集熱板、太陽(yáng)能板芯、集熱器、熱水器和利用系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)，特別是涉及一種太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換損失更低的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能(Solar Energy)，一般是指太陽(yáng)光的福射能量，太陽(yáng)能是一種可再生能源，廣義上的太陽(yáng)能是地球上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，生物質(zhì)能，潮汐能、水的勢(shì)能等等。太陽(yáng)能利用的基本方式可分為光一熱利用、光一電利用、光一化學(xué)利用、光一生物利用四類。在四類太陽(yáng)能利用方式中，光一熱轉(zhuǎn)換的技術(shù)最成熟，產(chǎn)品也最多，成本相對(duì)較低。如:太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、開水器、干燥器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能海水淡化裝置以及太陽(yáng)能采暖和制冷器等。太陽(yáng)能光伏發(fā)電的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率較高，但應(yīng)用還不普遍。在光熱轉(zhuǎn)換中，當(dāng)前應(yīng)用范圍最廣、技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最好的是太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用。
[0003]太陽(yáng)能熱水器是將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置，將水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們?cè)谏睢⑸a(chǎn)中的熱水使用。太陽(yáng)能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽(yáng)能熱水器和平板式太陽(yáng)能熱水器。其中平板式太陽(yáng)能熱水器相比真空管式熱水器，直接接觸光的面積更大，光能利用率更高。
[0004]平板太陽(yáng)能集熱器是一種吸收太陽(yáng)輻射能量并向工質(zhì)傳遞熱量的裝置，它是一種特殊的熱交換器，集熱器中的工質(zhì)與遠(yuǎn)距離的太陽(yáng)進(jìn)行熱交換。平板太陽(yáng)能集熱器是由吸熱板芯、殼體、透明蓋板、保溫材料及有關(guān)零部件組成。在加接循環(huán)管道，保溫水箱后，即成為能吸收太陽(yáng)輻射熱，使水溫升高。
[0005]然而，平板太陽(yáng)能集熱器的集熱板導(dǎo)熱效率較低，導(dǎo)致太陽(yáng)能在集熱板上的熱量流失較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、熱量損失小的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)及其使用方法。
[0007]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，包括集熱板。所述集熱板為長(zhǎng)條形薄板，集熱板內(nèi)為至少一個(gè)沿其長(zhǎng)度方向開設(shè)的細(xì)長(zhǎng)形空腔。所述空腔設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)，空腔的容積大于導(dǎo)熱介質(zhì)的體積。
[0008]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述空腔的截面為梯形、倒角矩形、半圓形、矩形、三角形；還包括太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯，太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯包括至少兩個(gè)集熱板。所述集熱板設(shè)有公母扣，集熱板通過(guò)公母扣與另一集熱板拼接，集熱板之間有間隙，至少兩個(gè)集熱板拼接構(gòu)成太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯。
[0009]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器包括太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯、邊框、光接觸層、錫紙層、保溫層、透光層和背板。所述邊框內(nèi)部依次固定透光層、光接觸層、至少兩個(gè)集熱板拼接構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯、保溫層和背板。所述光接觸層和集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯固定連接，光接觸層和透光層之間有間隙，邊框與集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯之間夾有保溫層。
