一种气凝胶太阳能集热装置的制作方法

1.本实用新型属于集能技术领域，具体涉及一种气凝胶太阳能集热装置。


背景技术：

2.太阳能资源丰富并属于清洁能源，可利用太阳能缓解能源紧张问题。目前应用广泛的太阳能集热系统是真空管集热器和平板集热器，但是真空管集热器集光面积小，光吸收效率低，而平板集热器保温效果差，热量散失大，故真空管集热器和平板集热器的温度只有40℃
‑
60℃，无法满足人类的生活需要，导致太阳能无法得到充分利用。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种气凝胶太阳能集热装置，具有高集热效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种气凝胶太阳能集热装置，包括集热器和传热件，所述集热器与所述传热件连接；所述集热器包括保温箱体、第一聚焦板和集热板，所述第一聚焦板和所述集热板位于所述保温箱体内；所述传热件一端位于保温箱体内侧，传热件另一端位于保温箱体外侧，所述传热件和所述保温箱体连接；所述第一聚焦板包括上板和下板，所述上板和下板相对设置且具有间隙，上板和下板之间的间隙中填充有透明气凝胶层；所述上板和下板上均设有至少一个向外突出的凸部，且上板的凸部和下板的凸部一一对应；所述集热板位于所述第一聚焦板的聚焦面上，所述集热板与所述传热件连接。
5.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述保温箱体为双层壁结构，分为内层壁和外层壁，内层壁与外层壁之间填充有透明气凝胶层，外层壁的外表面涂覆有纳米涂层。
6.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述内层壁和外层壁均采用透明氧化铝陶瓷制成。
7.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述上板和下板均采用透明氧化铝陶瓷制成。
8.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述保温箱体为一面开口的长方体，所述第一聚焦板和集热板均呈板状。
9.作为本实用新型实施例的进一步改进，还包括第二聚焦板，所述第二聚焦板包括至少一个凹面镜；所述第二聚焦板设置在所述保温箱体外侧，并与所述保温箱体转动连接。
10.作为本实用新型实施例的进一步改进，还包括支架、支撑板、太阳能跟踪器和转动驱动机构，所述集热器和所述太阳能跟踪器安装在所述支撑板上，所述支撑板通过转动驱动机构与所述支架连接，所述太阳能跟踪器连接所述转动驱动机构，所述转动驱动机构用于驱动所述支撑板在所述支架上转动。
11.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述保温箱体的开口面设有透明盖板；所述透明盖板的外表面涂覆有纳米涂层。
12.作为本实用新型实施例的进一步改进，所述保温箱体、第一聚焦板和集热板均为空心球体或正多面体。
13.作为本实用新型实施例的进一步改进，还包括支架，所述支架与所述保温箱体连接。
14.与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：本实施例的气凝胶太阳能集热装置，第一聚焦板的上板上的凸部和下板上的凸部相对设置具有聚焦作用，将吸收的太阳光聚焦到集热板上聚集热能，提高太阳光的聚焦效果，提高集热能力。上板和下板之间填充透明气凝胶层，提高第一聚焦板的绝热效果。第一聚焦板和集热板设置在保温箱体内，减少热量的散失，提高保温效果。
附图说明
15.图1是本实用新型一实施例的气凝胶太阳能集热装置的结构示意图；
16.图2是本实用新型另一实施例的气凝胶太阳能集热装置的结构示意图。
17.图中有：集热器1，传热件2，保温箱体11，透明盖板111，第一聚焦板12，凸部121，透明气凝胶122，集热板13，卡槽14，第二聚焦板15，凹面镜151，支架31，支撑板32，太阳能跟踪器33。
具体实施方式
18.下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。
19.本实用新型实施例提供一种气凝胶太阳能集热装置，如图1和图2所示，包括集热器1和传热件2，集热器1与传热件2连接。集热器1用于吸收太阳能并将太阳能转换成热能，传热件2用于传递集热器1收集的热能，将热能传输给热能设备。
