相变蓄热材料的光伏光热联用装置

文档序号:1849401 发布日期:2021-11-16 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 相变蓄热材料的光伏光热联用装置 (Photovoltaic and photothermal combined device of phase change heat storage material ) 是由 李胜楠 赵宏吉 杨钦伟 于 2021-08-02 设计创作,主要内容包括:本发明公开相变蓄热材料的光伏光热联用装置,涉及新能源发电技术领域。该相变蓄热材料的光伏光热联用装置包括装置底座主体、太阳能电池片和导流软管。该相变蓄热材料的光伏光热联用装置在进行使用时,热能在太阳能电池片上被金属导热片吸收,金属导热片上的能量被相变蓄热材料导热盒吸收,相变蓄热材料导热盒内的热量能够传导至上端组装导热式外壳的底壳上,并通过上端组装导热式外壳的底壳传导在导热腔内部的导热液体内,相变蓄热材料导热盒在进行导热时,其导热效果好,具有一定的储热性能,能够增强热量吸收效果,保证热量的稳定吸收,装置接口处不会漏水,这样降低了装置的后期维护成本,使得装置使用更加稳定。(The invention discloses a photovoltaic and photothermal combined device of a phase-change heat storage material, and relates to the technical field of new energy power generation. The photovoltaic and photothermal combined device of the phase change heat storage material comprises a device base main body, a solar cell and a diversion hose. This photovoltaic light and heat allies oneself with uses device of phase change heat storage material when using, heat energy is absorbed by the metal conducting strip on solar wafer, energy on the metal conducting strip is absorbed by phase change heat storage material heat conduction box, heat in the phase change heat storage material heat conduction box can conduct to the drain pan of upper end equipment heat conduction formula shell on, and the drain pan conduction through upper end equipment heat conduction formula shell is in the heat conduction liquid of heat conduction intracavity portion, phase change heat storage material heat conduction box is when carrying out the heat conduction, its heat conduction is effectual, certain heat-retaining performance has, can strengthen the heat absorption effect, guarantee thermal stable absorption, device kneck can not leak, the later maintenance cost of device has been reduced like this, make the device use more stable.)

相变蓄热材料的光伏光热联用装置

技术领域

本发明涉及新能源发电技术技术领域,具体为相变蓄热材料的光伏光热联用装置。

背景技术

目前太阳能光电转换效率偏低,主要原因是仅有一部分光能被光伏电池吸收并转化为电能,其余大部分光能被电池吸收后转化为热。这就造成:一方面导致电池板温度升高,降低光伏电池的光电转换效率;另一方面这部分太阳能热不能够有效利用造成能源浪费和热污染。

为了解决上述问题,现有技术中一般会使用一些吸收热量的材质对热能进行吸收以及重新利用,但是,现有技术吸收热量大多使用水冷,需要使用一些特定的管道进行水冷散热,使用空气进行吸收,还采用的大量的铜管,由于热量大多是通过空气介质进行吸收,这样使得铜管以及内部的水流对热量的吸收能力差,造成了热能利用率低,不能满足使用需求的现象,而且接口处,还可能出现密封性不好的现象,在后期使用时,经常会导致漏水的情况发生,这样无疑增加了后期的维护成本,为了更好的将热量进行回收利用,本发明公开了相变蓄热材料的光伏光热联用装置,以解决上述问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明公开了相变蓄热材料的光伏光热联用装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:相变蓄热材料的光伏光热联用装置,包括:

装置底座主体,所述装置底座主体包括底部固定隔热外壳和上端组装导热式外壳,所述底部固定隔热外壳和上端组装导热式外壳之间卡接,且之间的缝隙形成导热腔;

太阳能电池片,所述太阳能电池片设置在上端组装导热式外壳的内腔中,所述太阳能电池片的底部固定连接有金属导热片,所述金属导热片的底部固定连接有相变蓄热材料导热盒,所述相变蓄热材料导热盒固定连接在上端组装导热式外壳的内腔中;

导流软管,所述导流软管活动卡接在底部固定隔热外壳的两侧,所述导流软管与导热腔相连通。

优选的,所述底部固定隔热外壳的顶部固定连接有第一对接平面板,所述上端组装导热式外壳的顶部固定连接有第二对接平面板,所述第二对接平面板的底部固定连接有螺纹紧固杆,所述第一对接平面板的底部固定连接有对接固定套筒,所述螺纹紧固杆穿过对接固定套筒向下延伸并螺纹连接有螺母。

优选的,所述第一对接平面板的顶部开设有第一矩形密封槽,所述第二对接平面板的底部开设有第二矩形密封槽,所述第二矩形密封槽和第一矩形密封槽内活动卡接有密封橡胶圈。

优选的,所述第二对接平面板的顶部固定连接有透明玻璃板限位卡条,所述透明玻璃板限位卡条内活动卡接有透明玻璃板主体,所述第二对接平面板的顶部通过螺栓固定连接有透明玻璃限位盖板,所述透明玻璃限位盖板的底部开设有对位抵紧槽,所述对位抵紧槽与透明玻璃板主体相卡接。

