專利名稱：光伏建筑一體化用的換熱器裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能能源利用裝置，特別是光伏建筑一體化用的換熱器裝置。
背景技術：
太陽能光電、光熱利用是可再生能源領域推廣應用最廣泛的技術之一，其中光伏建筑一體化更是提出了一個21世紀“建筑物產生能源”的新概念。但是在建筑節能領域中，由于建筑屋頂面積和外墻面積的限制，難以同時進行太陽能光電、光熱利用。同時，太陽能光電系統在運行過程中，太陽能電池板溫度隨接收太陽輻射的增強而增大，相應電功率輸出會減少，光電轉換效率會降低。為保證太陽能光電池的轉換效率，可在光電池基板背部設置水或空氣冷卻裝置對太陽能電池板進行冷卻，并由此得到重要的副產品一熱水或空氣，這種帶冷卻裝置的太陽能光電系統即為太陽能光電/熱綜合利用裝置(即PV/T)。自1978年Kern和Russell首次提出使用水或空氣作為載熱介質的PV/T系統的主要概念后，世界各國學者和研究員先后對太陽能PV/T系統進行了理論和實驗分析，并設計了多種不同的PV/T系統換熱器，取得了較好的效果。但此前設計的換熱器多為板式或管殼式，且均為圓管形式，由于與太陽能太陽能電池板的接觸為線接觸，形成的接觸面積較小，換熱面積也較小，換熱效果差。由于換熱量較少，決定了其換熱溫升也較小，換熱面積較為固定，換熱效率較低，同時采用的多為貴重金屬，造價高，安裝方式不適用于太陽能建筑一體化等問題。基于此，本發明設計了采用半圓形熱管作為熱量回收組件的太陽光電/熱利用裝置。
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種換熱效果好、造價低的光伏建筑一體化用的換熱器裝置。為了實現上述目的，本實用新型所設計的光伏建筑一體化用的換熱器裝置，它包括若干根均勻排列的熱管，所述熱管由管殼、置于管殼內的吸液芯、以及用于密封管殼的端蓋組成，且熱管內部為負壓真空狀態，在吸液芯內設有工作液體，其特征是所述熱管呈半圓形，且熱管的管殼采用不銹鋼制成；在熱管其中一端的平面部分上分布有若干塊設有光電轉換層的太陽能電池板，在太陽能電池板的下方設有用于包裹熱管的保溫層，安裝有太陽能電池板和保溫層的這段熱管即形成熱管的蒸發段；在熱管的另一端設有密封該段熱管的外殼，在外殼上設有進水口和出水口，在外殼內設有若干塊隔板，所述隔板在外殼內形成一條相連通的流水通道，流水通道的兩端分別與進水口和出水口連通。為了阻擋外部粉塵以及雨水侵入太陽能電池板，在保溫層的上方設有用于遮蓋電池的玻璃蓋板。為了增強導熱性能，蒸發段的熱管的平面部分通過導熱硅膠片與太陽能電池板的背部相連接。[0008]進一步的，所述保溫層采用聚氨酯作為保溫材料。與現有技術相比，本實用新型得到的光伏建筑一體化用的換熱器裝置具有如下優
點1、采用半圓管式不銹鋼管換熱器的強制對流換熱方式，使熱管的吸液芯中的水流道與太陽能電池板的接觸面增大，同時，熱管的橫向部分(連接兩半圓管)起到了肋片的作用，進一步增大了換熱面積，使傳熱更為均勻，完全彌補了導熱性能較銅鋁管材差的不足。2、由于熱管采用較為便宜的不銹鋼管，而非銅或鋁制，同時，換熱介質采用蒸餾水，具有較強的經濟性。3、結構簡單，整體部件較少，安裝角度靈活，可傾斜或垂直放置，利于太陽能建筑一體化利用。
圖1是實施例中光伏建筑一體化用的換熱器裝置的整體結構示意圖；圖2是圖1中A-A的剖面示意圖；圖3是圖1中B-B的剖面示意圖。圖中:熱管1、太陽能電池板2、光電轉換層3、保溫層4、玻璃蓋板5、隔板6、流水通道7、進水口 8、出水口 9、導熱硅膠片10、外殼11。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。實施例:本實施例提供的光伏建筑一體化用的換熱器裝置，如圖1所示，它包括八根橫向排列的熱管I，所述熱管I由管殼、置于管殼內的吸液芯以及用于密封管殼的端蓋組成，在吸液芯內設有蒸餾水，所述熱管I呈半圓形，且熱管I的管殼采用不銹鋼制成；在蒸發段的熱管I的平面部分上均勻分布有三十六塊太陽能電池板2，如圖3所示，所述蒸發段的熱管I的平面部分通過導熱硅膠片10與太陽能電池板2的背部相連接，每塊太陽能電池板2置于兩根相鄰的熱管I上，在每塊太陽能電池板2的上方均帶有光電轉換層3(太陽能電池板2及熱管I的尺寸均可依據不同的要求進行改變)，在太陽能電池板2的下方設有用于包裹熱管I蒸發段的保溫層4，所述保溫層4采用聚氨酯作為保溫材料，該段安裝有太陽能電池板2和保溫層4的熱管I即形成熱管I的蒸發段；在保溫層4的上方設有用于遮蓋太陽能電池板2的玻璃蓋板5 ;如圖1、圖2所示，在熱管I外設有密封該段熱管I的外殼11，在外殼11的一端設有進水口 8，另一端設有出水口 9，在外殼11的上端面和下端面均設有若干塊隔板6，所述隔板6在外殼11內形成一條相互連通的流水通道7，流水通道7的兩端分別與進水口 8和出水口 9連通；設置有流水通道7的該段即形成熱管I的冷凝段，在蒸發段與冷凝段之間設有絕熱段。在本實施例中，所述熱管I為重力熱管或滲透熱管，換熱效果好。下面就本實施例的具體工作過程做如下描述:在本實施例中，熱管I由管殼、吸液芯和端蓋組成，在制作熱管I時，將管內抽成