20.集热器1包括保温箱体11、第一聚焦板12和集热板13，第一聚焦板12和集热板13位于保温箱体11内。第一聚焦板12包括上板和下板，上板和下板相对设置且具有间隙，上板和下板之间的间隙中填充有透明气凝胶层122。上板和下板上均设有至少一个向外突出的凸部121，上板的凸部向背离下板的方向突出，下板的凸部向背离上板的方向突出，且上板的凸部和下板的凸部一一对应。上板上的凸部和下板上的凸部相对，两个凸部与填充在两个凸部之间的透明气凝胶层形成凸透镜结构，具有聚焦作用，可将吸收的太阳光聚焦到集热板13上聚集热能，提高太阳光的聚焦效果，提高集热能力。上板和下板之间填充透明气凝胶层，不影响聚焦的同时能够提高第一聚焦板12的绝热效果。优选的，第一聚焦板12的上板和下板上设有多个相同的凸部121，凸部121呈阵列布设，提高太阳光的聚焦能力，提高集能效果。优选的，上板和下板均采用透明氧化铝陶瓷制成。氧化铝陶瓷的绝热性能优于玻璃与塑料，可进一步提高第一聚焦板12的绝热效果，减少热量散发。
21.集热板13位于第一聚焦板12的聚焦面上，聚焦面为上下相对设置的两个凸部的焦点所在的平面。传热件2的一端位于保温箱体11内侧，并与集热板13连接，传热件2的另一端位于保温箱体11外侧，用于与热能设备连接，传热件2和保温箱体11连接。
22.本实施例的气凝胶太阳能集热装置的工作过程如下：太阳光从保温箱体11的迎光面照射到箱内的第一聚焦板12上，经第一聚焦板12聚焦到集热板13上，集热板13聚集热能，传热件2将集热板13聚集的热能传送给热能设备。
23.本实施例的气凝胶太阳能集热装置，第一聚焦板12的上板上的凸部和下板上的凸部相对设置具有聚焦作用，将吸收的太阳光聚焦到集热板13上聚集热能，提高太阳光的聚焦效果，提高集热能力。上板和下板之间填充透明气凝胶层，提高第一聚焦板12的绝热效果。第一聚焦板12和集热板13设置在保温箱体11内，减少热量的散失，提高保温效果。
24.作为优选，保温箱体11为双层壁结构，分为内层壁和外层壁，内层壁与外层壁之间填充有透明气凝胶层，外层壁的外表面涂覆有纳米涂层。优选的，内层壁和外层壁均采用透明氧化铝陶瓷制成。透明氧化铝瓷具有高效透光性，采用透明氧化铝瓷制成的保温箱体11，具有多方位采光的效果，增大了采光面积。保温箱体11双层壁之间填充透明气凝胶层，加之氧化铝瓷绝热性能良好，进一步阻挡了保温箱体11内热量散失，进一步提高集热效果。外层壁的外表面涂覆纳米涂层，大大减少粉尘颗粒聚集，使得透光率更高，集能效果更好。
25.本实用新型一实施例的气凝胶太阳能集热装置的结构如图1所示，保温箱体11为一面开口的长方体，第一聚焦板12和集热板13均呈板状。保温箱体11的内壁设置有卡槽14，第一聚焦板12的边沿插入卡槽14，实现第一聚焦板12与保温箱体11的内壁固定连接，第一聚焦板12的迎光面与保温箱体11的开口面相对。使用时，保温箱体11的开口面为迎光面，太阳光从开口面直接照射到第一聚焦板12上。
26.优选的，如图1所示，本实施例的太阳能集热装置还包括第二聚焦板15，第二聚焦板15包括至少一个凹面镜，第二聚焦板15位于保温箱体11外。保温箱体11为长方体状时，只有开口处的太阳光能照射到第一聚焦板12上，而第二聚焦板15可将另一部分太阳光反射到第一聚焦板12上，增加第一聚焦板12上的太阳能，提高集热效果。第二聚焦板15通过转轴安装在保温箱体11上，并可相对于保温箱体转动，以反射更多的太阳光汇集到第一聚焦板上，提高集能效果。
27.优选的，如图1所示，本实施例的气凝胶太阳能集热装置还包括支架31、支撑板32、太阳能跟踪器33和转动驱动机构，集热器1和太阳能跟踪器33安装在支撑板32上，支撑板32通过转动驱动机构与支架31连接，太阳能跟踪器33连接转动驱动机构，转动驱动机构用于驱动支撑板32在支架31上转动。太阳能跟踪器33跟踪太阳的运动，控制转动驱动机构的电机带动转动驱动机构的机械结构，带动支撑板32转动，使得保温箱体11的开口以及箱内的第一聚焦板12的迎光面始终垂直于太阳光线，大大提高太阳光的吸收密度，提高太阳能的利用率，获得更多的热能。
28.优选的，如图1所示，保温箱体11的开口处设有透明盖板111，透明盖板111的外表面涂覆有纳米涂层。太阳光可从透明盖板111照射进箱内，同时透明盖板111将整个保温箱体11密封，有效隔绝保温箱体内外的热量交换，减少保温箱体内的热损耗，提高集热效果和保温效果。透明盖板111的外表面涂覆纳米涂层，大大减少粉尘颗粒聚集，使得透光率更高，集能效果更好。
29.本实用新型另一实施例的气凝胶太阳能集热装置的结构如图2所示，保温箱体11、第一聚焦板12和集热板13均为空心球体。第一聚焦板12位于保温箱体11的球体内，集热板13位于第一聚焦板12的球体内，第一聚焦板12和集热板13均通过传热件2固定在保温箱体11内。保温箱体11的整个球面均为迎光面，第一聚焦板12的整个球面进行聚焦，吸光面和聚焦面面积大，聚焦集热效果好。且整个保温箱体11为封闭结构，有效隔绝保温箱体内外的热量交换，减少保温箱体内的热损耗，提高集热效果和保温效果。保温箱体11、第一聚焦板12
和集热板13也可以均为正多面体。
30.优选的，如图2所示，本实施例的气凝胶太阳能集热装置还包括支架31，支架31与保温箱体11连接，支架31用于支撑整个集热器1。
31.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。