CN201173626Y - 平板式太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体、集热板芯、保温层，相邻的每两层透光盖板之间、集热板芯与相邻的透光盖板之间、集热板芯与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，在至少一个空气保温层周围的壳体上设有使该空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门。本实用新型还包括开闭活动门的活动门开闭机构和用于感测集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。本实用新型利用活动门的开合控制空气保温层与外部空气的流通，从而实现对集热器运行温度的控制，达到高温保护的功能。

Description

平板式太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及平板式太阳能集热器领域。

背景技术

太阳能集热器通过辐射吸热涂层对太阳光的光辐射能量进行吸收，并利用温室效应原理将太阳能转化为热能。现有的太阳能集热器有平板型太阳能集热器、真空管式集热器与聚焦式太阳能集热器等。太阳能集热器的原理为通过吸热涂层或吸热膜，将太阳的光能转化为热能。同时利用温室效应将转化的热能收集，并通过导热流体，通常为水或乙二醇，将热能传输到需要利用的场所。

传统的平板式集热器如图7所示，由单层或多层透光盖板91、集热板芯92、壳体93、保温层94构成。其中，集热板芯92为铜或铝等金属材料制成，壳体的93的材料通常采用铝合金。在集热板芯92上设有吸热层95和导热流体管道96，在最接近集热板芯92的透光盖板的背面可设有选择性反射涂层或非选择性反射涂层97。集热板芯与距离集热板芯最近的透光盖板间通常有4厘米以下的间距，该间距中分通常布有空气，形成空气保温层98。

用户在使用现有的平板式集热器时通常反映的一个问题是，集热器的热收集量受运行工况、季节和气候影响大。通常，集热器又要求在正常运行时保温效果尽量好以提高太阳能的利用效率。但在特定的集热器工作状态下，集热器的温度过高，对集热器的安全和可靠性造成很大挑战。例如，在夏季阳光充足的时候集热器的热量收集很大，以致于集热器中的流体，通常为水，发生沸腾和汽化，从而导致系统压力升高，温度超出通常运行范围。此外，在太阳能系统循环出现故障导致集热器缺水甚至无水时，集热器的温度急剧升高，到达所谓的闷晒温度。对于通常运行在六十摄氏度左右的热水集热器而言，其闷晒温度可以达到两百摄氏度以上。极端情况下的高温使现有集热器的设计和选材受到极大的局限性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够自动控制运行温度实现高温保护的平板式太阳能集热器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体、集热板芯及保温层，其中，透光盖板设置在所述壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体，集热板芯设置在所述腔体内，在集热板芯上设有吸热层；相邻的每两层透光盖板之间、集热板芯与相邻的透光盖板之间、集热板芯与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，在至少一个空气保温层周围的壳体上设有使该空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；该太阳能集热器还包括用于开闭活动门的活动门开闭机构和用于感测集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

本实用新型还提供了一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体及保温层，其中，透光盖板设置在壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体，在保温层与最下方的那层透光盖板之间设有导热流体通道部件，导热流体通道部件与壳体以及透明盖板围成一腔体，在导热流体通道部件上设有导热流体通道，导热流体在导热流体通道中流动；在最靠近导热流体通道的那层透光盖板与导热流体通道相近的一面上，附着有吸热层；在吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层；保护层与导热流体相接触；相邻的每两层透光盖板之间、导热流体通道部件与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，在至少一个空气保温层周围的壳体上设有使空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；该太阳能集热器还包括用于开闭活动门的活动门开闭机构和用于感测集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

本实用新型还提供了一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体及保温层，其中，透光盖板设置在壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体，在保温层上设有导热流体通道，导热流体在导热流体通道中流动；在最靠近导热流体通道的那层透光盖板与导热流体通道相近的一面上，附着有吸热层；在吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层；保护层与导热流体相接触；相邻的每两层透光盖板之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，在至少一个空气保温层周围的壳体上设有使该空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；该太阳能集热器还包括用于开闭活动门的活动门开闭机构和用于感测集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

本实用新型利用活动门的开合控制空气保温层与外部空气的流通，从而实现对集热器运行温度的控制，达到集热器高温保护和集热器系统热量平衡调节的功能。本实用新型通过对集热器运行设定温度范围的保护，可使集热器设计的材料选择的耐温性要求大大降低，从而节约了成本，并为太阳能集热器的设计材料选型拓宽了范围。同时，对太阳能集热器的能量调节可使太阳能集热器系统在例如夏季太阳高温辐射、低热负荷的情况下，避免导热水或流体汽化，从而提高系统运行的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型第一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型第一种实施方式的活动门开闭机构和温度检测装置的局部放大示意图；

