基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及到相變材料儲熱和太陽能光熱應用技術，特別涉及到一種高效平板太陽能熱水器，屬于太陽能光熱應用技術領域。
【背景技術】
[0002]太陽能作為清潔能源，取之不盡用之不竭，是傳統能源重要的替代能源之一。太陽能光熱應用由于其太陽能利用率高，實現簡單，是太陽能利用的重要方法之一。傳統太陽能熱水器主要包括太陽能集熱器、水泵、管路和儲熱水箱，其儲熱材料往往為水，由于水是顯熱儲存能量，儲能密度低，往往需要一個比較大的儲熱水箱。由于現代研究水平的不斷提高，相變儲熱材料研究有了很大的突破，已經有不少的相變儲熱材料應用到了太陽能上，相變儲熱材料由于其儲能密度高，儲存單位能量所需的體積往往為顯熱儲能材料的十分之一，甚至更低，因此采用相變儲熱材料來代替水，能大大減小裝儲熱材料的容器的體積。平板集熱器和真空管集熱器作為應用最廣的太陽能集熱器。真空管集熱器由于其自身保溫性能好，能直接將儲熱材料放置到真空管件中，但平板集熱器由于其集熱面積大，正面保溫性能差，儲熱材料往往難以直接與集熱器融為一體，因此平板集熱器熱水器往往需要外置一個比較大的儲熱裝置。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的是研發一種平板太陽能集熱與儲熱結合一體的構件，提高平板集熱器的保溫性能和集熱效率，去除傳統太陽能熱水器的儲熱水箱。
[0004]本發明的技術方案是:基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導熱件、選擇性吸收涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、換熱銅管、邊框、扣條、背保溫材料、側保溫材料、正保溫材料、隔熱空腔等構成，其主要特征在于:真空透明聚光蓋板和T型吸熱導熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱器部分和儲熱部分有機地結合為一體。
[0005]1.真空透明聚光蓋板為雙層中空結構，由透明玻璃和菲涅爾線性聚光透鏡組成，兩者中間形成中空狀態。
[0006]2.所述的菲涅爾線性聚光透鏡由多個焦距相同的菲涅爾聚光透鏡構成，每個菲涅爾聚光透鏡能將聚集到其表面的平行光聚焦到一條線上。
[0007]3.T型吸熱導熱件上端表面涂有選擇性吸熱涂料，下端與儲液裝置相連。
[0008]4.隔熱空腔的厚度等于菲涅爾聚光透鏡的焦距。
[0009]5.固/液相變儲熱材料放在儲液裝置內。
[0010]6.換熱銅管置于儲液裝置內部，與相變儲熱材料直接接觸。
[0011]本發明與傳統太陽能熱水器相比，相變儲熱材料替代了傳統的儲熱水箱，集熱儲熱一體化，使得熱水器體積更加小巧，更適用于建筑一體化應用；同時采用聚光和真空隔熱技術,大大提高了集熱效率和保溫性能。
【附圖說明】
[0012]圖1:本發明專利的橫剖面結構示意圖；
圖2:本發明專利的平面結構示意圖；
圖3:本發明專利的儲液裝置剖面結構示意圖；
圖4:本發明專利的菲涅爾線性聚光透鏡結構示意圖；
圖5:本發明專利銅管元件結構示意圖。
[0013]I為相變儲熱材料、2為換熱銅管、3為儲液裝置、4為正保溫材料、5為隔熱空腔、6為T型吸熱導熱件、7為真空透明聚光蓋板、8為菲涅爾線性聚光透鏡、9為真空腔、10為透明玻璃、11為選擇性吸收涂料、12為扣條、13為邊框、14為側保溫材料、15為進水口、16為背保溫材料、17為出水口。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0015]本發明在實際實施中，如圖1所示，本發明主要由相變儲熱材料1、換熱銅管2、儲液裝置3、正保溫材料4、隔熱空腔5、T型吸熱導熱件6、真空透明聚光蓋板7、菲涅爾線性聚光透鏡8、真空腔9、透明玻璃10、選擇性吸收涂料11、扣條12、邊框13、側保溫材料14、背保溫材料16構成。真空透明聚光蓋板7由透明玻璃10和菲涅爾線性聚光透鏡8組成，由高強度高氣密性復合粘結劑粘貼在一起，中間為真空腔9。如圖4所示菲涅爾線性聚光透鏡8是由焦距相同的菲涅爾聚光透鏡組成，采用PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯^PPVC (聚氯乙烯)等材料制造；如圖3所示儲液裝置3是由具有防腐和高導熱性能的不銹鋼材料焊接制作，相變儲熱材料I采用熔點在80°C?100°C的材料，放在儲液裝置3之中；T型吸熱導熱件6采用鋁材制作，上端圖有選擇性吸收涂料11，下端與儲液裝置3焊接。邊框13和扣條12均采用鋁材制作；如圖5所示的換熱銅管2彎曲成蛇形以便增大換熱效率。
