[发明专利]平板型太阳能集热器及其板芯

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能设备技术领域，尤其涉及平板型太阳能集热器的吸热板芯。本发明还涉及包括上述板芯的平板型太阳能集热器。

背景技术

目前，太阳能的利用主要有光热转换和光电转换两种方式，平板型太阳能集热器便是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的光热转换装置，它是吸热体基本为平板形状的非聚光型集热器。

平板型太阳能集热器在国内的起步时间并不比真空管集热器晚，但是在早期阶段，由于选材的原因导致其热能转换率低下，同时系统的粗放型设计造成使用效果非常差且受季节限制，严重影响了平板型太阳能集热器在人们心目中的印象，进而影响了市场占有率。

近几年受到欧洲高效平板集热器技术的影响，国内平板型太阳能集热器的设计得到了极大的完善与提高，越来越多地受到市场的关注，因而设计和生产高效平板型太阳能集热器成为太阳能设备的一个重要发展方向。

平板型太阳能集热器主要由边框、玻璃盖板、吸热板芯、保温棉、背板及其它零部件组成，其吸热板芯根据结构的不同，大体上可分为管板式板芯和蛇管式板芯两种主要类型。

管板式板芯包括一对相互平行且彼此分开的集流管，若干根两端分别与两个集流管的内腔连通的相互平行的排管，所述集流管和排管整体焊接在吸热板同一侧的板面上，所述集流管上设有若干用于连接排管的孔，所述孔和排管的两端相连接，组装后整个吸热板大体上呈扁平的板状结构，所述集流管形成横向的流体通道，所述排管形成纵向排列的流体通道。工作时，阳光透过透明盖板照射在表面有涂层的吸热板，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。

蛇管式板芯由一根连续折弯成蛇形的排管直接焊接在吸热板的板面上形成，与管板式板芯相比，省去了两根上下平行的集流管，其排管的两端分别为流体入口和流体出口，工作原理与管板式板芯大体相同，只是在流体的通道设计上有所区别。

平板型太阳能集热器的每个部件都会影响集热器的热性能，重视每个部件的设计与选择是保证集热器性能的前提条件；而吸热板芯作为重要的热量转化和传递部件，其结构和性能的优劣会直接影响平板型太阳能集热器的热性能。

现有管板式板芯和蛇管式板芯的排管大多都为圆管，焊接时与吸热板的接触方式为线面接触，热量传递接触面积小，热阻大，热量传递性能差，导致集热器的热性能较低；同时，线面接触的焊接质量差，不利于排管和吸热板的结合。

因此，如何提高平板型太阳能集热器吸热板芯的传热性能和结构强度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种平板型太阳能集热器的板芯。该板芯通过改变排管的截面形状，增大了排管与吸热板的接触面积，减小了热租，提高了传热性能，同时，还提高了板芯的焊接质量和结构强度。

本发明的另一目的是提供一种包括上述板芯的平板型太阳能集热器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种板芯，用于平板型太阳能集热器，包括吸热板和焊接在所述吸热板上的排管，所述排管具有与所述吸热板板面相接触的焊接平面。

优选地，所述排管具体为圆管，其管身侧面具有至少一个扁平的焊接平面。

优选地，所述排管在横截面上呈“D”字形。

优选地，所述排管在横截面上呈矩形或三角形。

优选地，所述吸热板芯为管板式板芯。

优选地，所述管板式板芯的集流管具有与所述吸热板板面相接触的焊接平面。

优选地，所述吸热板芯为蛇管式板芯。

优选地，所述吸热板的板面上覆盖有选择性吸收涂层。

本发明还提供一种平板型太阳能集热器，包括边框、玻璃盖板、吸热板芯以及背板，所述吸热板芯封装在所述玻璃盖板和背板之间，其与背板之间设有保温材料，所述吸热板芯具体为上述任一项所述的板芯。

优选地，所述吸热板芯的排管位于其吸热板下面。

本发明所提供的板芯在现有技术的基础上作了进一步改进，改进后所述板芯的排管具有能够与所述吸热板紧密贴合在一起的平面。这样，所述排管便不再以线面接触的方式与所述吸热板焊接在一起，而是以面面接触的方式与吸热板相结合，一方面增大了所述排管与吸热板的传热面积，减小了热阻，有利于热量的传递，提高了传热性能；另一方面较大的接触面积可提高所述排管和吸热板的焊接质量，从而增强两者之间的结构强度。