[發明專利]基于石墨薄膜的太陽能集熱裝置

在審

• 申請號: 201810415686.9
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108518874A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 孫寧志
• 申請（專利權）人: 山西臣功新能源科技有限公司
• 主分類號: F24S10/50
• 分類號: F24S10/50;F24S70/20;F24S70/10;F24S80/00;F24S40/10
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔雪花;冷錦超

本發明公開了基于石墨薄膜的太陽能集熱裝置，涉及太陽能集熱器技術領域；采用高導熱石墨薄膜代替傳統的吸熱板，高導熱石墨薄膜和水直接接觸，增強了導熱效率，省去了傳統吸熱板繁瑣的加工工藝，避免了噴涂帶來的環境污染，不用傳統吸熱板的載體，節省了大量的人力物力財力；具體為包括底板、保溫層、側板、內膽、透明蓋板，底板上固定有支撐架，底板與側板相連接固定形成凹槽，凹槽內壁設置有保溫層，支撐架上固定有內膽，內膽朝上的表面為高導熱石墨薄膜，在高導熱石墨薄膜上設置有透明蓋板，內膽通過進水管、出水管、排水管與側板的外部相連通。

技術領域

本發明涉及太陽能集熱器技術領域，特別是涉及基于石墨薄膜的太陽能集熱裝置。

背景技術

現有平板式太陽能集熱器中的吸熱板所用材料有：銅、鋁合金、銅鋁復合、不銹鋼、鍍鋅鋼、塑料、橡膠等材料，通過噴涂、化學、電化學、真空蒸發、磁控濺射等方法工藝在吸熱板上增加涂層，來增強吸熱板的導熱性。這種方法帶來了一系列的問題：熱損失嚴重，導熱效率低、增加成本、工藝過程污染環境、耗費人力。

針對現在的太陽能集熱裝置熱能利用率不高的缺點，目前也有通過石墨烯材料對其進行改進，開發出了基于石墨烯的太陽能集熱裝置來提高它的性能，但通常也是采用在載體表面噴涂石墨烯涂層的方式，這樣又會造成對環境的污染以及導熱效率仍然不理想的問題。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種基于石墨薄膜的太陽能集熱裝置，目的是采用高導熱石墨薄膜代替傳統的吸熱板，高導熱石墨薄膜和水直接接觸，增強了導熱效率，省去了傳統吸熱板繁瑣的加工工藝，避免了噴涂帶來的環境污染，不用傳統吸熱板的載體，節省了大量的人力物力財力。為了達到上述目的，本發明是通過如下技術方案實現的。

基于石墨薄膜的太陽能集熱裝置，包括底板、保溫層、側板、內膽、透明蓋板，所述的底板上固定有支撐架，所述的底板與側板相連接固定形成凹槽，所述的凹槽內壁設置有保溫層，所述的支撐架上固定有內膽，所述的內膽朝上的表面為高導熱石墨薄膜，在所述的高導熱石墨薄膜上設置有透明蓋板，所述的內膽通過進水管、出水管、排水管與側板的外部相連通。所述的高導熱石墨薄膜包括以下重量份的原料：膨脹石墨80-90份、氮化硼5-10份、碳化硅5-10份，將上述的三種原料混合均勻后經過壓制而成。

進一步的，所述的透明蓋板的邊緣與側板設置有防護罩，所述的防護罩與側板相固定。

進一步的，所述的高導熱石墨薄膜還包括重量份為5-35份的石墨烯。

進一步的，所述的內膽的側面與底面為不銹鋼材質。

進一步的，所述的支撐架為U型支撐架。

進一步的，所述的透明蓋板為鋼化玻璃板。

更優選的，所述的高導熱石墨薄膜為重量份為膨脹石墨80份、氮化硼10份、碳化硅10份經過壓制而成的導熱薄膜。

膨脹石墨具有極強的耐壓性、柔韌性、可塑性和自潤滑性，極強的抗老化、抗扭曲的特性；無毒、不含任何致癌物，對環境沒有危害，通過在膨脹石墨中加入碳化硅與氮化硼，進過物理壓制作用，二者進入膨脹石墨的層間空隙，并與碳網平面形成層間化合物。這種層間化合物與炭素結合的同時又保持了膨脹石墨的這種層狀結構，從而產生高于膨脹石墨自身的的新性能。在有太陽光或其它熱能輻射的條件下，層間化合物將產生一種沿石墨層間C軸方向的推力，在這個推力的作用下石墨層間被推開，從而使膨脹石墨粒子沿C軸方向膨脹，吸收更多的熱能和輻射能。而又由于其安全無毒，且性能穩定，可塑性強，可以直接與被加熱介質接觸，減少熱量傳遞過程中的損失。添加的石墨烯可以提高石墨薄膜的硬度，延長其使用壽命，同時可以進一步提高石墨薄膜的集熱性能。

本發明相對于現有技術所產生的有益效果為。

1）本發明通過新材料高導熱石墨薄膜的使用，簡化了傳統吸熱板復雜的加工流程，節省了大量的人力物力。