專利名稱：太陽能集熱板芯及使用該集熱板芯的太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其一種太陽能集熱板芯。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的真空管集熱器適于中高溫集熱，但價(jià)格較高。板式太陽能集熱器 適于中、低溫集熱，價(jià)格適中，因此使用較多，但是板式太陽能集熱器的集 熱板芯一般是由銅、鋁或銅鋁復(fù)合材料制成的管板式集熱板芯，價(jià)格仍然偏
高；而且這類管板式集熱板芯的結(jié)構(gòu)如圖7所示，主體由熱交換管22和集熱 翅片24 —體結(jié)合而成，熱交換管22及集熱翅片24朝向熱源的頂面設(shè)有黑表 面21，熱交換管22及集熱翅片24的背面設(shè)有隔熱保溫層23。在太陽能照射 下，內(nèi)裝有水(熱載體)的整個(gè)熱交換管22為熱源，這種管板式集熱板芯的 黑表面21吸收熱量而溫度很高但由于面向環(huán)境暴露，因此散熱損失較大，熱 效率較低，圖7中的箭頭qa和箭頭qb分別表示的是有效集熱和散熱損失發(fā)生 的路徑，qa為有效集熱，箭頭qb為散熱損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種熱效率高、結(jié)構(gòu)簡單的太陽能集熱板芯 及使用該集熱板芯的太陽能熱水器。
本實(shí)用新型的太陽能集熱板芯的技術(shù)方案是 一種太陽能集熱板芯，其 特征在于是由透明材料制成的透明空心板柵構(gòu)成，透明空心板柵的內(nèi)部具 有一層或多層的供熱介質(zhì)流動(dòng)的空心柵格通道，透明空心板柵的周圍側(cè)面中 具有相對(duì)設(shè)置的迎光透明面和背光黑表面。
所述背光黑表面是由空心板柵的背光面的正面和背面中的至少一面貼裝 黑色板面或涂抹黑色顏料層構(gòu)成。
本實(shí)用新型的太陽能熱水器的技術(shù)方案是 一種太陽能熱水器，包括背部 設(shè)有隔熱保溫材料層的殼體、殼體中安裝的集熱板芯以及與集熱板芯內(nèi)部的 熱交換流道連通的上、下聯(lián)箱，所述集熱板芯是由透明材料制成的透明空心 板柵構(gòu)成，透明空心板柵的內(nèi)部具有一層或多層的供熱介質(zhì)流動(dòng)的空心柵格 通道作為集熱板芯的熱交換流道，透明空心板柵的周圍側(cè)面中具有正面的迎 光透明板面和背面的背光黑表面，所述上、下聯(lián)箱分別固定在透明空心板柵的上、下兩端，透明空心板柵內(nèi)的各空心柵格通道的兩端的開口分別連通上、 下聯(lián)箱。
所述集熱板芯背光黑表面是由空心板柵的背光面的正面和背面中的至少 一面貼裝黑色板面或涂抹黑色顏料層構(gòu)成。 所述太陽能熱水器正面具有透明蓋板。
本實(shí)用新型從集熱原理上和結(jié)構(gòu)上提供了完全不同于傳統(tǒng)管板式太陽能 集熱板芯的太陽能集熱板芯，這種集熱板芯是透明材料制成的空心板柵，內(nèi) 部空心柵格通道內(nèi)充水，正面透光，背面涂黑，光線通過充水透明板柵抵達(dá) 背部的黑表面，光在黑表面上完成光熱轉(zhuǎn)換，使黑表面變成熱源，熱源只有 向水層這個(gè)唯一的傳熱通道，而黑色熱源的散熱通道為背面的隔熱保溫材料 層和正面水層所阻擋，正面的熱流很快為流動(dòng)的水帶走，而成為有效得熱，
散熱損失極小，集熱效率顯然很高；而且本實(shí)用新型的集熱板芯中的透明板 柵充水時(shí)，板柵及水層起到了增透(射)減反(射)作用，太陽光能損失減 小，水在這里充當(dāng)了增透體、隔熱體和載熱體，是一種高效合理的創(chuàng)意。本 實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)十分簡單，整個(gè)板芯只有一個(gè)零件，制造容易，取材方便， 成本低廉，性價(jià)比高，有利于推廣普及。
另外本實(shí)用新型的集熱板芯可采用透明有機(jī)塑料或其它成本較低、重量 較輕的透明材料，從而代替了銅、鋁等貴金屬材料，因此成本低，承重要求 小，具有很高的性價(jià)比。
另外，本實(shí)用新型可利用現(xiàn)有的包裝材料或陽光板的生產(chǎn)模具、生產(chǎn)工 藝，由自己選定的透明材料可以一次成型的拉出本實(shí)用新型所需要的板柵型 材，然后在根據(jù)所要求的熱水溫度、日產(chǎn)水量來決定板柵的長、寬尺寸。將 板柵背面涂黑，兩端焊(粘接)上聯(lián)箱，最后安裝在背部有隔熱層的殼體中 即可制作成太陽能熱水器。

