專利名稱：太陽能集熱板芯及使用該集熱板芯的太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種太陽能集熱板芯及使 用該集熱板芯的太陽能集熱器。
背景技術(shù)：
就現(xiàn)有技術(shù)而言，真空管集熱器適用于中、高溫?zé)峒療幔m然具有高性 能，但價(jià)格昂貴，且比較笨重，安裝、搬運(yùn)不便。管板式集熱器適用于中、 低溫集熱，價(jià)格較適中， 一般使用較多，但其不足之處是集熱板芯一般是由 銅鋁或銅鋁復(fù)合制成，價(jià)格仍然偏高，雖然黑表面的表面溫度很高，但由于 集熱器的熱源黑表面直接暴露于環(huán)境中，因此其散熱損失相應(yīng)較大，熱效率 較低。并且，由于真空管集熱器、管板式集熱器所采用的材料多為金屬材料， 而且形狀各異，與建筑本身很難融為一體，影響建筑的美觀度。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱效率高、結(jié)構(gòu)簡單的太陽能集熱板芯 及使用該集熱板芯的太陽能集熱器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種太陽能集熱板芯，是由至少一個(gè)兩端開 口的中空腔體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述中空腔體結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于腔體迎光面的透光層、 設(shè)置于腔體中或腔體背光面的吸熱層，所述吸熱層與透光層相對設(shè)置。
所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由相對設(shè)置的透光層和不透明的吸熱層以及連接于 透光層和吸熱層之間的側(cè)板圍合而成；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸
熱層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù) 涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由外表的透光層和連接于透光層之間的側(cè)板圍合而
成，吸熱層設(shè)置于透光層之間的中空腔體內(nèi)部；所述透光層為有機(jī)透明材料， 所述吸熱層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴 濺技術(shù)涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
所述透光層和吸熱層為平面板、弧形板、波浪形板或瓦楞形板。
所述透光層上開設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外的透氣孔。
本實(shí)用新型的太陽能集熱器的技術(shù)方案是該太陽能集熱器包括集熱板芯及分別設(shè)置于集熱板芯上下兩端的熱介質(zhì)流出通道和熱介質(zhì)流入通道，其特 征在于所述集熱板芯是由一個(gè)或一個(gè)以上的兩端開口的中空腔體結(jié)構(gòu)結(jié)合 而成，所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由設(shè)置于腔體外表的透光層以及設(shè)置于腔體中或 腔體外表的吸熱層構(gòu)成，所述吸熱層與透光層相對設(shè)置，所述集熱板芯的兩 端開口分別與熱介質(zhì)流出通道和熱介質(zhì)流入通道連通。
所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由相對設(shè)置的透光層和不透明的吸熱層以及連接于 透光層和吸熱層之間的側(cè)板圍合而成；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸 熱層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù) 涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由外表的透光層和連接于透光層之間的側(cè)板圍合而 成，吸熱層設(shè)置于透光層之間的中空腔體內(nèi)部；所述透光層為有機(jī)透明材料， 所述吸熱層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴 濺技術(shù)涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
所述透光層和吸熱層為平面板、弧形板、波浪形板或瓦楞形板。
所述透光層上開設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外的透氣孔。
本實(shí)用新型從集熱原理上和結(jié)構(gòu)上提供了完全不同于傳統(tǒng)管板式太陽能 集熱板芯的太陽能集熱板芯，這種集熱板芯包括中空腔體可供熱介質(zhì)流動， 并具有設(shè)置于迎光面的透光層和設(shè)置于中空腔體中或背光面上的吸熱層，光 線通過透光層可抵達(dá)吸熱層，光在吸熱層上完成光熱轉(zhuǎn)換，使吸熱層變成熱 源，熱源只有向水層這個(gè)唯一的傳熱通道，而吸熱層的散熱通道可被外設(shè)的 隔熱保溫材料層和中空腔體內(nèi)的水層所阻擋，其熱流很快為流動的熱介質(zhì)帶 走，而成為有效得熱，散熱損失極小，集熱效率高；另外，本實(shí)用新型的集 熱板芯充水時(shí)，透光層及水層起到了增加透射減小反射的作用，太陽光能損 失減小，水在這里充當(dāng)了增透體、隔熱體、和載熱體，是一種高效合理的創(chuàng) 意。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)十分簡單，整個(gè)板芯只有一個(gè)零件，制造容易，取材 方便，成本低廉，性價(jià)比高，有利于推廣普及。