优选的,所述底部固定隔热外壳的两侧固定连接有固定焊接连通管,所述导流软管活动套接在固定焊接连通管上,所述导流软管和底部固定隔热外壳之间设有快速密封对接机构,所述快速密封对接机构包括对接定位头,所述对接定位头的内壁开设有限位密封环形槽,所述固定焊接连通管的外壁上固定连接有限位密封环形条,所述对接定位头活动套接在固定焊接连通管上,所述限位密封环形条与限位密封环形槽活动卡接。

优选的,所述快速密封对接机构还包括焊接定位板,所述焊接定位板固定连接在底部固定隔热外壳的侧壁,所述焊接定位板的侧壁固定连接有垂直卡接固定板,所述垂直卡接固定板的侧壁开设有限位卡槽和棘齿槽,所述对接定位头的两侧固定连接有限位U形套,所述限位U形套活动卡接在限位卡槽内。

优选的,所述限位U形套的侧壁固定连接有中空固定座,所述中空固定座的内部设有内腔,所述中空固定座的内腔中滑动连接有滑动块,所述滑动块的一侧固定连接有弹簧,所述弹簧处于压缩状态,所述滑动块的另一侧固定连接有棘齿块,所述棘齿块穿过中空固定座和限位U形套并与棘齿槽活动卡接,所述滑动块的两侧固定连接有滑动把手,所述中空固定座的两侧开设有与滑动把手相对应的滑槽。

优选的,所述对接定位头的正面固定连接有橡胶密封环片,所述橡胶密封环片与底部固定隔热外壳的侧壁相贴合。

优选的,所述对接定位头的正面开设有限位支撑插孔,所述底部固定隔热外壳的侧壁固定连接有限位支撑插杆,所述限位支撑插杆活动插接在限位支撑插孔内。

本发明公开了相变蓄热材料的光伏光热联用装置,其具备的有益效果如下:

1、该相变蓄热材料的光伏光热联用装置,在进行使用时,热能在太阳能电池片上被金属导热片吸收,金属导热片上的能量被相变蓄热材料导热盒吸收,相变蓄热材料导热盒内的热量能够传导至上端组装导热式外壳的底壳上,并通过上端组装导热式外壳的底壳传导在导热腔内部的导热液体内,相变蓄热材料导热盒在进行导热时,其导热效果好,具有一定的储热性能,能够增强热量吸收效果,保证热量的稳定吸收,从而增强对太阳能电池片的降温效果,以及对上端组装导热式外壳的底壳的热量传导,其属于较好的中间介质,上端组装导热式外壳的底壳与导热腔内的冷却水接触面积大,导热能力强,因此对热量的吸收效果好,满足使用者需求。

2、该相变蓄热材料的光伏光热联用装置,在装置底座主体的顶部设置的透明玻璃板主体,一方面能够具有聚光效果,保证太阳能电池片的光照接收范围更大,另一方面,透明玻璃板主体能够对整个装置底座主体的内腔起到防护作用,对相变蓄热材料导热盒、金属导热片和太阳能电池片进行保护,保证内部的干净整洁,保护内部不会受到外力碰撞和受损,而且,透明玻璃板主体能够减少装置底座主体的内腔中的热量散失,使得装置底座主体与透明玻璃板主体之间的热量进行保护起来。

3、该相变蓄热材料的光伏光热联用装置,设置的第一矩形密封槽、第二矩形密封槽和密封橡胶圈能够使得接口处密封效果好,避免漏水的现象发生,对接定位头的内部设为橡胶弹性材质,与固定焊接连通管对接时,正好限位密封环形条和限位密封环形槽的卡合形成密封,并且在对接定位头的正面设有橡胶密封环片,在橡胶密封环片与底部固定隔热外壳的外壁卡紧固定时,发生形变,并将对接定位头和底部固定隔热外壳的接口处形成二次密封,保证接口处的密封效果,使得装置接口处不会漏水,这样降低了装置的后期维护成本,使得装置使用更加稳定。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明相变蓄热材料导热盒、金属导热片和太阳能电池片的爆炸图;

图3为本发明透明玻璃限位盖板的底部结构图;

图4为本发明底部固定隔热外壳和上端组装导热式外壳的爆炸图;

图5为本发明第二对接平面板的底部结构图;

图6为本发明装置主体的剖视图;

图7为本发明固定焊接连通管和导流软管的爆炸图;

图8为本发明对接定位头的结构图第一视角;

图9为本发明对接定位头的结构图第二视角;

