[發(fā)明專利]太陽能集熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810066752.2
• 申請(qǐng)日: 2008-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN101561189A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柳鵬;陳丕瑾;劉亮;姜開利;劉長洪;范守善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/46
• 分類號(hào): F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能集熱器。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)和社會(huì)的發(fā)展，人類社會(huì)對(duì)于資源和能源的依賴日益加強(qiáng)。而眾所周知，地球上的資源和能源是有限的，所以在各種經(jīng)濟(jì)、政治、科學(xué)研究活動(dòng)中，資源和能源的問題成了首要問題。而由于部分資源可以通過一些人為的過程加以回收再利用，因此，能源的問題更為突出。太陽能是人類可以利用的最豐富的能源，也是最廉價(jià)的，最潔凈的，最有發(fā)展前途的能源。太陽能電池和太陽能集熱器是直接利用和吸收太陽能的主要方式。與太陽能電池相比較，太陽能集熱器的效率較高，遠(yuǎn)高于其它太陽能利用的方式。但目前太陽能集熱器由于受結(jié)構(gòu)和材料等方面的因素局限，應(yīng)用范圍和領(lǐng)域還比較窄。

現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的太陽能集熱器分為太陽能管式集熱器(請(qǐng)參見“真空管太陽能家用熱水器及其東西向和南北向放置的比較”，太陽能學(xué)報(bào)，吳家慶等，vol9，p396-405(1988))和太陽能板式集熱器兩種。請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中太陽能管式集熱器300，包含一放置在地面上的座體30、一裝設(shè)在該座體30一側(cè)的儲(chǔ)水桶32、以及連接所述座體30另一側(cè)與所述儲(chǔ)水桶32之間的真空吸熱管34。當(dāng)該真空吸熱管34接收到太陽能后，利用冷水比熱水比重大的原理，而產(chǎn)生冷水下流、熱水上升現(xiàn)象，進(jìn)而使所述真空吸熱管34內(nèi)的液體達(dá)到自然對(duì)流循環(huán)加熱，并且具有良好的保溫性。然而，當(dāng)太陽光照射到所述真空吸熱管34時(shí)，會(huì)因該真空吸熱管34的圓管曲線排布，造成有效集熱面積變小。而且，所述真空吸熱管34的內(nèi)側(cè)會(huì)生成水垢，所以需要定期清潔、保養(yǎng)，以維持良好的熱傳導(dǎo)效率，不但費(fèi)時(shí)而且費(fèi)力。

太陽能板式集熱器的出現(xiàn)克服了所述太陽能管式集熱器300中出現(xiàn)的問題。請(qǐng)參閱圖2，現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能板式集熱器500包含一上基板50、一下基板52、邊框支架56和多個(gè)支撐物58。其中，所述上基板50為一透光基板，由玻璃、塑料等透明材料制成。下基板52為一吸熱板，由銅、鋁合金(要求防銹鋁)、不銹鋼、鋅等材料制成。所述上基板50和下基板52構(gòu)成一空腔60，該空腔60的兩側(cè)設(shè)有邊框支架56。所述上基板50和下基板52之間設(shè)置有多個(gè)支撐物58。

然而，為了防止所述下基板52在制備的過程中被氧化，該下基板52需要在較高的真空絕熱環(huán)境下進(jìn)行制備，并要加熱到較高的溫度，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。因此，使得下基板52的制備過程中的成本較高，從而相應(yīng)地使得所述太陽能板式集熱器500的成本較高，不適于大面積普及推廣應(yīng)用。另外，所述太陽能板式集熱器500中下基板52本身也作為吸熱層，故下基板52材料的選擇受到限制，必須是吸熱材料，而采用銅、鋁合金等吸熱材料制成的下基板52，由于該下基板52的吸熱表面積較小同時(shí)對(duì)太陽光的反射較大，故，對(duì)太陽能的轉(zhuǎn)化效率較低。

因此，確有必要提供一種太陽能集熱器，該太陽能集熱器中下基板材料的選擇不受限制，所得到的太陽能集熱器對(duì)太陽能具有較高的轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容

一種太陽能集熱器包括一上基板、一下基板、一吸熱層、一邊框支架和多個(gè)支撐物。所述上基板和所述下基板相對(duì)設(shè)置。所述邊框支架設(shè)置于所述上基板和下基板之間。所述上基板、下基板及邊框支架共同構(gòu)成一空腔。所述吸熱層設(shè)置于所述下基板位于所述空腔內(nèi)的上表面。所述多個(gè)支撐物間隔地設(shè)置于所述空腔內(nèi)，并分別與所述上基板和吸熱層相接觸。所述吸熱層包括一碳納米管層，該碳納米管層中碳納米管沿一個(gè)固定方向或不同方向有序排列。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，所述太陽能集熱器具有以下優(yōu)點(diǎn)：其一，由于碳納米管具有良好的吸熱性，同時(shí)，該碳納米管層包括多個(gè)沿一固定方向或不同方向有序排列的碳納米管，且該碳納米管層的吸熱表面積較大并對(duì)太陽光的反射較小，故，采用碳納米管層作吸熱層，可提高太陽能集熱器對(duì)太陽能的能量轉(zhuǎn)化效率，對(duì)太陽能吸收均勻。其二，由于采用碳納米管復(fù)合材料層作為吸熱層，故下基板材料的選擇不受限制。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能管式集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能板式集熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本技術(shù)方案實(shí)施例的太陽能集熱器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本技術(shù)方案實(shí)施例的太陽能集熱器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本技術(shù)方案實(shí)施例獲得的碳納米管沿一個(gè)固定方向排列的碳納米管層的掃描電鏡照片。

圖6是本技術(shù)方案實(shí)施例獲得的碳納米管沿不同方向有序排列的碳納米管層的掃描電鏡照片。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖詳細(xì)說明本技術(shù)方案太陽能集熱器。