另外本實(shí)用新型的集熱板芯可采用有機(jī)塑料等成本較低、重量較輕的透 明材料，從而代替了銅、鋁等貴金屬材料，因此成本低，承重要求小，可作 為建筑物的窗戶、墻面或屋頂而與建筑物結(jié)合為整體。
另外，本實(shí)用新型可由自己選定的透明材料可以一次成型的拉出本實(shí)用新型所需要的中空腔體，然后在根據(jù)所要求的安裝位置來決定腔體長、寬尺 寸。將集熱板芯的兩端連通固定進(jìn)、出水管，最后安裝在背部有隔熱層的殼 體中即可制作成太陽能集熱器。

圖1是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例1的截面示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例2的截面示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例3的截面示意圖； 圖4是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例4的截面示意圖； 圖5是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例5的截面示意圖； 圖6是本實(shí)用新型的集熱板芯實(shí)施例6的截面示意圖； 圖7是本實(shí)用新型的太陽能集熱器實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是圖7的A-A剖視圖； 圖9是圖7的B-B剖視圖。
圖10是本實(shí)用新型的太陽能集熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例1，該集熱板芯是由相對設(shè) 置的平板形的透光層1和吸熱層2以及連接于透光層1和吸熱層2之間的側(cè) 板3圍合而成的兩端開口的中空腔體結(jié)構(gòu)，集熱板芯的中空腔體內(nèi)可供熱介 質(zhì)流動，所述吸熱層2為黑色，該集熱板芯整體由有機(jī)塑料一次拉制而成， 吸熱層2的黑色是由拉制時(shí)在吸熱層所在層中加入顏料而制作出的黑色板， 所側(cè)板3及透光層1為透明板。
如圖2所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例2，與實(shí)施例1的不同之處 在于，側(cè)板3對中分為透明和黑色各半，將集熱芯對中分為透光面和吸熱面。 實(shí)施例2的這種情況是由拉制工藝中在有機(jī)塑料中對半加顏料的工藝導(dǎo)致的。
如圖3所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例3，集熱板芯是由透明的中 空腔體中設(shè)置黑色的吸熱層8構(gòu)成，中空腔體的頂、底面具有與吸熱層8相 對設(shè)置的透明的透光層9、 10。-
如圖4所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例4，與實(shí)施例1的不同之處 在于，該集熱板芯整體由有機(jī)塑料一次拉制而成的整體透明腔體，在其中一 個(gè)透明板的內(nèi)表面上通過涂抹、鍍膜、粘貼等方式制作出黑色層。該實(shí)施例中當(dāng)然也可以在其中一個(gè)透明板的外表面上通過涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù)涂 覆黑色材料或粘貼黑色紙等方式制作出黑色層。
如圖5所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例4，與實(shí)施例1的不同之處 在于，透光層1和吸熱層2為弧形板，且透光板1上設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外 的透氣孔ll，實(shí)施例4的集熱板芯用于空氣作為熱介質(zhì)的集熱工作，透氣孔 11可使空氣能夠自由進(jìn)入集熱板芯內(nèi)部。
如圖6所示，本實(shí)用新型的集熱板芯的實(shí)施例6，與實(shí)施例1的不同之處 在于，透光層1和吸熱層2為波浪形板。
如圖7 圖9所示，本實(shí)用新型的集熱器的實(shí)施例1，采用上述集熱板芯 實(shí)施例中的任意的集熱板芯7及分別設(shè)置于集熱板芯7上下兩端的熱介質(zhì)流 出通道5和熱介質(zhì)流入通道6，集熱板芯7的兩端開口分別與熱介質(zhì)流出通道 5和熱介質(zhì)流入通道6連通。該種集熱器實(shí)施例2可用于建筑的窗戶或墻面， 在具體使用時(shí)，將集熱板芯7固定在具有保溫性能的墻面或直接作為固定窗 戶使用。
如圖10所示，本實(shí)用新型的集熱器的實(shí)施例2，與集熱器的實(shí)施例l的 不同之處在于集熱板芯7的背面還設(shè)有隔熱保溫材料層4，該種集熱器實(shí)施 例2可用于建筑的屋頂或墻面。
本實(shí)用新型的集熱器在工作時(shí)，以水作為熱介質(zhì)，水通過熱介質(zhì)流入通 道6進(jìn)入集熱板芯7的中空腔體內(nèi)，集熱板芯7充水時(shí)，集熱板芯7迎光的 透光層1及內(nèi)部的水起到了增加透射減小反射作用，使太陽光能損失減小， 入射太陽能光線充分穿過透光層1并穿過透明的水層抵達(dá)背光的黑色的吸熱 層2，光在吸熱層2上完成光熱轉(zhuǎn)換，使其變成熱源，當(dāng)吸熱層2是被夾在水 與外設(shè)的隔熱保溫材料層4之間時(shí)，吸熱層2的只能向水層傳遞，基本上不 會向環(huán)境散失熱量，及時(shí)不設(shè)置隔熱保溫材料層，由于吸熱層的熱流很快為 流動的水帶走，散熱損失也比較小。