图10为本发明限位U形套和中空固定座的剖视图。

图中:1、装置底座主体;101、导热腔;2、底部固定隔热外壳;201、第一对接平面板;2011、第一矩形密封槽;2012、密封橡胶圈;202、对接固定套筒;3、上端组装导热式外壳;301、第二对接平面板;3011、透明玻璃板限位卡条;3012、透明玻璃板主体;3013、第二矩形密封槽;3014、螺纹紧固杆;302、透明玻璃限位盖板;3021、对位抵紧槽;4、相变蓄热材料导热盒;5、金属导热片;6、太阳能电池片;7、固定焊接连通管;701、限位密封环形条;8、导流软管;9、快速密封对接机构;901、焊接定位板;902、垂直卡接固定板;903、限位卡槽;904、棘齿槽;905、对接定位头;907、限位U形套;908、中空固定座;909、滑动块;9010、弹簧;9011、棘齿块;9012、滑动把手;10、橡胶密封环片;11、限位密封环形槽;12、限位支撑插孔;13、限位支撑插杆。

具体实施方式

实施例1:

本发明实施例公开相变蓄热材料的光伏光热联用装置,如图1-10所示,包括:

装置底座主体1,装置底座主体1包括底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3,底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3之间卡接,且之间的缝隙形成导热腔101;

太阳能电池片6,太阳能电池片6设置在上端组装导热式外壳3的内腔中,太阳能电池片6的底部固定连接有金属导热片5,金属导热片5的底部固定连接有相变蓄热材料导热盒4,相变蓄热材料导热盒4固定连接在上端组装导热式外壳3的内腔中;

导流软管8,导流软管8活动卡接在底部固定隔热外壳2的两侧,导流软管8与导热腔101相连通。

根据附图1和4所示,底部固定隔热外壳2的顶部固定连接有第一对接平面板201,上端组装导热式外壳3的顶部固定连接有第二对接平面板301,第二对接平面板301的底部固定连接有螺纹紧固杆3014,第一对接平面板201的底部固定连接有对接固定套筒202,螺纹紧固杆3014穿过对接固定套筒202向下延伸并螺纹连接有螺母,设置的第一对接平面板201和第二对接平面板301方便了底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3进行拆装,利用设置的对接固定套筒202和螺纹紧固杆3014的配合,一方面实现了安装定位,另一方面,实现了螺母的拧紧固定,使得底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3拆装方便,因此导热腔101内部方便清理。

根据附图2和5所示,第一对接平面板201的顶部开设有第一矩形密封槽2011,第二对接平面板301的底部开设有第二矩形密封槽3013,第二矩形密封槽3013和第一矩形密封槽2011内活动卡接有密封橡胶圈2012,设置的第二矩形密封槽3013和第一矩形密封槽2011内壁会挤压密封橡胶圈2012,使得密封橡胶圈2012发生形变并将第一对接平面板201和第二对接平面板301的接口处进行密封,保证装置的密封性,使得导热腔101不易发生漏液现象,降低装置整体的后期维护成本。

根据附图2和3所示,第二对接平面板301的顶部固定连接有透明玻璃板限位卡条3011,透明玻璃板限位卡条3011内活动卡接有透明玻璃板主体3012,第二对接平面板301的顶部通过螺栓固定连接有透明玻璃限位盖板302,透明玻璃限位盖板302的底部开设有对位抵紧槽3021,对位抵紧槽3021与透明玻璃板主体3012相卡接,设置的透明玻璃板限位卡条3011能够对透明玻璃板主体3012进行快速安装定位,保证透明玻璃板主体3012的安装位置准确,设置的透明玻璃限位盖板302则能够对透明玻璃板主体3012进行卡紧固定,实现对透明玻璃板主体3012的安装固定。

该装置在进行使用时,利用设置的太阳能电池片6能够进行太阳能光能吸收,在太阳能产生的辐射中,很多不能吸收的光能都会转化为热能,热能在太阳能电池片6上被金属导热片5吸收,金属导热片5上的能量被相变蓄热材料导热盒4吸收,相变蓄热材料导热盒4内的热量能够传导至上端组装导热式外壳3的底壳上,并通过上端组装导热式外壳3的底壳传导在导热腔101内部的导热液体内。

在此装置中,相变蓄热材料导热盒4的内部设置的液体为石蜡或脂肪酸或者石蜡和脂肪酸的混合物,在进行导热时,其导热效果好,具有一定的储热性能,来保证在太阳能电池片6的热量较大时,能够增强热量吸收效果,保证热量的稳定吸收,从而增强对太阳能电池片6的降温效果,以及对上端组装导热式外壳3的底壳的热量传导,其属于较好的中间介质。

