[實用新型]一種帶有集熱室的太陽能平板集熱器

有效

• 申請號: 201420572923.X
• 申請日: 2014-10-07
• 公開（公告）號: CN204084886U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 董欣然;高峰
• 申請（專利權）人: 偉視幕墻（上海）有限公司
• 主分類號: F24J2/05
• 分類號: F24J2/05;F24J2/24;F24J2/46;F24J2/51
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本實用新型屬于利用太陽能的集熱設備及綠色節能產品領域，具體涉及一種帶有集熱室的太陽能平板集熱器。

背景技術

太陽能是可以利用、可再生、可持續的綠色清潔能源。太陽能集熱器是組成各種太陽能熱利用系統的關鍵部件，因此，集熱器性能對太陽能系統收益影響特別顯著。平板型太陽能集熱器是太陽能集熱器中一種最基本的類型，其結構簡單、運行可靠、承壓能力強、吸熱面積大，是太陽能與建筑結合最佳選擇的集熱器類型之一。

平板型太陽能集熱器主要有吸熱板、透明蓋板、隔熱層和外殼等幾部分組成。工作時，太陽輻射穿過透明蓋板后，投射在吸熱板上，被吸熱板吸收并轉化成熱能，然后傳遞給吸熱板內的傳熱工質，使傳熱工質的溫度升高，作為集熱器的有用能量輸出；與此同時，溫度升高后的吸熱板不可避免的要通過傳導、對流和輻射等方式向四周散熱，成為集熱器的熱量損失。

目前，平板型太陽能集熱器主要為外框采用鋁型材，背板采用鋁或鍍鋅板，保溫材料一般采用巖棉或聚氨脂泡沫，蓋板采用布紋低鐵特種鋼花玻璃，板芯采用鋁板集熱、銅管作為工質流道，涂層以采用真空濺射的黑格、藍鈦為主。板芯銅鋁焊接，采用激光和超聲波焊機。外框四角連接采用螺絲或鉚壓固定，底板與外框連接采用鉚壓。其缺點為：外框盒子的保溫性差，而且氣密性也差，造成了內腔容易結露，影響了陽光的透過。因此，空氣的對流和外框的傳導是主要的熱損耗途徑。

為了提高太陽集熱器的效率，在采用優質選擇性吸收涂層材料和高透過率蓋板材料的基礎上，在保持最大限度地采集太陽能的同時盡可能減小其對流和輻射熱損，因此努力提高平板太陽能集熱器產品性能，研發高效平板太陽能集熱器成為關鍵。

當前研發出的新一代平板太陽能集熱器選擇采用高強度鋁合金沖壓成形的中空框體，即整體為一個盒子，在盒子的四邊框上采用鋁型材，再在上面蓋上玻璃板，底板。玻璃蓋板使用無螺絲、無鉚釘、無橡膠皮條的連接封裝技術，完全達到內腔充氮的氣密性要求。但在流道出口處和正面與鋁型材的密封要做到氣密還是存在一定的難度。同時，由于內部空腔隨著溫度升高而膨脹，也會隨溫度降低而收縮，對整個系統的密封造成應力破壞而導致不能持續耐用。

發明內容

本實用新型的目的是解決現有平板太陽能集熱器存在的上述不足，提供一種密封及保溫性能好、熱交換效率高以及最大程度地減少對流和熱輻射造成的熱損失的一種帶有集熱室平板太陽能集熱器。

本實用新型提供的帶有集熱室以及具有中空隔熱結構的平板太陽能集熱器，包括玻璃蓋板、吸熱板、集熱管束以及隔熱底板，所述的吸熱板、集熱管束及熱反射隔熱薄膜和繃膜框組成集熱室，集熱管束四周組裝繃膜框作為固定吸熱板的架構，在繃膜框正面焊接固定吸熱板，在繃膜框背面通過繃膜框包裹熱反射隔熱膜，形成一個夾心中間層；在集熱室四周組裝隔熱中空框，隔熱中空框兩側通過丁基膠和結構密封膠封裝玻璃蓋板和隔熱底板，使集熱室分別與玻璃蓋板及隔熱底板之間形成中間空氣隔熱層；隔熱中空框的集熱管束進出口開孔處，加裝密封管嘴，適應結構形變的裝配間隙處施打丁基膠密封。集熱器的外部可加裝保護外框，也可靈活的與門窗、幕墻的外框進行裝配。

所述集熱室的繃膜框為凹型鋁型材，凹型槽朝外，對應集熱管束進出口位置開孔，熱反射隔熱膜卷邊進繃膜框的凹型槽內用螺釘固定，并使熱反射隔熱膜繃緊保持表面的平整。吸熱板通過激光焊接在繃膜框的正面，正面為工作時朝向太陽。所述的集熱室是通過集熱管束作為架構，正面安裝吸熱板以保證太陽能的高效吸收，四周組裝繃膜框以使集熱室形成表面平整的腔室，背面包裹熱反射隔熱膜以減少由于熱輻射造成的熱損失。

所述的集熱管束由一組翅管與兩個集管構成，翅管的兩端分別與兩個集管釬焊連接內部相通，翅管組中心區域向上拱起成一個平面并與吸熱板緊密貼合以支撐吸熱板，兩個集管低于該支撐面，集管的中心線與繃膜框的中心線在同一水平面。

所述的吸熱板通過激光焊接沿繃膜框將四周邊部固定，并使吸熱板張緊，保證表面平整，由集熱管束的集熱翅管組提供對吸熱板的內部支撐。

所述的熱反射隔熱膜具有耐高溫、隔熱、耐老化及機械性能好的特性，同時，表面進行噴涂納米熱反射層，對紅外及遠紅外具有較高的選擇性反射，以減少集熱管束通過熱輻射造成的熱損失。

所述的隔熱中空框為具有耐高溫、隔熱、耐候及機械性能高的擠出型材，中間有一較長的豎腔，豎腔的兩側為對稱的小空腔，兩個小空腔及中間的豎腔形成一個將集熱室邊部含住的凹槽。所述的隔熱中空框的較長的豎腔，對應集管的進出口位置開孔，加裝密封管嘴，隔熱中空框兩側的小空腔內裝填干燥劑。