權(quán)利要求1、一種太陽能集熱板芯，其特征在于是由至少一個(gè)兩端開口的中空腔體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述中空腔體結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于腔體迎光面的透光層、設(shè)置于腔體中或腔體背光面的吸熱層，所述吸熱層與透光層相對設(shè)置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能集熱板芯，其特征在于所述中空腔體結(jié) 構(gòu)是由相對設(shè)置的透光層和不透明的吸熱層以及連接于透光層和吸熱 層之間的側(cè)板圍合而成；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸熱層為黑 色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù)涂覆 黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能集熱板芯，其特征在于所述中空腔體結(jié) 構(gòu)是由外表的透光層和連接于透光層之間的側(cè)板圍合而成，吸熱層設(shè)置 于透光層之間的中空腔體內(nèi)部；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸熱 層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技 術(shù)涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱板芯，其特征在于 所述透光層和吸熱層為平面板、弧形板、波浪形板或瓦楞形板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能集熱板芯，其特征在于所述透光層上開 設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外的透氣孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱板芯，其特征在于 所述透光層上開設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外的透氣孔。
7、 一種太陽能集熱器，其特征在于包括集熱板芯及分別設(shè)置于集熱板芯 上下兩端的熱介質(zhì)流出通道和熱介質(zhì)流入通道，所述集熱板芯是由一個(gè) 或一個(gè)以上的兩端開口的中空腔體結(jié)構(gòu)結(jié)合而成，所述中空腔體結(jié)構(gòu)是 由設(shè)置于腔體外表的透光層以及設(shè)置于腔體中或腔體外表的吸熱層構(gòu) 成，所述吸熱層與透光層相對設(shè)置，所述集熱板芯的兩端開口分別與熱 介質(zhì)流出通道和熱介質(zhì)流入通道連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能集熱器，其特征在于所述中空腔體結(jié)構(gòu) 是由相對設(shè)置的透光層和不透明的吸熱層以及連接于透光層和吸熱層 之間的側(cè)板圍合而成；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸熱層為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù)涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能集熱器，其特征在于所述中空腔體結(jié)構(gòu) 是由外表的透光層和連接于透光層之間的側(cè)板圍合而成，吸熱層設(shè)置于 透光層之間的中空腔體內(nèi)部；所述透光層為有機(jī)透明材料，所述吸熱層 為黑色材料層或在透明板的內(nèi)表面或外表面上涂抹顏料、磁控噴濺技術(shù) 涂覆黑色材料或粘貼黑色膜而成的黑色層。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7 9中任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱器，其特征在于所 述透光層和吸熱層為平面板、弧形板、波浪形板或瓦楞形板。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能集熱器，其特征在于所述透光層上開 設(shè)有貫通中空腔體內(nèi)外的透氣孔。
12、 根據(jù)權(quán)利要求7、 8、 9、 11任意一項(xiàng)所述的太陽能集熱器，其特征在于 所述太陽能集熱器上于集熱板芯的吸熱層背面裝有保溫隔熱材料層。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的太陽能集熱器，其特征在于所述太陽能集熱 器上于集熱板芯的吸熱層背面裝有保溫隔熱材料層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能集熱板芯及使用該集熱板芯的太陽能集熱器，該集熱板芯是由至少一個(gè)兩端開口的中空腔體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述中空腔體結(jié)構(gòu)是由設(shè)置于腔體外表的透光層以及設(shè)置于腔體中或腔體外表的吸熱層構(gòu)成，所述吸熱層與透光層相對設(shè)置；所述太陽能集熱器包括背部和周邊設(shè)有隔熱保溫材料層的殼體，殼體中安裝有集熱板芯分別設(shè)置于集熱板芯上下兩端的熱介質(zhì)流出通道和熱介質(zhì)流入通道，本實(shí)用新型的集熱板芯充水時(shí)，透光層及水層起到了增加透射減小反射的作用，太陽光能損失減小，而吸熱層的散熱通道可被隔熱保溫材料層和水層所阻擋，其熱流很快為流動的水帶走，而成為有效得熱，散熱損失極小，集熱效率高。
文檔編號F24J2/05GK201229071SQ20082007012
公開日2009年4月29日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者侯宗蘭, 沙永玲, 陳開碇, 馬俊安 申請人:河南桑達(dá)能源環(huán)保有限公司