图3是本实用新型第二种实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型第二种实施方式的活动门开闭机构和温度检测装置的局部放大示意图；

图5是本实用新型第三种实施方式的结构示意图；

图6是本实用新型第四种实施方式的结构示意图；

图7是现有的平板式太阳能集热器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。

图1示出了本实用新型平板式太阳能集热器第一种实施方式的结构示意图，包括至少一层透光盖板91、集热板芯92、壳体93及保温层94，其中，透光盖板91设置在壳体93的上部，透光盖板91与壳体93围成一腔体，集热板芯92设置在该腔体内，在集热板芯92上设有吸热层95和导热流体管道96。相邻的每两层透光盖板91之间、集热板芯92与相邻的透光盖板91之间、集热板芯92与保温层94之间以及保温层94与壳体93之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层98。在至少一个上述的空气保温层98周围的壳体上设有使该空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门90。

本实用新型的太阳能集热器还包括用于开闭活动门的活动门开闭机构1和用于感测集热器内部温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置2，活动门开闭机构1分别与温度检测装置2和活动门90相连。在第一种实施方式中，如图2所示，温度检测装置2包括温包21和毛细管22，活动门开闭机构1包括第一连杆11、第二连杆12和波纹管13。温包21可设置于接近吸热层95的高温区域，并通过毛细管22与波纹管13的一端相连，波纹管13的另一端固设在壳体上。第一连杆11的一端和第二连杆12的一端通过枢轴转动连接，第一连杆11的另一端与波纹管13相连，第二连杆12的另一端与活动门90相连。温包21感测集热器内部的温度，并将温度转化为压力信号传递给波纹管13，波纹管驱动活动门开闭机构1，实现活动门90的开闭及空气保温层与外界的对流和隔绝。

图3示出了本实用新型第二种实施方式的结构示意图。其与第一种实施方式的不同之处在于，如图4所示，温度检测装置由双金属感温片24构成，双金属感温金属片24设置在固定于壳体上的固定销41上。执行机构为一连接杆14，连接杆14的一端与双金属感温片24相连，另一端与活动门90相连。较佳的是，在双金属感温片24与固定销41之间设有一复位弹簧42。双金属感温片感受空气保温层的温度，并受温度作用产生位移以开闭活动门实现空气保温层与外界的对流或分隔。

图5示出了本实用新型第三种实施方式的结构示意图。其与第一种实施方式的不同之处在于，温度检测装置由温度探头25构成。活动门开闭机构包括一电动阀15和连接杆16，电动阀15与温度探头25电连接，并与连接杆16的一端相连，连接杆16的另一端与活动门90相连。电动阀的控制信号来自设置在吸热层表面的感温电阻。电动阀在设定温度点的开启和关闭实现活动门的开闭，并完成空气保温层与外界的对流或分隔。

图6示出了本实用新型第四种实施方式的平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板61、壳体63及保温层64，其中，透光盖板61设置在壳体63的上部，透光盖板61与壳体63围成一腔体，在保温层64与最下方的透光盖板61之间设有导热流体通道部件69，导热流体通道部件69与壳体63相连，导热流体通道部件与壳体以及透明盖板围成一腔体，在导热流体通道部件69上设有导热流体通道66，导热流体在导热流体通道66中流动。在另一种实施方式中，导热流体通道66也可以直接形成在保温层64上。在最靠近导热流体通道的那层透光盖板与导热流体通道相近的一面上，附着有吸热层65。在吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层，该保护层与导热流体相接触。相邻的每两层透光盖板之间、导热流体通道部件与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层68。在至少一个空气保温层周围的壳体上设有使空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门90a。该太阳能集热器还包括用于开闭活动门90a的活动门开闭机构和用于感测集热器内部温度并驱动活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。当温度达到设定值，活动门开闭机构在温度检测装置的信号的驱动下开合活动门，从而使空气保温层的与外界流通或分隔并达到温度控制的效果。在本实施方式中，温度检测装置由温包21a和毛细管22a组成，活动门开闭机构由波纹管13a组成。温包21a通过毛细管与波纹管13a的一端相连，波纹管13a的另一端与活动门90a相连接。当然，活动门开闭机构和温度检测装置也可采用如实施方式2和实施方式3的结构。