[0010]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中還包括太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器。所述太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器包括水箱、集管和太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器。所述集管的兩端分別與水箱的出水口和入水口連接，集管的中部穿過(guò)太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器的邊框與集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯上部接觸。
[0011]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述集管位于保溫層和集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯之間，集管的一側(cè)與集熱板相切并緊貼，集管的外圓周面固定有導(dǎo)熱板。所述導(dǎo)熱板的中部包裹集管遠(yuǎn)離集熱板一側(cè)的外表面，導(dǎo)熱板外沿與集熱板固定。
[0012]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述集管位于集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯和光接觸層之間。所述每個(gè)集熱板在與集管接觸部位均設(shè)有折彎部。所述折彎部包裹在集管遠(yuǎn)離光接觸層的外表面，折彎部?jī)啥斯潭ㄔ诩療岚迳稀?br>[0013]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述集管串連有水泵，太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器內(nèi)的集管設(shè)有第一溫度傳感器，水箱內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器。所述第一傳感器、第二傳感器與水泵的控制器連接。
[0014]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述光接觸層為太陽(yáng)能發(fā)電板。
[0015]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)，其中所述集熱板的空腔內(nèi)設(shè)有槽板。所述槽板為倒漏斗形，槽板在空腔內(nèi)沿其軸向均勻分布多個(gè)。
[0016]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的使用方法，包括如下步驟:
[0017]A、將太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器安置于能與太陽(yáng)光線直接接觸位置；
[0018]B、將太陽(yáng)能發(fā)電板制成的光接觸層與電能存儲(chǔ)器連接；
[0019]C、將電能存儲(chǔ)器與家用電器連接；
[0020]D、將水箱與采暖系統(tǒng)、飲用水系統(tǒng)、沐浴系統(tǒng)的入水處連接。
[0021]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)通過(guò)將集熱板開設(shè)空腔并將導(dǎo)熱介質(zhì)至于空腔內(nèi)，便可利用更加優(yōu)良的導(dǎo)熱介質(zhì)對(duì)熱量進(jìn)行傳播，又不需要考慮導(dǎo)熱介質(zhì)的強(qiáng)度、硬度、剛度要求，大大提高了集熱板的導(dǎo)熱效率、減少熱量損失，若導(dǎo)熱介質(zhì)為液體，則可加熱介質(zhì)，使其氣化，從而更加快導(dǎo)熱速度。
[0022]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中改變集熱板空腔的截面形狀，則更好利用集熱板內(nèi)部的面積，在保證其內(nèi)部強(qiáng)度的情況下，加大熱交換面積，在同樣的截面面積下，梯形、矩形、半圓形、倒角矩形或三角形的周長(zhǎng)均長(zhǎng)于正方形，從而在盡可能小的體積內(nèi)，增加更多的熱交換面積。并且公母扣既保證集熱板能夠隨意拼接，方便固定，又留有熱漲的空間，防止其變形導(dǎo)致的固定失效。
[0023]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器在集熱板構(gòu)成的太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯外添加邊框和保溫材料，便于其運(yùn)輸和防止熱量散失。
[0024]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中水箱與太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器連接，可貯存熱水，供隨時(shí)使用。
[0025]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中集管的一側(cè)與集熱板相切并緊貼，集管的外圓周面固定有導(dǎo)熱板，即可省去彎折集熱板的加工程序，直接采用直的集熱板即可與集管高效的熱交換。
[0026]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中每個(gè)集熱板在與集管接觸部位均設(shè)有折彎部，所述折彎部包裹在集管遠(yuǎn)離光接觸層的外表面，即可讓彎折后的集熱管直接包裹集管，從而提高熱交換效率。