圖1是本實(shí)用新型的太陽能集熱板芯的立體結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本實(shí)用新型的太陽能集熱板芯的截面示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的太陽能熱水器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型的太陽能熱水器的正視圖； 圖5是圖3的側(cè)視圖；圖6是本實(shí)用新型的太陽能集熱板芯使用時(shí)的工作原理圖； 圖7是現(xiàn)有管板式集熱板芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖l、圖2所示，本實(shí)用新型的集熱板芯是由透明材料制成的透明空心 板柵1構(gòu)成，透明空心板柵1的內(nèi)部具有一層或多層的空心柵格通道5，所述 的空心柵格通道5是由板柵的周圍側(cè)板及內(nèi)部的隔板圍合而成，空心柵格通 道5內(nèi)可充入水作為加熱載體，透明空心板柵1的周圍側(cè)面中具有相對(duì)設(shè)置 的迎光透明板面4和背光黑表面3。
如圖3、圖4、圖5所示，本實(shí)用新型的熱水器包括背部設(shè)有隔熱保溫材 料層15的殼體，殼體中安裝集熱板芯，隔熱保溫材料層15設(shè)置于集熱板芯 的背光面和周圍，殼體正面裝有透明蓋板16。集熱板芯是由如圖1、圖2所 示的透明材料制成的透明空心板柵1構(gòu)成，透明空心板柵1的兩端分別固定 有上、下聯(lián)箱13、 14，并使透明空心板柵l內(nèi)的各空心柵格通道5的兩端的 開口分別連通上、下聯(lián)箱13、 .14，集熱板芯的透明空心板柵1的正面為迎光 透明板面4、背面為背光黑表面3，內(nèi)部的空心柵格5可充水流動(dòng)。
如圖6所示，本實(shí)用新型的熱水器在工作時(shí)，透明空心板柵l充水時(shí)， 板柵正面的迎光透明板面4起到了增透(射)減反(射)作用，太陽光能損 失減小，水層6在這里充當(dāng)了增透體、隔熱體、和載熱體，圖6中箭頭7表 示入射太陽能光線，入射光充分穿過透明空心板柵1正面的迎光透明板面4 并穿過透明的水層6抵達(dá)背光黑表面3，光在背光黑表面3上完成光熱轉(zhuǎn)換， 使其變成熱源，由于背光黑表面3熱源是被夾埋中水與保溫隔熱層之間，它 的的散熱通道被背面的隔熱保溫材料層15和正面的水層6所阻擋，因此背光 黑表面3的熱源只有向水層6傳遞這個(gè)唯一的傳熱通道，箭頭8表示黑體熱 源的背光黑表面3只能向正面的水層6傳熱，不能直接向環(huán)境散失熱量，而 正面的熱流很快為流動(dòng)的水帶走成為有效得熱，散熱損失極小，基本上不會(huì) 向環(huán)境散失熱量，集熱效率顯然很高。
權(quán)利要求1、一種太陽能集熱板芯，其特征在于是由透明材料制成的透明空心板柵構(gòu)成，透明空心板柵的內(nèi)部具有一層或多層的供熱介質(zhì)流動(dòng)的空心柵格通道，透明空心板柵的周圍側(cè)面中具有相對(duì)設(shè)置的迎光透明面和背光黑表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能集熱板芯，其特征在于所述背光黑表面 是由空心板柵的背光面的正面和背面中的至少一面貼裝黑色板面或涂 抹黑色顏料層構(gòu)成。
3、 太陽能熱水器，包括背部設(shè)有隔熱保溫材料層的殼體、殼體中安裝的集 熱板芯以及與集熱板芯內(nèi)部的熱交換流道連通的上、下聯(lián)箱，其特征在 于所述集熱板芯是由透明材料制成的透明空心板柵構(gòu)成，透明空心板 柵的內(nèi)部具有一層或多層的供熱介質(zhì)流動(dòng)的空心柵格通道作為集熱板 芯的熱交換流道，透明空心板柵的周圍側(cè)面中具有正面的迎光透明板面 和背面的背光黑表面，所述上、下聯(lián)箱分別固定在透明空心板柵的上、 下兩端，透明空心板柵內(nèi)的各空心柵格通道的兩端的開口分別連通上、 下聯(lián)箱。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能熱水器，其特征在于所述集熱板芯背光 黑表面是由空心板柵的背光面的正面和背面中的至少一面貼裝黑色板 面或涂抹黑色顏料層構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的太陽能熱水器，其特征在于所述太陽能熱 水器正面具有透明蓋板。.
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種太陽能集熱板芯及使用該集熱板芯的太陽能熱水器，本實(shí)用新型的太陽能集熱板芯是由透明材料制成的透明空心板柵構(gòu)成，透明空心板柵的內(nèi)部具有一層或多層的供熱介質(zhì)流動(dòng)的空心柵格通道，透明空心板柵的周圍側(cè)面中具有相對(duì)設(shè)置的迎光透明板面和背光黑表面；這種集熱板芯的內(nèi)部空心柵格通道內(nèi)充水，正面透光，背面涂黑，光線通過充水透明板柵抵達(dá)背部的黑表面，光在黑表面上完成光熱轉(zhuǎn)換，使黑表面變成熱源，熱源深埋在水層之下只有向水層傳熱，這是一個(gè)唯一的傳熱通道，而黑色熱源的散熱通道為背面的隔熱保溫材料層和正面水層所阻擋，正面的熱流很快為流動(dòng)的水帶走，而成為有效得熱，散熱損失極小，集熱效率顯然很高。
文檔編號(hào)F24J2/48GK201229072SQ20082007012
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者劉祖德, 沙永玲, 陳開碇 申請(qǐng)人:沙永玲;河南桑達(dá)能源環(huán)保有限公司