲涅爾聚光透鏡構(gòu)成，每個(gè)菲涅爾聚光透鏡能將聚集到其表面的平行光聚焦到一條線上。
4.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的T型吸熱導(dǎo)熱件上端表面涂有選擇性吸熱涂料，下端與儲液裝置相連。
5.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的隔熱空腔的厚度等于菲涅爾聚光透鏡的焦距。
6.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于固/液相變儲熱材料放在儲液裝置內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱太陽能平板熱水器，其特征在于所述的換熱銅管置于儲液裝置內(nèi)部，與相變儲熱材料直接接觸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，涉及到相變材料儲熱和太陽能光熱應(yīng)用技術(shù)，特別涉及到一種高效無水箱平板太陽能熱水器。本發(fā)明主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導(dǎo)熱件、選擇性吸熱涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、邊框、保溫材料、隔熱空腔等構(gòu)成，其特征在于：真空透明聚光蓋板和T型吸熱導(dǎo)熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱部分和儲熱部分有機(jī)地結(jié)合為一體。本發(fā)明與傳統(tǒng)太陽能熱水器相比，相變儲熱材料替代了傳統(tǒng)的儲熱水箱，集熱儲熱一體化，使得熱水器體積更加小巧，更適用于建筑一體化應(yīng)用；同時(shí)采用聚光和真空隔熱技術(shù)，大大提高了集熱效率和保溫性能。
【IPC分類】F24J2-34, F24J2-46, F24J2-08
【公開號】CN104654625
【申請?zhí)枴緾N201310588721
【發(fā)明人】廖代華, 盧挺浩, 莫春鑒
【申請人】珠海興業(yè)節(jié)能科技有限公司, 珠海興業(yè)新能源科技有限公司, 珠海興業(yè)綠色建筑科技有限公司, 湖南興業(yè)太陽能科技有限公司, 湖南興業(yè)綠色能源科技有限公司, 珠海興業(yè)光電科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日