[發明專利]平板型太陽能光伏熱水熱空氣復合集熱器

無效

• 申請號: 201310021296.0
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103062913A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 季杰;郭超;孫煒;馬進偉
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04
• 代理公司: 合肥金安專利事務所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術領域

本發明屬于太陽能光伏光熱綜合利用技術領域，具體涉及一種平板型太陽能光伏光熱復合集熱器。

背景技術

太陽能光伏利用和光熱利用是太陽能利用的兩個重要方面。目前太陽能光伏組件的光電轉換效率仍較低，且電池吸收太陽輻照后溫度升高也會導致光電轉換效率下降，當電池溫度每上升1℃，其光電轉換效率將下降3～5‰。近年來，太陽能光伏光熱綜合利用（PV/T）系統，因其良好的太陽能綜合利用效率受到廣泛關注。一方面，PV/T系統提高了單位面積的光電光熱綜合利用效率；另一方面，通過傳熱工質冷卻，降低光伏板溫度，提高了光電效率。目前PV/T系統的傳熱工質主要有空氣和水兩種。在國內，光伏熱水集熱器、光伏空氣集熱器以及空氣和熱水結合的雙功能集熱器均有較多應用，如光伏驅動太陽能空氣集熱器（CN102322695A），整板性管板式光伏熱水模塊（CN101740650A），平板熱管太陽能光伏光熱復合集熱器及其制作工藝（CN102646742），多功能平板集熱器（CN201155869）等。

太陽能空氣集熱器主要應用于冬季建筑采暖，全年其他時間無法實現太陽能有效利用。太陽能熱水集熱器主要用于春夏秋制熱水，冬季利用率不高，且容易出現結冰現象。因此單一的熱水PV/T模塊和空氣PV/T模塊均不能實現全年的太陽能有效利用，有必要對其進行結構改造。現有的雙功能集熱器可以提供熱水和房間取暖需求，但在主動式循環中仍需要外部提供電能，用于驅動水泵或者風機。同時，現有的太陽能空氣集熱器主要通過增加擾流板或換熱翅片的方式，強化流道中空氣與吸熱板間換熱，但擾流板或翅片的設置會增大風阻和風機能耗，同時也增大了金屬消耗量，提高集熱器制造成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以全年充分利用太陽能，使光伏電池高效工作，并同時輸出熱水或熱空氣的平板型太陽能光伏熱水熱空氣復合集熱器。

平板型太陽能光伏熱水熱空氣復合集熱器包括由四塊邊框板11和底板12組成的集熱器箱體，四塊邊框板11和底板12的內側面均設有保溫材料層10；集熱器箱體內沿長度方向均布排列設有銅管5，銅管5的一端連通著進水管6，另一端連通著出水管7，進水管6的進水口伸至集熱器箱體長度方向一側壁外部，出水管7的出水口伸至集熱器箱體長度方向另一側壁外部；集熱器箱體頂部設有玻璃蓋板1，其特征在于：所述玻璃蓋板1和銅管5之間的集熱器箱體內設有吸熱板2，銅管5和吸熱板2接觸，玻璃蓋板1和吸熱板2之間形成空氣夾層14，與玻璃蓋板1相鄰的吸熱板2頂面上均布設有光伏電池3，吸熱板2底面上均布設有微小流阻塊4；吸熱板2底面下方的集熱器箱體寬度方向一側壁上設有進風口8，相對應的集熱器箱體寬度方向另一側壁上設有出風口9，吸熱板2底面下方的集熱器箱體內形成貫通的空氣流道13。

所述的微小流阻塊4的高度不超過空氣流道13高度的1/10。

?所述銅管5和吸熱板2焊接連接。

微小流阻塊4為小立方塊或角鋼狀塊。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）本發明的平板型太陽能光伏熱水熱空氣復合集熱器可以實現太陽能的分頻利用，同時產生電能和熱能，大大提高太陽能的利用效率；

（2）本發明的平板型太陽能光伏熱水熱空氣復合集熱器可以根據季節和環境要求選擇熱水或熱空氣模式，實現全年的光熱充分利用，同時降低光伏板溫度，提高光電轉換效率；

（3）本發明的吸熱板背面粘合有微小流阻塊，相比金屬翅片，在提高吸熱板與空氣間換熱系數的同時，可以大大減少金屬消耗，對流道阻力影響較小，在熱水工作模式下，也不會因為翅片的散熱降低熱水集熱效率。

附圖說明

?圖1為本發明去掉玻璃蓋板的結構示意圖。

?圖2為集熱器正面截面及局部剖視圖。

??圖3為集熱器背面截面及局部剖視圖。

上圖中序號：玻璃蓋板1、吸熱板2、光伏電池3、微小流阻塊4、銅管5、進水管6、出水管7、進風口8、出風口9、保溫材料層10、邊框板11、底板12、空氣流道13、空氣夾層14。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例對本發明作進一步地描述。