專利名稱：一種具有聚光透鏡陣列的平板集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有聚光透鏡陣列的平板集熱器。
背景技術(shù)：
平板型太陽能集熱器與真空管太陽能集熱器相比具有吸熱面積大，結(jié)構(gòu)簡單，承壓能力強(qiáng)，運(yùn)行安全可靠等特點(diǎn)，是太陽能與建筑一體結(jié)合的最佳選擇之一；但普通的平板型太陽能集熱器熱流密度較低，無法進(jìn)行真空絕熱保溫，保溫措施應(yīng)用較困難，導(dǎo)致工質(zhì)的最高加熱溫度也較低，目前市場上有些保溫性能不良的平板集熱器在北方寒冷地區(qū)的冬季甚至不能將水溫提高到用來洗浴的適宜溫度。普通平板型集熱器熱效率及熱品質(zhì)較低的狀況，限制了平板集熱器的應(yīng)用領(lǐng)域及地域。為了提高平板集熱器的內(nèi)部最高加熱溫度以及集熱器整體的光熱轉(zhuǎn)換效率，聚光型高保溫性能平板集熱器便應(yīng)運(yùn)而生。憑借在現(xiàn)有平板集熱器的玻璃蓋板上制作聚光透鏡陣列，同時(shí)應(yīng)用真空玻璃及高效保溫材料等綜合技術(shù)手段，新型聚光高保溫性能平板集熱器能夠?qū)?nèi)部工作介質(zhì)加熱到400°C以上，這樣的平板集熱器不僅可以作為家用提供生活熱水及生活用熱，還可在學(xué)校，醫(yī)院，餐館等單位應(yīng)用提供用于洗消作業(yè)的開水及高溫蒸汽，甚至可以在太陽能空調(diào)，太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)得到應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，該聚光平板集熱器的特點(diǎn)是:集熱器的玻璃蓋板上制作有微透鏡陣列用于聚光，并綜合運(yùn)用真空玻璃，氣凝膠填充物，蜂巢格柵填充物等保溫材料提高平板集熱器的內(nèi)部加熱溫度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:在現(xiàn)有平板集熱器的玻璃蓋板上制作聚光透鏡陣列或者在真空玻璃上制作聚光透鏡陣列，還可以將制作好聚光透鏡陣列的玻璃板制成真空玻璃組件，其中聚光透鏡陣列位于真空玻璃組件夾層中起到支撐真空及聚光的作用；采用低成本工藝制作的氣凝膠填充物或者具有蜂巢格柵的成形材料作為吸熱板芯上的保溫材料；綜合運(yùn)用以上聚光及保溫措施來達(dá)到提高集熱器內(nèi)部加熱溫度的目的。本發(fā)明的有益效果是:通過在現(xiàn)有平板集熱器上進(jìn)行聚光及保溫的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將平板集熱器內(nèi)部工作介質(zhì)的最高加熱溫度提高到400°C以上，提高了平板集熱器的光熱轉(zhuǎn)換效率，擴(kuò)展了平板集熱器的應(yīng)用領(lǐng)域及地域。


下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明所涉及的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器的剖面結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是圖1所示集熱器的帶聚光透鏡陣列的玻璃蓋板結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖1所示集熱器的蜂巢格柵式保溫層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1.外殼，2.透明玻璃蓋板，3.板芯上保溫層，4.吸熱板芯，5.板芯下保溫層，6.帶有聚光透鏡陣列的玻璃板，7.氣凝膠保溫層，8.帶有聚光透鏡陣列的真空玻璃，9.帶有聚光透鏡陣列的真空玻璃組件，10.蜂巢格柵式保溫層，11.矩形格柵，12.蜂巢格柵。
具體實(shí)施例方式圖1描繪了本發(fā)明所涉及的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器的基本組成。在集熱器外殼(I)中放置有平板集熱器的吸熱部件，即吸熱板芯(4)，在吸熱板芯(4)下面及四周包圍著不透光的板芯下保溫層(5)，在吸熱板芯(4)上面覆蓋有可透過光線的板芯上保溫層(3 )，在上保溫層(3 )的上面覆蓋有集熱器的透明玻璃蓋板(2 )。圖2描繪了本發(fā)明所提出的綜合運(yùn)用帶有聚光透鏡陣列的透明玻璃蓋板(2)和氣凝膠保溫層(7)的新型聚光平板集熱器。其中上述透明玻璃蓋板(2)可以通過在現(xiàn)有單層玻璃板上采用一定工藝制作聚光透鏡陣列得到，可稱之為帶有聚光透鏡陣列的玻璃板(6);另外，上述透明玻璃蓋板(2)也可以通過在現(xiàn)有真空玻璃上制作聚光透鏡陣列得到，可稱之為帶有聚光透鏡陣列的真空玻璃(8);再次，上述透明玻璃蓋板(2)還可以是利用制作好的帶有聚光透鏡陣列的玻璃板(6)組裝成的帶有聚光透鏡陣列的真空玻璃組件(9)。圖3描繪了本發(fā)明所提出的綜合運(yùn)用帶有聚光透鏡陣列的透明玻璃蓋板(2)和蜂巢格柵式保溫層(10)的新型聚光平板集熱器，其中蜂巢格柵式保溫層(10)的微觀結(jié)構(gòu)可以是矩形格柵(11)或蜂巢格柵(12)。
權(quán)利要求
1.一種具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，包括帶有聚光透鏡陣列的玻璃蓋板，吸熱板芯，板芯上層保溫材料；其特征為集熱器的透光玻璃蓋板上具有聚光透鏡陣列，集熱器板芯上方的保溫材料為氣凝膠填充物或者蜂巢格柵填充物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，其特征為在集熱器的透光玻璃蓋板上制作的聚光透鏡陣列可以是點(diǎn)聚焦或線聚焦聚光透鏡陣列，可以是球面或非球面聚光透鏡陣列，還可以是菲涅爾類聚光透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，其特征是集熱器的透光玻璃蓋板為采用一定工藝在現(xiàn)有真空玻璃上制作聚光透鏡陣列的玻璃組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，其特征是集熱器的透光玻璃蓋板為先采用一定工藝在玻璃板上制作好聚光透鏡陣列，再利此帶透鏡的玻璃板制成的真空玻璃組件，透鏡陣列兼具聚光和支撐真空的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，其特征為采用氣凝膠填充物或者蜂巢格柵填充物作為板芯上層保溫材料。
全文摘要
一種具有聚光透鏡陣列的平板集熱器，該集熱器的透光玻璃蓋板上具有聚光透鏡陣列，可將照射到集熱器上的直接光線匯聚到焦點(diǎn)或焦線上，并用聚焦后的光能量來加熱板芯，使得在相同條件下該集熱器內(nèi)部加熱溫度較其它非聚光類型平板集熱器高出很多。具體措施有一、該平板集熱器的透明玻璃蓋板是采用特殊工藝在現(xiàn)有真空玻璃上制作聚光透鏡陣列而制成的，或者直接用帶有聚光透鏡陣列的玻璃板制作成的真空玻璃組件充當(dāng)；二、該平板集熱器采用低成本方法制成的氣凝膠填充物或者蜂巢格柵填充物作為板芯上層保溫材料。此類中高溫聚光平板集熱器有更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，例如太陽能熱空調(diào)，采暖設(shè)備，開水器，蒸汽發(fā)生器及小型化工處理設(shè)備等。
文檔編號F24J2/20GK103185401SQ201110456759
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者高雪飛, 朱華, 李向陽 申請人:成都首能新能源開發(fā)有限公司