[发明专利]一种真空集热板及其集热装置

说明书

技术领域

本发明涉及能量转换领域，尤其涉及一种真空集热板和集热装置。

背景技术

当前光辐射型换能装置一般有两种形式：一种是“真空管式太阳能热水器”以及“平板式太阳能热水器”两种。真空管式太阳能热水器空烧温度高达230℃～270℃，真空管式太阳能热水器从其诞生至今，已有20多年的历史了，在这20多年中，其结构形式几乎没有什么重大改变，一直延续其传统结构，轮廓有效集热面积增加不大，因此，其得热量一直没有重大提高。现有的平板式太阳能热水器空烧温度达160℃～180℃，轮廓有效集热面积可以任意组合增加。现有的平板式太阳能热水器主要由透明玻璃盖板、集热器(吸热板)、隔热保温层三大主要部分组成。现有的平板式太阳能热水器要提高空烧温度是无法实现的，其主要原因是现有的平板式太阳能热水器中，集热器是采用金属板表面覆盖有深色的涂层，可以最大限度地吸收太阳辐射能，而透明玻璃盖板主要起到透光、隔离雨雪等，但是散热面较大，保温性很差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种真空集热板和集热装置，该真空集热板和集热装置具有高温集热层，减少散热，保温性能好。

实现本发明目的的技术方案是：

一种真空集热板，从上至下依次设有透光层和集热层，所述透光层采用硼硅玻璃，所述集热层采用石英玻璃，上面涂有光辐射吸收涂层；透光层和集热层之间设有网状支撑衬垫，透光层和集热层的边缘用玻璃密封连接，所述集热层的下面设有抽气封嘴，透光层和集热层之间抽为真空。

本发明透光层与集热层采用玻璃材料，透光层与集采用热层之间焊接，组成含有气体吸收剂抽真空的集热板。其中如透光层硼硅玻璃，集热层采用石英玻璃，石英玻璃的膨胀系数小于硼硅玻璃近一个数量级。硼硅玻璃为强度较高防冰雹的3.5mm-5mm厚，光透过率大于90％的透光玻璃，石英玻璃为低膨胀系数的1.5mm-3mm厚，单面涂有光辐射吸收涂层的集热玻璃(玻璃厚度选择是根据真空集热板面积大小来确定)。

所述的光辐射吸收涂层采用磁控溅射工艺，溅射黑铬或铝-氮-铝涂层，形成中温石英玻璃集热层，溅射氮氧化钛涂层，形成高温石英玻璃集热层。中温石英玻璃集热层受热温度小于300℃，高温石英玻璃集热层受热温度小于500℃。

作为本发明的进一步改进，所述的集热层四周靠近边缘的部位分别设有膨胀量吸收器，该膨胀量吸收器为延集热层平面分别向四周延伸的波状皱褶。所述膨胀量吸收器能自适应调节石英玻璃由于温度的变化，吸收石英玻璃尺寸的膨胀或缩小。膨胀量吸收器的设计，重点是解决硼硅玻璃与石英玻璃之间焊接区域，两种材料在不同工作温度环境下，使石英玻璃热胀冷缩引起的应力，不影响焊接区域长期结构稳定及真空密封。

所述的真空集热板可以采用4边形或多边形结构。

本发明中所述透光层和集热层均采用玻璃材料，透光和集热性能高，集热层的上面设有光辐射吸收层，热量吸收更好，透光层和集热层之间抽为真空，减少散热，保温效果好。

所述真空集热板通过和导热水箱、导热管板或超导热管板等换热装置的组合，可以组成多种类型的集热装置。

本发明的集热装置技术方案是：

一种真空集热装置，包括真空集热板、换热装置和保温材料层，所述换热装置设在真空集热板的下方，并与真空集热板粘接，所述保温材料层从周边和下面将换热装置和真空集热板的集热层包在里面；所述真空集热板从上至下依次设有透光层和集热层，所述透光层采用硼硅玻璃，所述集热层采用石英玻璃，上面涂有光辐射吸收涂层；透光层和集热层之间设有网状支撑衬垫，透光层和集热层的边缘用玻璃密封连接，所述集热层的下面设有抽气封嘴，透光层和集热层之间抽为真空。

上述换热装置可以是：由导热管板、铜管和导热硅胶层组成，所述导热板管为带有进、出口的密封壳体，所述铜管设在导热管板中，所述导热硅胶层设在导热管板的上表面。

上述换热装置还可以是：由金属导热体、若干超导热管和紫铜绒垫组成，金属导热体围成一个空腔，空腔一侧的底部向下延伸形成液腔，所述若干超导热管并列设在金属导热体中，所述紫铜绒垫设在金属导热体的上表面。

上述换热装置还可以是：由导热硅胶层、导热散热片、水箱壁、弹性底盖、和水管接口所组成，所述水箱壁沿弹性底盖的周边向上延伸，所述导热散热片从水箱壁的上方覆盖水箱壁围成的空间，并与水箱壁密封连接，所述两个水管接口分别连接在水箱壁的对侧面，所述弹性底盖的两端分别设有一个以上的波状皱褶。

附图说明

图1为本发明实施例1的真空集热板结构图。

图2为图1的A-A剖视图

图3为图2的M部放大图