[0016]如圖1所示，首先利用鋁型材料組裝邊框13，將背保溫材料16放置到邊框13內，再放側保溫材料14，將放置有相變儲熱材料I和換熱銅管2的儲液裝置3放置在在背保溫之上，然后放置正保溫材料4，蓋上真空透明聚光蓋板7在邊框13上，最后扣上扣條12。
[0017]本發明的太陽能光熱應用實現過程為，太陽光照射到真空透明聚光蓋板7上，菲涅爾線性聚光透鏡8將太陽光聚焦到T型吸熱導熱件6上，T型吸熱導熱件6將熱量傳遞到儲液裝置3的相變儲熱材料I中儲存，外界使用的水從導熱銅管進口 15流入換熱銅管2中與相變儲熱材料I換熱，從導熱銅管出口 17流出。
[0018]本發明的技術方案不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化，從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
【主權項】
1.基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導熱件、選擇性吸熱涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、換熱銅管、邊框、扣條、背保溫材料、側保溫材料、正保溫材料、隔熱空腔等構成，其主要特征在于:真空透明聚光蓋板和T型吸熱導熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱器部分和儲熱部分有機地結合為一體。
2.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于真空透明聚光蓋板為雙層中空結構，由透明玻璃和菲涅爾線性聚光透鏡組成，兩者中間形成中空狀態。
3.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的菲涅爾線性聚光透鏡由多個焦距相同的菲涅爾聚光透鏡構成，每個菲涅爾聚光透鏡能將聚集到其表面的平行光聚焦到一條線上。
4.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的T型吸熱導熱件上端表面涂有選擇性吸熱涂料，下端與儲液裝置相連。
5.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于所述的隔熱空腔的厚度等于菲涅爾聚光透鏡的焦距。
6.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，其特征在于固/液相變儲熱材料放在儲液裝置內。
7.如權利要求1所述的基于聚光和相變儲熱的無水箱太陽能平板熱水器，其特征在于所述的換熱銅管置于儲液裝置內部，與相變儲熱材料直接接觸。
【專利摘要】本發明公開了一種基于聚光和相變儲熱的無水箱平板太陽能熱水器，涉及到相變材料儲熱和太陽能光熱應用技術，特別涉及到一種高效無水箱平板太陽能熱水器。本發明主要由真空透明聚光蓋板、T型吸熱導熱件、選擇性吸熱涂料、相變儲熱材料、儲液裝置、邊框、保溫材料、隔熱空腔等構成，其特征在于：真空透明聚光蓋板和T型吸熱導熱件組成集熱部分，儲液裝置、相變儲熱材料和換熱銅管組成儲熱部分，集熱部分和儲熱部分有機地結合為一體。本發明與傳統太陽能熱水器相比，相變儲熱材料替代了傳統的儲熱水箱，集熱儲熱一體化，使得熱水器體積更加小巧，更適用于建筑一體化應用；同時采用聚光和真空隔熱技術，大大提高了集熱效率和保溫性能。
【IPC分類】F24J2-34, F24J2-46, F24J2-08
【公開號】CN104654625
【申請號】CN201310588721
【發明人】廖代華, 盧挺浩, 莫春鑒
【申請人】珠海興業節能科技有限公司, 珠海興業新能源科技有限公司, 珠海興業綠色建筑科技有限公司, 湖南興業太陽能科技有限公司, 湖南興業綠色能源科技有限公司, 珠海興業光電科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日