CN104467660A - 一种太阳能电池板专用换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池板专用换热器，包括与太阳能电池板背面粘接的吸热板和与吸热板形状、大小相对应的流道板，吸热板与流道板沿边缘封闭焊接，在吸热板与流道板之间形成密封换热工质腔，在吸热板与流道板中部设有多条使吸热板和流道板线形连接的平行激光焊线，将换热工质腔分隔成一条连续折返式换热流道，在流道一端设有换热工质入口，在流道另一端设有换热工质出口，所述换热工质入口和换热工质出口设置在流道板上，在换热工质入口和换热工质出口设有与吸热板面垂直的快速接头，该太阳能电池板专用换热器可以地控制太阳电池板的工作温度，使电池板始终处于最佳工作温度状态，且电池板温度分布均匀，电池板使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热设备，尤其是一种用于太阳能电池板温度控制的太阳能电池板专用换热器。
背景技术
太阳能发电具有清洁、安全、无污染等优点，正在被广泛推广应用。太阳能电池板在将光照转换为电能的同时，也会因吸收光照而升温，太阳能电池板的最佳工作温度为25℃到55℃，当太阳能电池板的温度超出最佳温度时，光电转换率就会下降，当太阳能电池板的温度超过70℃时，甚至会导致电池板元件损坏。因此，在太阳能电池板的背面通常需要设置电池板冷却装置，以使太阳能电池板保持最佳的工作温度的同时，可以充分利用太阳能硅板的过剩热量将冷却用的介质（水）加热到一定温度用于生活用水。现有技术中没有专门用于太阳能电池板的换热设备，一些太阳能电池板使用单位采用在电池板背面设置冷却水管来对电池板进行降温，但是，由于冷却水管与太阳能电池板的接触面积较小，换热效果不好，因此，容易造成电池板温度分布不均匀，影响光电转换效率，长期使用更容易导致电池板损坏。CN 101764167 A公开了一种太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统，该系统采用平板热管覆盖太阳能电池板背板，在平板热管的背面安装板管式换热器，这种太阳能光伏电池高效散热装置同样存在着热管的两端温度分布不均匀的缺陷，并且，这种散热装置仅能从太阳能电池板上吸收热量，而不能为电池板提供热量，因此，当电池板温度低于最佳工作温度时（如北方冬季），不能及时调节电池板温度，使电池板处于最佳工作温度，影响电池板的发电量。
发明内容
发明要解决的技术问题是：提供一种太阳能电池板专用换热器，该太阳能电池板专用换热器可以地控制太阳电池板的工作温度，使电池板始终处于最佳工作温度状态，且电池板温度分布均匀，电池板使用寿命长。
解决技术问题所采取的技术方案：一种太阳能电池板专用换热器，包括与太阳能电池板背面粘接的吸热板和与吸热板形状、大小相对应的流道板，吸热板与流道板沿边缘封闭焊接，在吸热板与流道板之间形成密封换热工质腔，在吸热板与流道板中部设有多条使吸热板和流道板线形连接的平行激光焊线，将换热工质腔分隔成一条连续折返式换热流道，在流道一端设有换热工质入口，在流道另一端设有换热工质出口，所述换热工质入口和换热工质出口设置在流道板上，在换热工质入口和换热工质出口设有与吸热板面垂直的快速接头。
作为本发明的改进：所述吸热板为平面吸热板，在流道板上沿流道走向压制有与吸热板配合形成换热流道的流道槽。
作为本发明的进一步改进：在流道槽的底部沿走向设置换热工质扰流结构。
作为本发明的优选：所述拢流结构为在流道槽底部沿流道槽走向压制的截面为矩形、弓形、三角形或梯形的扰流槽，在扰流槽壁上压制有扰流波节。
所述拢流结构为在流道槽的底部沿流道槽走向设置的多个扰流凸起，扰流凸起项点与吸热板焊接。
作为本发明的再进一步改进：在换热工质入口、换热工质出口与快速接头连接部的流道板上设有钛合金补强板。
所述流道的截面为扁梯形、等腰三角形或弓形，流道的宽高比大于或等于10。
作为本发明的另一种改进：在流道板背面设有保温层。
作为本发明的最佳方案：吸热板和流道板由厚度为0.4-1.0mm不锈钢板或钛合金板制成，所述激光焊线的宽度2-4mm。
在换热器的流道折返端设有太阳能电池板引线豁口。
