平板型太阳能集热器.pdf

本发明公开了一种平板型太阳能集热器，其板体由下层呈浅盘形的下层板和上层平板密合而成，下层板和上层平板之间为流水通道，上层平板为透明板，上层平板的内表面依次覆盖有选择性吸热涂层和防水保护层。本发明的太阳能集热器能最大幅度地提高热效率和降低热损率。

1、  一种平板型太阳能集热器，包括板体，其特征在于：所述板体由下层呈浅盘形的下层板和上层平板密合而成，所述下层板和上层平板之间为流水通道，所述上层平板为透明板，所述上层平板的内表面依次覆盖有选择性吸热涂层和防水保护层。

2、  按照权利要求1所述的平板型太阳能集热器，其特征在于：所述下层板为塑料，所述太阳能集热器的上集管和下集管与所述下层板一体成型而成。

3、  按照权利要求1所述的平板型太阳能集热器，其特征在于：所述下层板设置有与下层板一体成型的多个平行的纵向隔条。

4、  按照权利要求1至3所述的任一项平板型太阳能集热器，其特征在于：还包括外盖板，设置于上层平板之外，所述外盖板和上层平板之间设有空气层，所述外盖板为塑料中空板。

5、  按照权利要求1至3所述的任一项平板型太阳能集热器，其特征在于：所述下层板和上层平板的密合是通过粘接、焊接、紧固件连接或上述三种方式的任意组合。

6、  按照权利要求4所述的平板型太阳能集热器，其特征在于：所述下层板和上层平板的密合是通过粘接、焊接、紧固件连接或上述三种方式的任意组合。

平板型太阳能集热器
技术领域
本发明涉及一种平板型太阳能集热器。
背景技术
太阳能热水器作为可持续发展中一个重要的绿色能源应用已得到普遍的认同。目前最常见的太阳能热器分为真空管型太阳能热水器和平板型太阳能热水器。平板型太阳能热水器与真空管型太阳能热水器相比，其优点为：首先是平板型太阳能热水器具有耐压、寿命长，易组成二次回路系统等独有特点；其次是平板太阳能热水器易与建筑结合，易安装在屋顶上，建筑师在设计时也比较容易将它融于建筑之中，实现与建筑一体化；第三是平板型太阳能热水器产品材料的可再生利用率高；第四是平板型太阳能热水器的产品热性能好，平板太阳能集热器在国外的研发已有多年，其产品的热性能已接近真空管太阳能集热器；第五是平板型太阳能热水器的系统安全可靠，有效采光面积大。国外平板型太阳能集热器适合大型工程的热水和采暖需求，因此安全可靠是一个非常必要的条件。除此之外，在接受同等太阳能条件下，平板太阳能集热器占地面积小，而真空管太阳能集热器的管与管之间有空隙，造成占地面积大。
在中国实用新型专利说明书CN2769773Y(授权公开日：2006年4月5日)中公开了采用中空板结构作为太阳能热水器中集热板的板体，板体的中空部分为流水通道，板体的采光面可涂上吸热材料，另外在板体上设置玻璃盖板。而在中国实用新型专利说明书CN201014793Y(授权公告日：2008年1月30日)中公开了由上透光板和下吸热板构成吸热板本体，其中流水位于上透光板和下吸热板之间，吸热板本体可为塑料、玻璃或复合材料来制成。上面的平板型太阳能集热器的缺点为：
1.如果中空板材料使用塑料，塑料的长期抗热水和抗老化的问题是影响产品长期使用的重要因素；如果使用金属材料，一是价格贵，二是很难一次成形出中空板的结构；
2.中空板结构的吸热本体还必须与横向的集管相结合已形成完整的流水回路，由此对结合处的密封要求很高，现有的工艺很难达到实用要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种平板型太阳能集热器，其能提高集热器的热效率，并降低热损失率。
为解决上述技术问题，本发明的平板型太阳能集热器，其板体由下层呈浅盘形的下层板和上层透明平板密合而成，所述下层板和上层平板之间为流水通道，所述上层平板为透明板，所述上层平板的内表面依次覆盖有选择性吸热涂层和防水保护层。