虽然本实用新型的描述结合了特定的实施例，但是本领域普通技术人员应该理解本实用新型并不限于在此描述的实施例，并可以进行各种修改和变化而不背离本实用新型的精神和范围。例如，上面所示的温度检测装置不限于感测集热器内部温度，也可以通过感测集热器进出口热水管道的温度，来驱动活动门开闭机构开闭活动门。

Claims (10)

1.一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体、集热板芯及保温层，其中，所述透光盖板设置在所述壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体，所述集热板芯设置在所述腔体内，在集热板芯上设有吸热层；相邻的每两层透光盖板之间、集热板芯与相邻的透光盖板之间、集热板芯与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，其特征在于：

在至少一个所述空气保温层周围的壳体上设有使所述空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；

所述太阳能集热器还包括用于开闭所述活动门的活动门开闭机构和用于感测所述集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动所述活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

2.如权利要求1所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置包括温包和毛细管，所述活动门开闭机构包括第一连杆、第二连杆和波纹管；所述温包通过所述毛细管与波纹管的一端相连，波纹管的另一端固设在壳体上；第一连杆的一端和第二连杆的一端通过枢轴转动连接，第一连杆的另一端与波纹管相连，第二连杆的另一端与活动门相连。

3.如权利要求1所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置为双金属感温片，所述双金属感温金属片设置在固定于壳体上的固定销上；所述执行机构为一连接杆，所述连接杆的一端与双金属感温片相连，另一端与活动门相连。

4.如权利要求1所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置为温度探头；所述活动门开闭机构包括一电动阀和连接杆，所述电动阀与所述温度探头电连接，并与连接杆的一端相连，连接杆的另一端与活动门相连。

5.一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体及保温层，其中，所述透光盖板设置在所述壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体；在所述保温层与最下方的那层透光盖板之间设有导热流体通道部件，所述导热流体通道部件与壳体以及透明盖板围成一腔体，在所述导热流体通道部件上设有导热流体通道，导热流体在所述导热流体通道中流动；在最靠近导热流体通道的所述那层透光盖板与导热流体通道相近的一面上，附着有吸热层；在所述吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层；所述保护层与所述导热流体相接触；相邻的每两层透光盖板之间、导热流体通道部件与保温层之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，其特征在于：

在至少一个所述空气保温层周围的壳体上设有使空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；

所述太阳能集热器还包括用于开闭所述活动门的活动门开闭机构和用于感测所述集热器内部或集热器进出口热水管道温度并驱动所述活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

6.如权利要求5所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置由温包和毛细管组成，所述活动门开闭机构由波纹管组成；所述温包通过所述毛细管与波纹管的一端相连，波纹管的另一端与所述活动门相连接。

7.如权利要求5所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置为双金属感温片，所述双金属感温金属片设置在固定于壳体上的固定销上；所述执行机构为一连接杆，所述连接杆的一端与双金属感温片相连，另一端与活动门相连。

8.如权利要求5所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述温度检测装置为温度探头；所述活动门开闭机构包括一电动阀和连接杆，所述电动阀与所述温度探头电连接，并与连接杆的一端相连，连接杆的另一端与活动门相连。

9.如权利要求5所述的平板式太阳能集热器，其特征在于，所述空气保温层仅形成在所述保温层与壳体之间，在所述空气保温层周围的壳体上设有使空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门。

10.一种平板式太阳能集热器，包括至少一层透光盖板、壳体及保温层，其中，所述透光盖板设置在所述壳体的上部，透光盖板与壳体围成一腔体，在所述保温层上形成有导热流体通道，导热流体在所述导热流体通道中流动；在最靠近导热流体通道的所述那层透光盖板与导热流体通道相近的一面上，附着有吸热层；在所述吸热层靠近导热流体的一面附着有保护层；所述保护层与所述导热流体相接触；相邻的每两层透光盖板之间以及保温层与壳体之间中的至少一者采用空气绝热，形成空气保温层，其特征在于：

在至少一个所述空气保温层周围的壳体上设有使空气保温层与壳体外的空气连通或隔绝的活动门；

所述太阳能集热器还包括用于开闭所述活动门的活动门开闭机构和用于感测所述集热器内部或集热器进出口管道温度并驱动所述活动门开闭机构开闭活动门的温度检测装置，活动门开闭机构分别与温度检测装置和活动门相连。

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