有益效果：本发明的太阳能电池板专用换热器，由于采用了所述太阳能电池板专用换热器包括与太阳能电池板背面粘接的吸热板和与吸热板形状、大小相对应的流道板，吸热板与流道板沿边缘封闭焊接，在吸热板与流道板之间形成密封换热工质腔，在吸热板与流道板中部设有多条使吸热板和流道板线形连接的平行激光焊线，将换热工质腔分隔成一条连续折返式换热流道，在流道一端设有换热工质入口，在流道另一端设有换热工质出口，所述换热工质入口和换热工质出口设置在流道板上，在换热工质入口和换热工质出口设有与吸热板面垂直的快速接头的技术方案，工作时用导热胶将太阳能电池板与本发明的专用换热器吸热板粘合，通过向流道内注入换热工质，调节换热工质的流量和温度，当电池板温度高于最佳工作温度时，通过换热工质循环，换热工质将热量带走，将电池板冷却至适宜温度，当电池板温度低于最佳工作温度时，通过换热工质循环为电池板补充热量，将电池板加热至适宜温度，从而使电池板始终保持最佳温度，保持最佳的光电转换率；本发明的太阳能电池板专用换热器与电池板为面接触，有效换热面积大，换热器内的换热工质与电池板换热更充分、更均匀，使得太阳能电池板的温度分布也更均匀，克服了局部温差过大容易导致电池板损坏的弊端，延长了电池板的使用寿命；由于在换热器的流道口设置了快速接头，方便了换热器之间的联接以及与换热工质循环控制管路的联接；由于采用了所述吸热板为平面吸热板，在流道板上沿流道走向压制有与吸热板配合形成换热流道的流道槽的技术特征，使太阳能电池板与换热器吸热板完全接触换热，无接触盲点，因此，电池板与换热器的热交换效果更好，太阳能电池板的温度分布更均匀，且太阳能电池板与换热器吸热板的粘合更牢固，与太阳能电池板粘合在一起的平面吸热板还可以补充电池板的强度，防止电池板受力变形、损坏，进一步延长了电池板的使用寿命；由于采用了在流道槽的底部沿走向设置换热工质扰流结构的技术特征，使换热工质在流道内形成湍流，换热效果更好；由于采用了所述拢流结构为在流道槽底部沿流道槽走向压制的截面为矩形、弓形、三角形或梯形的扰流槽，在扰流槽壁上压制有扰流波节的技术特征，在达到扰流效果的同时增加了换热工质的流量，使换热器对太阳能电池板的控温效果更好，且生产更简便、成本更低廉；由于采用了所述拢流结构为在流道槽底部沿流道槽走向设置的多个扰流凸起，扰流凸起项点与吸热板激光焊接的技术特征，扰流凸起在避免换热工质在流道内形成层流的同时还会产生横向扰流效果，增加换热工质的剪切力，减少换热工质在流道内结垢，换热效果更好，此外，这种扰流结构提高了流道的承压能力和抗变形能力，使吸热板和流道板在较高的压力下进行换热时也不会发生鼓胀变形，防止因吸热板和流道板变形而导致太阳能电池板脱胶或损坏；由于采用了在换热工质入口、换热工质出口与快速接头连接部的流道板上设有钛合金补强板的技术特征，避免在拔/插接管时造成吸热板或流道板局部变形而导致导热胶脱落、电池板损坏或快速接头与流道板连接部断裂的现象发生，使采用本发明的太阳能电池板专用换热器的电池板工作更稳定、可靠；由于采用了在流道板背面设有保温层的技术特征，一方面防止流道内的换热工质热量损失，使从换热器流出的工质携带的热能能够被有效的利用，另一方面，当外界温度过低时，降低流道内的换热工质热量损失，减少加热电池板所需要的能量消耗；由于合理地限定了吸热板和流道板的材质、厚度、激光焊线的宽度和流道的高度，使本发明的太阳能电池板专用换热器的制造成本、换热效果、使用寿命达到最佳结合，使用寿命可达到10年以上；由于采用了在换热器的流道折返端设有太阳能电池板引线豁口的技术特征，在方便太阳能电池板接线的同时，避免了接线结构增加流道阻力。
附图说明
图1是流道截面为扁梯形的太阳能电池板专用换热器结构的主视图；
图2为流道截面为弓形的太阳能电池板专用换热器结构的主视图；
图3为图1中A向剖面示意图；
