[实用新型]透明塑料太阳能集热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能利用领域，特别涉及一种透明塑料太阳能集热装置。

背景技术

太阳能是一种洁净和可持续产生的能源，发展太阳能科技可减少在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题。太阳能利用已经成为目前世界性科研最关注和致力于发展产业之一。

太阳能利用的基本方式：

光热利用，也称光热转换、光电转换、光化利用、光生物利用等。目前主要是发展光热利用，即光热转换。目前使用最多的太阳能收集装置主要有平板集热器、真空管集热器、聚焦集热器。通常根据所能达到的温度和用途的不同而把太阳能光热利用分为低温利用(＜200℃)、中温利用(200-350℃)。普及和利用率最高的是真空管式集热器和热管式集热器。这两种集热方式是将太阳的光能在集热管的黑壁上转化成热能，再经集热管壁传导给管内介质、水或工质。太阳能集热装置的能量传递过程都是：太阳光能----集热管壁(非透光)-----水或工质。太阳能的利用受到集热器集热方式包括真空管材质结构制作工艺、技术问题、产品寿命及使用环境、经济造价等诸多问题的局限。一个前景广阔的产业发展缓慢，经济和社会效益不够显著。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种透明塑料太阳能集热装置，改变传统的集热方式，太阳能转换效率高，便于加工制作，易于机械化、自动化生产，并有利于形成大面积的集热工程。

本实用新型一种透明塑料太阳能集热装置，包括集热板，其特征在于所述集热板包括由透明塑料制作的吸热工质腔体，吸热工质腔体内充满黑色吸热工质，集热板与换热器形成循环回路。

本实用新型吸热工质腔体的材质可以是热固透明树脂FRP，也可以是热塑透明树脂(热塑PC树脂)。强度高，透光率高，重量轻，非常适合大面积制作生产。塑料材质导热系数较低，自身有良好的绝热性，对真空绝热的要求并不是很高，并具有耐腐蚀、防露雾、抗紫外线、防冰雹等多种优点。这样集热器的向阳面与吸热工质之间是高透光材料。

以热塑PC树脂为例，该材料的透光率可高达88％，光老化寿命近30年。阻燃B1级，耐温-40℃-110℃，连续使用温度110℃，重量是玻璃厚度的1/12-1/15，抗冲击强度是玻璃的250-300倍，有机玻璃的20-30倍，热膨胀系数为0.7×10^-6，导热系数为0.2W/m·K，变形温度(负荷1.8MPa)135。因此，为制造大型太阳能工程提供良好方便条件。

吸热工质采用具有吸收率很高的高黑度液体。可以是高黑度水溶液、高黑度导热油或油水乳液，并加有防冻材料。

本实用新型的主要技术特点是太阳光能直接被吸热工质吸收，转化为热能。吸热工质为加热介质与换热器形成闭合回路，换热器内的水被吸热工质加热。吸热工质与换热器之间按照通常技术方式既可以是换热器的换热管内为被加热的水，换热管外为吸热工质，也可以是换热器的换热管内为吸热工质，换热管外为被加热的水。

本实用新型的另一技术特点是集热板还包括换热工质腔体，吸热工质腔体的背面设置换热工质腔体，换热工质腔体内的换热工质与换热器形成循环回路。吸热工质腔体的热能被换热工质腔体内的换热工质迅速传导换热，同样的道理，换热工质与换热器进行热交换。换热工质可以采用市售溴化锂超导液。

本实用新型在吸热工质腔体面积比较小时，吸热工质腔体与换热器之间由加热密度差产生的热虹吸现象自然循环，也可以通过管道泵强制循环。尤其在集热系统工程中必须增加管道泵循环。

其中本实用新型一些比较优选的技术方案为：

所述吸热工质腔体的两端分别连接下连通管和上连通管，下连通管和上连通管与换热器构成循环回路，吸热工质腔体和循环回路内充满黑色吸热工质。当采用换热工质时，换热工质腔体的两端分别连接下连通管和上连通管，下连通管和上连通管与换热器构成循环回路，换热工质腔体和循环回路内充满换热工质。

所述吸热工质腔体的上端与储水箱连接，换热器为换热管设置在储水箱内，吸热工质腔体的下端连接下连通管。该结构方式，吸热工质进入储水箱内或储水箱内的换热管直接加热储水箱的水或换热管内的水。

所述吸热工质腔体为带栅格的水槽。该结构方式使得整个腔体的承压能力非常强，栅格同时起到了加强筋的作用。

所述吸热工质腔体的向阳面加有真空透光保温层(如空气或真空绝热空腔)。

所述吸热工质腔体的背面加有热反射层或真空绝热空腔或/和绝热层。