[发明专利]一种腔式太阳能平板集热器

说明书

本发明公开了一种腔式太阳能平板集热器，包括：吸热体、黑色涂层、液体工作介质、透明盖板、壳体、隔热层、活动保温卷帘和垫片；所述吸热体的上表面镀有黑色涂层，吸热体的吸热面成腔式结构，吸热体上方设置有透明盖板，吸热体下方和壳体之间填充有隔热层，透明盖板上方设有活动保温卷帘，两者之间设有垫片。本发明集热器使得投射来的太阳光能够被多次反射吸收，提高了吸热体对太阳辐射能的吸收率；吸热体吸收的太阳辐射能可直接传递给流体通道内的液体工作介质，降低了传热热阻，增强了吸热体向液体工作介质的传热性能。本发明适合安装在地面、屋面、壁面、阳台等众多区域，为太阳能平板集热器的进一步大规模推广应用提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及太阳能中低温集热技术领域，具体涉及一种腔式太阳能平板集热器。

背景技术

太阳能平板集热器因其环保、节能、实用、成本低廉等优点在太阳能中低温热利用领域得以广泛的使用。其典型结构由吸热体、透明盖板、隔热层和壳体四部分组成。吸热体作为其关键部件，结构上为集热板和集热工质通流管道的结合体。吸热体上方，覆盖一层或多层透明盖板，这种盖板要求具有阳光透射率高、隔热性能好的特性，一方面可以降低吸热体对环境的散热损失，另一方面可以保护吸热体免受风霜雨雪和尘埃等的直接侵袭。

透明盖板虽然可以起到一定的保温作用，但它也会吸收和反射部分太阳辐射能，对吸热体表面接收的太阳辐射能总量起到一定的削减作用。另一方面，集热板一般为平面结构，上表面喷涂一层黑色涂料或镀选择性吸收涂层。这种结构形式使得投射到集热板上的太阳光一部分被集热板吸收，另一部分被集热板反射向玻璃盖板，从而影响集热板的太阳辐射能吸收率和光热转化效率。再者，由集热板吸收的太阳辐射能，需先通过导热作用传向通流管，再通过对流换热作用传向液体工作介质，才能被用户所利用，该过程传热热阻较大，影响了集热器的传热性能。平板集热器的整体结构设计使得其在太阳辐射强度较低时集热效率较低；而在太阳辐射强度较高时容易出现过热问题，导致液体工作介质汽化、分解或腐蚀性增强，从而影响各集热部件以及整个集热系统的性能和耐久性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种腔式太阳能平板集热器，克服现有技术中平板集热器传热性能和耐久性差的问题。

本发明的技术方案是：一种腔式太阳能平板集热器，包括：吸热体、黑色涂层、液体工作介质、透明盖板、壳体、隔热层、活动保温卷帘和垫片；所述吸热体的上表面镀有黑色涂层，吸热体的吸热面成腔式结构，吸热体上方设置有透明盖板，吸热体下方和壳体之间填充有隔热层，透明盖板上方设有活动保温卷帘，两者之间设有垫片。

所述吸热体的吸热面为腔式结构，其剖面形状为V型、凹槽型、半圆型或管翼型，所述V型夹角A在45°～70°之间，吸热体由铝合金或其他耐高温、导热系数高、易加工、便宜易得的材料经轧制而成一个整体。

所述黑色涂层为黑色涂料或选择性吸收涂层。所述黑色涂料为无光黑板漆，所述选择性吸收涂层为铝阳极氧化、铜表面氧化或电镀黑镍。

所述液体工作介质为水、导热油、醇溶液、融熔盐或纳米溶液。

所述透明盖板设为一层或者多层，材质为太阳光透射率高、吸收率和反射率低、隔热性能好、机械性能好的材质。

所述透明盖板材质为玻璃或聚氨酯。

所述活动保温卷帘由塑钢、铝合金等防水材料包裹隔热保温材料制成。