本发明的平板型太阳能集热器，由于采用浅盘形的下层板和上层平板密合而成，而上层板采用透明平板，阳光直接照射在透明平板内表面的吸热涂层，同时吸热涂层紧贴着水，故可以最大幅度地把吸收的热量传递给下层板中的水，同时黑色防水保护层和保温层能将水所吸收的热量最大限度地保存住，降低了热损率。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的平板型太阳能集热器的分解示意图；
图2为本发明的平板型太阳能集热器的局部截面示意图；
图3为本发明的平板型太阳能集热器的实例截面图。
具体实施方式
本发明的平板型太阳能集热器，包括由下层呈浅盘形的下层板11和上层平板12密合而成板体(见图1)，下层板10和上层平板12之间为水流通道，水层18在贯穿通道内。上层平板为透明板，上层平板的内表面依次覆盖有选择性吸热涂层13和防水保护层14(见图2)。
下层板11优选为深色(例如黑色)的塑料，因其保温性比金属要好，同时通过一体成型的方式将上集管15和下集管16同时集成，避免了分开安装中密合不符合要求的问题，减少了生产工序，提高了生产效率，降低了故障率。实际应用中，下层板中还可设置多个平行的纵向隔条17，用于大面积平板的情况下支撑上层平板，形成水流通道，同时可通过纵向隔条的高度来控制下层板和上层平板之间的间隙，达到最大程度的优化热效率。
上层平板为透明的平板(上层板)，可以选用玻璃或塑料，其内表面先喷涂一层选择性吸热层，然后再喷涂一层防水保护层。透明上层平板的设置可使阳光穿过透明层，直接射在选择性吸热涂层上，而吸热涂层几乎紧贴着水，这样可以最有效地把热量传递给被加热水。防水保护层优选为黑色，其可以保护吸热涂层，同时还可以最大限度地吸收热量，并防止已经吸收的热量向外散失，从而减少热损失。上层平板和下层板的密合可采用粘接、焊接或采用紧固件连接，或上述几种方式的任意组合。
本发明中上层平板和下层板之间的间隙要优化，可根据具体应用而定，如要在保证同一时间的被加热水量比现有设计有较大幅的提高，这要求间隙要大；如要保证较快的加热速度，这要求隙要小。由于在保证较小间隙的前提下，同一时间的被加热水量已比现有设计大幅提高了，假设本发明的热效率不低于现有的设计，则可以得出日产热水量会得到提高的结论。
本发明采用上层平板，由于平板结构十分便于喷涂涂层，涂层易均匀，用料省，成品率高。
本发明的平板型太阳能集热器实例中进一步设置有外盖板19(见图3)，采用塑料中空板，外盖板和板体之间还有适当的空气层22，这样可将从外盖板透过的阳光1的热量被板体中的水吸收后能得到较好的保温。另外在下层板外还设有保温层20，保温层下为背板21。现有的平板热水器的外盖板几乎全部采用玻璃。但玻璃的导热系数较高，这将导致热损耗较高。在冬季，这意味着集热器内不能存水，否则会结冰炸板。正因为如此，平板太阳能热水器在中国的使用范围仅限于东南沿海的少数省份。本发明中采用塑料中空板作为外盖板，其透光度与玻璃相近，耐候性也能达10-15年，并且具有十分抗冲击，不会破碎，重量轻等优点。最主要的是由于它的中空结构加上塑料的低导热系数，这会有效降低热损率，直接的商业效果就是可以把平板太阳能热水器的适用地理范围向北推进。
因此，本发明的平板型太阳能集热器的优点有：
1、采用两层板夹一层水的结构，充分利用了平板的面积，提高了日产热水量，可以有效降低系统成本(通过安装较少面积的集热器)；
2、上层平板采用透明材料，内表面喷涂的方式，提高了热效率，可以有效减少太阳能热水器的“罢工”天数，或者可以获得更高温度的热水；
3、可将水流通道变薄，以提高加热速度，在日照强度或时间不足的天气下，仍能保证可观的产热水量；
4、整个集热器采用塑料和玻璃作为材料，完全不使用铜铝等贵重金属，因而可以有效降低成本。
5、外盖板采用塑料中空板结构，降低了热损率，在辅助提高系统热效率以及安全性能的同时，降低了热水器对环境温度要求的下限，拓展了平板型太阳能热水器的应用地域。