图4为图2中A向剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的太阳能电池板专用换热器作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，本发明的太阳能电池板专用换热器，包括与太阳能电池板背面粘接的吸热板1和与吸热板形状、大小相对应的流道板2，吸热板和流道板为厚度0.4~1.0mm的不锈钢板或钛合金板，优选厚度为0.5mm的不锈钢板，吸热板与流道板沿边缘封闭焊接，在吸热板与流道板之间形成密封换热工质腔，在吸热板与流道板中部设有多条使吸热板和流道板线形连接的平行激光焊线4，将换热工质腔分隔成一条连续折返式换热流道3，流道折返长度与流道宽度的比优选为10—14，流道的高度为5—15mm，优选为10mm，所述激光焊线的宽度2-4mm，优选为3mm，在流道一端设有换热工质入口，在流道另一端设有换热工质出口，所述换热工质入口和换热工质出口设置在流道板上，在换热工质入口和换热工质出口设有与吸热板面垂直的快速接头7，在换热工质入口和换热工质出口与快速接头连接部的流道板上设有钛合金补强板6，在换热器的流道折返端设有太阳能电池板引线豁口8。在流道板背面设有保温层，为了清楚表示流道板结构，图中没有示出保温层结构。
图3示出了流道截面为扁梯形的太阳能电池板专用换热器结构。
图4示出了流道截面为弓形的太阳能电池板专用换热器结构。
如图3、图4所示，所述吸热板1为平面吸热板，在流道板上沿流道走向压制有与吸热板配合形成换热工质流道的流道槽，流道截面为也可以采用等腰三角形或其它具有一条直边和一条凸边的形状，流道的宽高比大于或等于10为宜。
如图1、图2所示，在流道槽的底部沿走向设置换热工质扰流结构5。
如图3所示，所述拢流结构为在流道槽底部沿流道槽走向压制的扰流槽51，扰流槽可以为截面为矩形、弓形、三角形或梯形，在扰流槽壁上压制有扰流波节。
如图4所示，所述拢流结构为沿流道槽走向设置的多个扰流凸起52，扰流凸起项点与吸热板激光焊接。
Claims (10)
1.一种太阳能电池板专用换热器，包括与太阳能电池板背面粘接的吸热板和与吸热板形状、大小相对应的流道板，吸热板与流道板沿边缘封闭焊接，在吸热板与流道板之间形成密封换热工质腔，其特征是：在吸热板与流道板中部设有多条使吸热板和流道板线形连接的平行激光焊线，将换热工质腔分隔成一条连续折返式换热流道，在流道一端设有换热工质入口，在流道另一端设有换热工质出口，所述换热工质入口和换热工质出口设置在流道板上，在换热工质入口和换热工质出口设有与吸热板面垂直的快速接头。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：所述吸热板为平面吸热板，在流道板上沿流道走向压制有与吸热板配合形成换热流道的流道槽。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：在流道槽的底部沿走向设置换热工质扰流结构。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：所述拢流结构为在流道槽底部沿流道槽走向压制的截面为矩形、弓形、三角形或梯形的扰流槽，在扰流槽壁上压制有扰流波节。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：所述拢流结构为在流道槽的底部沿流道槽走向设置的多个扰流凸起，扰流凸起项点与吸热板焊接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：在换热工质入口、换热工质出口与快速接头连接部的流道板上设有钛合金补强板。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：所述流道的截面为扁梯形、等腰三角形或弓形，流道的宽高比大于或等于10。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：在流道板背面设有保温层。
9.根据权利要求6所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：吸热板和流道板由厚度为0.4-1.0mm不锈钢板或钛合金板制成，所述激光焊线的宽度2-4mm。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池板专用换热器，其特征是：在换热器的流道折返端设有太阳能电池板引线豁口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150325 |