[發明專利]全封閉內聚光中溫太陽能平板集熱器

無效

• 申請號: 201310143967.0
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103234280A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 俆鴻勝;唐云鎧;賴來建
• 申請（專利權）人: 深圳市鵬桑普太陽能股份有限公司
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/10;F24J2/46
• 代理公司: 深圳市國科知識產權代理事務所(普通合伙) 44296
• 代理人: 楊依林

技術領域

本發明屬于太陽能集熱器技術領域，更具體的說是一種全封閉的板式太陽能集熱器，該集熱器可以提供一百度以上的熱水或者蒸汽的中溫集熱器領域。

背景技術

目前市場上的太陽能集熱器存在以下優缺點：

優點：

1、太陽能平板集熱器的規格統一，一致性好。現在國內外基本都是采用2米×1米的標準規格，具有成本低，便于建筑安裝設計，同時安裝使用可靠，安裝在建筑物外觀后與建筑物呈一體化，甚至建筑物直接作為幕墻使用。相對而言真空管集熱器則規格大小不一，雜亂無章。只能用于高層壁掛同時安裝后，因此現在國內外的做法是，國內不再推廣，國外嚴禁使用。

太陽能平板集熱器有效采光面積大，集熱效率高。吸熱板的面積與太陽能的面積與太陽能的集熱器面積接近，有效采光面積達到95%。相對之下，太陽能真空管集熱器的有效采光面積就小得多。就目前常用的太陽能真空管集熱器，其有效采光面積只占集熱器面積的50%。其原因是真空管之間的間隙，真空管內部吸熱管與外罩玻璃所占面積之和的間隙，以及集熱器下部底托，上部保溫聯箱等都占有了很多有效采光面積。

但是不同的太陽能集熱器同時存在以下缺點：

1、???????????????目前市場上的太陽能平板集熱器的箱體是由四條框架、底板、蓋板、玻璃拼裝而成。框架與框架之間，框架與底板之間是用拉釘或鉚釘連接固定。箱體存在很多縫隙，不密閉而透氣。

平板型集熱器器白天在陽光照射下溫度達到60℃左右，夜間降至0℃左右，所以白天空氣受熱膨脹由框架的縫隙處排出，夜間又將相對濕度較大的濕空氣吸入箱體內。這種現象太陽能行業的行話稱之為“呼吸”現象。箱體內的保溫是由巖棉或玻璃棉組成，這二種都是吸濕性很強的材料。所以早晨看到蓋板玻璃內壁表面凝聚水汽。由此而導致以下幾種影響太陽能平板集熱器的集熱效果：其一是玻璃蓋板的內壁水汽影響了玻璃的透射率。行業標準規定透射率大于0.9，由于水汽的影響透射率大受影響，降至0.6左右。經過1-2小時的光照，水汽逐步排去，但嚴重影響了太陽能平板集熱器的工作效率。另一方面這種“呼吸”現象晝夜循環，時間長了空氣中的微小雜質吸入箱體隨水汽蒸發而吸附在玻璃上，年長日久形成水漬，這種水漬在箱體內又無法清除，使蓋板玻璃的透射率降低，影響集熱效率。同時箱體內吸熱板表面也會附上進入箱體內空氣中的雜質。吸熱板表面的吸收膜層的表面鍍制是非常精密的，在鍍膜時稍有變化就會很大程度上影響吸收率。所以空氣中的雜質附上吸收膜層會導致太陽能平板集熱吸收率嚴重下降。同時減少了太陽能平板集熱器的使用壽命。其二是箱體內的巖棉和玻璃棉保溫材料吸入濕氣后本身就降低了保溫性能，熱損加大。在太陽照射下保溫材料里的水汽獲得能量被不斷蒸發，等水汽蒸發完太陽熱平板集熱器才正常運行。期間獲取的太陽能被水汽帶走。其三是由于箱體內濕空氣的存在，此時太陽能集熱器向環境散發的熱損較大。在蓋板玻璃凝結水汽的情況下箱體內的空氣相對濕度接近100%。以100%的濕空氣與干空氣的導入系數比較，濕空氣入=5990W/?mk，干空氣入=259W/?mk，二者相差了23倍。

（2）導致太陽能平板集熱器運行溫度低的另一原因是：平板集熱器有效采光面積大，吸熱效果好，但隨著與環境溫度的溫差加大，向外散出的熱損也大。導熱、對流與熱輻射這三種熱傳導方式都有存在著跟傳熱體的表面積成正比，和溫差成正比。太陽能平板集熱器的吸熱板吸熱時是正面向陽光一面吸熱，計算熱損時是正面、背面同時向環境傳熱。

目前普通太陽能平板集熱器的吸熱過程是太陽光照射金屬吸熱板表面，再由吸熱板傳熱給與吸熱板連成一體的金屬管（金屬管內是流動的水），二根金屬水管的平行距離約10~12公分，兩根金屬管的中間距離約5cm。溫度只能從高傳到低，由此中間點到水管的5cm距離有一個溫度梯度，中間點為最高溫度，太陽能平板集熱器所需求的溫度是金屬管內的水溫，但吸熱板的平均溫度要高出水溫許多才能達到平衡。由于提高了吸熱板的平均溫度，吸熱板與環境的溫差大，因而熱損也大。

上述的二個原因導致太陽能平板集熱器運行溫度低，目前主要市場在我國南方地區，其主要功能還局限于提供生活用熱水。

發明內容

本發明的目的供一種在具有高集熱面積但同時減少散熱面積的新型平板集熱器，同時還通過采用全封閉箱體的結構，徹底避免了平板型太陽能集熱器的呼吸現象。