[0027]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中采用傳感器和控制器智能控制集管與水箱內(nèi)的水強(qiáng)制循環(huán)，保障了集管和集熱板的熱交換溫度差。
[0028]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中光接觸層為太陽(yáng)能發(fā)電板，則在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的同時(shí)，利用太陽(yáng)能發(fā)電板在發(fā)電時(shí)自身放出的熱量，通過(guò)集熱板加熱集管，從而產(chǎn)出熱水，供人使用，一舉兩得。
[0029]本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中通過(guò)倒漏斗形的槽板，將氣化后又液化回的導(dǎo)熱介質(zhì)，收集在槽板的槽中，在集熱板再次達(dá)到較高溫度時(shí)，即可直接將槽中的液體氣化，從而使氣體更快讀充滿空腔，實(shí)現(xiàn)更高效的熱交換。
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的太陽(yáng)能利用系統(tǒng)及其使用方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0031]圖1是太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的中太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器的主視圖；
[0032]圖2是沿圖1中C-C處的剖視圖；
[0033]圖3是圖2中的A處的局部放大圖；
[0034]圖4是太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的中集熱板的軸測(cè)圖；
[0035]圖5是沿圖4中B處的局部放大圖；
[0036]圖6是圖4的剖視圖；
[0037]圖7是圖4的剖視圖；
[0038]圖8是圖4的剖視圖；
[0039]圖9是圖4的剖視圖；
[0040]圖10是圖4的剖視圖；
[0041]圖11是沿圖1中D-D處的剖視圖；
[0042]圖12是沿圖11中C處的局部放大圖；
[0043]圖13是太陽(yáng)能利用系統(tǒng)的中另一種太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器的主視圖；
[0044]圖14是太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器中壁掛式太陽(yáng)超導(dǎo)熱板熱水器的軸測(cè)圖；
[0045]圖15是太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器中家用式太陽(yáng)超導(dǎo)熱板熱水器的軸測(cè)圖；
[0046]圖16是沿圖13中D-D處的剖視圖；
[0047]圖17是沿圖16中E處的局部放大圖；
[0048]圖18是沿圖13中D-D處的又一剖視圖；
[0049]圖19是沿途18中F處的局部放大圖；
[0050]圖20是帶有折彎部集熱板的軸側(cè)圖；
[0051]圖21是沿圖20中G處的局部放大圖；
[0052]圖22是實(shí)施例4中集熱板的剖視圖；
[0053]圖23是沿圖22中H處的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]實(shí)施例1
[0055]如圖4?10、20、21所示，參見圖4，本發(fā)明太陽(yáng)能利用系統(tǒng)包括集熱板13、太陽(yáng)能吸熱集熱傳熱板芯、太陽(yáng)能超導(dǎo)傳熱集熱器1、太陽(yáng)能超導(dǎo)熱板式熱水器。集熱板13為長(zhǎng)條形薄板，集熱板13內(nèi)為多個(gè)延期長(zhǎng)度方向開設(shè)的并排排列的細(xì)長(zhǎng)形空腔131?？涨?31設(shè)有導(dǎo)熱介質(zhì)，空腔131的容積大于導(dǎo)熱介質(zhì)的體積。
[0056]導(dǎo)熱介質(zhì)常溫常壓下為液體，在集熱板13溫度升高時(shí)，導(dǎo)熱介質(zhì)氣化并以其氣體的形態(tài)導(dǎo)熱，使得集熱板13的導(dǎo)熱性能更強(qiáng)。
[0057]參見圖6，空腔131的截面為梯形，其中梯形截面的空腔131以相同形式排列，即梯形較短的底邊朝向相同，梯形較長(zhǎng)的底邊朝向相同。當(dāng)然，相鄰的梯形截面的空腔131也可向反方向排列，即梯形較短的底邊與另一梯形較長(zhǎng)的底邊緊鄰。
[0058]參見圖9，當(dāng)然，空腔131的截面還可為矩形。倒角矩形的空腔131相互緊鄰。
[0059]參見圖8，當(dāng)然，空腔131的截面還可為半圓形。半圓形截面的空腔131以相同形式排列，即相鄰半圓形空腔131的直徑邊朝向相同。當(dāng)然，相鄰的半圓形截面的空腔131也可以向相反形式排列，即相鄰空腔131截面中半圓形的直徑邊朝向相反。
[0060]參見圖7，當(dāng)然，空腔131的截面還可為倒角矩形。倒角矩形截面形狀為矩形的兩個(gè)相鄰角進(jìn)行倒角。兩個(gè)相鄰角均朝向集熱板13的表面。倒角矩形截面的空腔131排列方式相同，即相鄰空腔131倒角朝向相同。當(dāng)然，相鄰的倒角矩形截面的空腔131也可朝相反方向排列，即相鄰的倒角矩形空腔131的倒角朝向相反。
[0061]參見圖10，當(dāng)然，空腔131的截面還可為三角形。三角形為等邊三角形，相鄰的等邊三角形截面的空腔131排列方式相同，即相鄰