一种涂覆吸热膜的太阳能集热器

本发明涉及一种集热器技术，尤其涉及一种平板式集热器。

背景技术：

1、随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。

2、太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 18kw·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。

3、太阳能利用装置是将太阳光能转化为热能，通过热能将流体从低温加热到高温，以满足人们在生活、生产中的热流体使用需求。利用太阳能这种清洁能源有利于减少非可再生能源的使用，降低碳的排放。

4、研究和工程应用都表明，平板式集热器和热管都各自有着优异的集热性能。除此以外，相变材料由于其吸热放热过程温度平稳，可以使得整个系统达到均温的效果，因而在集热领域得到广泛应用。

5、本发明提供了一种新式平板式集热器，通过下部的毛细力以及上部设置的支柱之间的配合，通过配合上部设置的扁平管上部部分，使得热管和平板式集热器进行充分结合，实现集热的高效、均衡以及精准集热。

6、目前现有技术的吸热膜都是统一厚度统一安排，吸热效率基本保持不变。这样使得整体上换热效率有所不同，而且造成吸热膜成本增加，没有针对性的进行变化。

7、针对上述缺陷，本发明对目前的集热器进行了改进，提供一种新的板式集热器，通过吸热膜吸热能力不断增加，使得整个换热过程中温差保持相对稳定，从而形成类似逆流换热的技术效果，而且在反射镜数量保持不变情况下，保持恒定的温差能够超过逆流换热效果，达到最佳的换热效率。。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种新式一种箱体平板太阳能集热器。通过吸热膜吸热能力不断增加，使得整个换热过程中温差保持相对稳定，从而形成类似逆流换热的技术效果，而且在反射镜数量保持不变情况下，保持恒定的温差能够超过逆流换热效果，达到最佳的换热效率。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种涂覆吸热膜的太阳能集热器，包括吸热板、壳体、透明盖板和保温材料，所述透明盖板设置在壳体顶部，所述吸热板设置在壳体内，所属保温材料设置在壳体内侧面内部从而将壳体内部形成一个保温空间，其特征在于，所述吸热板包括三层，从上到下依次设置第一板、第二板、第三板，第一板上面涂覆吸热膜，沿着集热器内的流体流动方向，吸热膜的吸热能力逐渐增加。

4、作为改进，沿着集热器内的流体流动方向，吸热膜的吸热能力逐渐增加的幅度越来越大。

5、与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

6、1)本发明通过吸热能力不断增加，使得整个换热过程中温差保持相对稳定，从而形成类似逆流换热的技术效果，而且在反射镜数量保持不变情况下，保持恒定的温差能够超过逆流换热效果，达到最佳的换热效率。同时因为不同位置吸热效率不同，从而避免整体上统一吸热膜导致的成本增加，可能节约成本。

7、2)本发明对板式集热器采取多孔毛细模块，并对多孔毛细模块采用3d打印的技术，使其实现变孔隙结构，在流体进口处孔径大于流体出口处孔径，提高了工作效率，使其孔径变化更加准确。本发明对多孔毛细模块采用3d打印的技术，使其实现变孔隙密度沿着流体流动进行渐变化分布，改善了加工工艺，能够实现计算机准确实现规律性变化。相对于现有的制备工艺，加工结果更加准确，通过计算机程序实现准确的结构幅度变化，大大提高了加工的精度，从而提高了换热效率。

8、3)本发明通过流体进口处孔径大于流体出口处孔径，流体在不同孔径处对流换热能力不同，从而改善了整体的均温性及对流换热能力。

9、4)本发明通过孔隙密度沿着流体流动进行渐变化分布，使得流体在整个集热面上分布均匀，从而改善了集热器整体的均温性及对流换热能力。

技术特征：

1.一种涂覆吸热膜的太阳能集热器，包括吸热板、壳体、透明盖板和保温材料，所述透明盖板设置在壳体顶部，所述吸热板设置在壳体内，所属保温材料设置在壳体内侧面内部从而将壳体内部形成一个保温空间，其特征在于，所述吸热板包括三层，从上到下依次设置第一板、第二板、第三板，第一板上面涂覆吸热膜，沿着集热器内的流体流动方向，吸热膜的吸热能力逐渐增加。

2.如权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，沿着集热器内的流体流动方向，吸热膜的吸热能力逐渐增加的幅度越来越大。

3.如权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于，第一板包括位于下面的多孔毛细模块，多孔毛细模块与进口流道和出口流道连接；第二板包括下面设置的进口汇集通道、出口汇集通道、进口支路、出口支路、进口流道和出口流道，其中进口汇集通道的上游、出口汇集通道下游分别连接第三板的流体进口和流体出口，进口汇集通道、出口汇集通道分别与进口支路、出口支路连接，第二板下面包括多个弯折的板状结构，所述板状结构一侧形成进口支路，另一侧形成出口支路，所述进口支路和出口支路不直接连通；进口支路和出口支路中设置贯通第二板的贯通孔，从而形成进口流道和出口流道；第三板包括设置在下面的流体进口和流体出口。

4.如权利要求3所述的太阳能集热器，其特征在于，所述多孔毛细模块是采用3d打印技术，从而使得多孔毛细模块为变孔隙结构，在进口流道流体进口处孔径大于出口流道流体出口处孔径。

5.如权利要求4所述的太阳能集热器，其特征在于，进出口孔径之比是1.5-2.5之间。

技术总结
本发明提供了一种涂覆吸热膜的太阳能集热器，包括吸热板、壳体、透明盖板和保温材料，所述透明盖板设置在壳体顶部，所述吸热板设置在壳体内，所属保温材料设置在壳体内侧面内部从而将壳体内部形成一个保温空间，其特征在于，所述吸热板包括三层，从上到下依次设置第一板、第二板、第三板，第一板上面涂覆吸热膜，沿着集热器内的流体流动方向，吸热膜的吸热能力逐渐增加。本发明通过吸热能力不断增加，使得整个换热过程中温差保持相对稳定，从而形成类似逆流换热的技术效果，而且在反射镜数量保持不变情况下，保持恒定的温差能够超过逆流换热效果，达到最佳的换热效率。

技术研发人员：张宝琳,赵艳东
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15