1.3X (10負1---10負4)Pa的負壓后充以適量的蒸懼水,使緊貼管內壁的吸液芯的毛細多孔材料中充滿蒸餾水后加以密封。其中，熱管I的一端為蒸發段(加熱段)，另一端為冷凝段(冷卻段)，在蒸發段與冷凝段之間為絕熱段。本實施例中光伏建筑一體化用的換熱器裝置的具體安裝過程如下:首先，根據太陽能電池板2的尺寸和換熱量，選擇適量的熱管I數量，并按一定的距離將熱管用薄金屬板沿長度方向進行連接，然后進行安裝。安裝時，先將太陽能電池板2上方涂上光電轉換層3，然后將太陽能電池板2通過導熱硅膠片10與熱管I的平面部分粘連，粘連后，將玻璃蓋板5蓋在太陽能電池板2上方，然后對熱管I背部的圓弧形部位及兩熱管間的部位鋪設保溫層。冷凝段的熱管I四周安裝外殼11，在外殼11內的上端面和下端面事先安裝好隔板6，并在外殼11的一端設置進水口 8，另一端設置出水口 9。最后沿四周安裝固定支架。將安裝好后的光伏建筑一體化用的換熱器裝置安裝在向陽的墻體或是屋頂上，太陽光通過玻璃蓋板5后，照射到光電轉換層3上，光電轉換層3吸收部分太陽輻射能量后進行光電轉換，置于太陽能電池板2下方的熱管I的蒸發段在吸收經光電轉換層3轉換后的太陽輻射熱量后，管內的蒸餾水吸熱升溫，當管內溫度達到對應真空度下的沸點溫度(45°C 60°C)時，蒸餾水蒸發變為氣體上升至熱管I中的冷凝段。同時，將外置水源接入到外殼11的進水口 8，此時，外接冷水依次沿隔板6形成的流水通道7通過熱管I的冷凝段，吸收熱量后經出水口 9排出，得到熱水。熱管I的冷凝段在經過外部冷水的冷卻后，熱管I冷凝段內的蒸汽冷卻，經重力自流回蒸發段，完成一次工作過程。最后需要說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制技術方案，盡管申請人參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，那些對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種光伏建筑一體化用的換熱器裝置，它包括若干根均勻排列的熱管(1)，所述熱管(I)由管殼、置于管殼內的吸液芯、以及用于密封管殼的端蓋組成，且熱管(I)內部為負壓真空狀態，在吸液芯內設有工作液體，其特征是所述熱管(I)呈半圓形，且熱管(I)的管殼采用不銹鋼制成；在熱管(I)其中一端的平面部分上分布有若干塊設有光電轉換層(3)的太陽能電池板(2)，在太陽能電池板(2)的下方設有用于包裹熱管(I)的保溫層(4);在熱管(I)的另一端設有密封該段熱管(I)的外殼(11)，在外殼(11)上設有進水口(8)和出水口(9),在外殼(11)內設有若干塊隔板(6),所述隔板(6)在外殼(11)內形成一條相連通的流水通道(7 )，流水通道(7 )的兩端分別與進水口( 8 )和出水口( 9 )連通。
2.根據權利要求1所述的光伏建筑一體化用的換熱器裝置，其特征是在保溫層(4)的上方設有用于遮蓋太陽能電池板(2)的玻璃蓋板(5)。
3.根據權利要求2所述的光伏建筑一體化用的換熱器裝置，其特征是蒸發段的熱管(I)的平面部分通過導熱硅膠片(10)與太陽能電池板(2)的背部相連接。
4.根據權利要求1或2所述的光伏建筑一體化用的換熱器裝置，其特征是所述保溫層(4)采用聚氨酯作為保溫材料。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏建筑一體化用的換熱器裝置，它包括若干根均勻排列的熱管，所述熱管由管殼、置于管殼內的吸液芯、以及用于密封管殼的端蓋組成，且熱管內部為負壓真空狀態，在吸液芯內設有工作液體，其特征是所述熱管呈半圓形，且熱管的管殼采用不銹鋼制成；在熱管其中一端的平面部分上分布有若干塊設有光電轉換層的太陽能電池板，在太陽能電池板的下方設有用于包裹熱管的保溫層，安裝有太陽能電池板和保溫層的這段熱管即形成熱管的蒸發段。本實用新型得到的光伏建筑一體化用的換熱器裝置具有如下優點通過采用成半圓形的熱管，增大了熱管的換熱面積，使傳熱更為均勻，換熱效果更佳，同時，采用不銹鋼管制作熱管，減小了制作成本。
文檔編號H01L31/052GK203071112SQ201320099170
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月5日 優先權日2013年3月5日
發明者莊春龍, 楊小風, 張洪宇, 李利民, 莊春濤, 李勝波, 鄧安仲, 熊開生, 沈曉東 申請人:莊春龍