在装置底座主体1的顶部设置的透明玻璃板主体3012,一方面能够具有聚光效果,保证太阳能电池片6的光照接收范围更大,透明玻璃板主体3012设置为低倍聚光玻璃透镜,低倍聚光玻璃透镜采用PMMA聚甲基丙烯酸甲酯制成,PMMA树脂是目前最主要的实用化光波导集成光子器件的材料,PMMA光波导是对PMMA进行物理加工,制成一定光学结构从而实现波导能力的波导材料。

另一方面,透明玻璃板主体3012能够对整个装置底座主体1的内腔起到防护作用,对相变蓄热材料导热盒4、金属导热片5和太阳能电池片6进行保护,保证内部的干净整洁,保护内部不会受到外力碰撞和受损,而且,透明玻璃板主体3012能够减少装置底座主体1的内腔中的热量散失,使得装置底座主体1与透明玻璃板主体3012之间的热量进行保护起来。

在导热腔101的内部设有冷却水,冷却水由两端的导流软管8进行导流,一边为进水管道,一边为出水管道,冷却水吸收热量后,可以变成温度为40~60℃的低温用水,或经二次或多次循环集热获得80℃以上的热水,系统的光热效率高,冷却水能够将导热腔101内部的热量进行带走,并进行重新利用,用作生产和生活所需,在底部固定隔热外壳2的底部壳体上可以设置一层保温材料,来降低底部固定隔热外壳2底部的热量流失。

设置的底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3后期可以进行拆卸,进而方便后期对导热腔101的内部进行清洗,保证导热腔101的传导效率,在导热腔101长时间使用后,其内壁上常常附着水中含有的钙离子和镁离子的化合物,在进行清理后,对底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3进行安装固定时,设置的第一矩形密封槽2011、第二矩形密封槽3013和密封橡胶圈2012能够使得接口处密封效果好,避免漏水的现象发生。

在进行底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3的安装固定时,首先将上端组装导热式外壳3置于底部固定隔热外壳2的上方,然后将第二对接平面板301和第一对接平面板201对准,并使得螺纹紧固杆3014对准对接固定套筒202并卡入,在螺纹紧固杆3014插入对接固定套筒202后,使用螺母进行旋转和拧紧固定,最终完成对底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3的安装固定。

在对底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3进行对接前,将新的密封橡胶圈2012卡入第一矩形密封槽2011内,设置的密封橡胶圈2012可定期进行更换,保证其使用效果,防止老化造成的密封性下降的问题,在后期需要拆下底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3时,与上述安装固定过程操作反之即可。

顶部设置的透明玻璃板主体3012方便进行安装固定和后期拆下,在进行安装固定时,利用设置的透明玻璃板限位卡条3011能够对透明玻璃板主体3012的安装位置进行限位,直接将透明玻璃板主体3012卡入透明玻璃板限位卡条3011内,然后将透明玻璃限位盖板302对准透明玻璃板主体3012并进行抵紧,使得透明玻璃板主体3012卡入对位抵紧槽3021内,此时利用螺栓穿过透明玻璃限位盖板302并拧紧固定在第二对接平面板301上。

在后期需要将透明玻璃板主体3012拆下时,与上述安装固定过程反之即可,这样就能够定期对透明玻璃板主体3012进行清理,保证透明玻璃板主体3012的整洁,以便于提高阳光的透光效果,保证装置整体对阳光的接受能力,满足使用者需求。

实施例2:

本发明实施例公开相变蓄热材料的光伏光热联用装置,如图1-10所示,包括:

装置底座主体1,装置底座主体1包括底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3,底部固定隔热外壳2和上端组装导热式外壳3之间卡接,且之间的缝隙形成导热腔101;

太阳能电池片6,太阳能电池片6设置在上端组装导热式外壳3的内腔中,太阳能电池片6的底部固定连接有金属导热片5,金属导热片5的底部固定连接有相变蓄热材料导热盒4,相变蓄热材料导热盒4固定连接在上端组装导热式外壳3的内腔中;

导流软管8,导流软管8活动卡接在底部固定隔热外壳2的两侧,导流软管8与导热腔101相连通。

根据附图6和7所示,底部固定隔热外壳2的两侧固定连接有固定焊接连通管7,导流软管8活动套接在固定焊接连通管7上,导流软管8和底部固定隔热外壳2之间设有快速密封对接机构9,快速密封对接机构9包括对接定位头905,对接定位头905的内壁开设有限位密封环形槽11,固定焊接连通管7的外壁上固定连接有限位密封环形条701,对接定位头905活动套接在固定焊接连通管7上,限位密封环形条701与限位密封环形槽11活动卡接,设置的限位密封环形条701与限位密封环形槽11能够保证导流软管8和固定焊接连通管7之间的接口处不会漏液,保持密封,对接定位头905直接套接在固定焊接连通管7上,在对接定位头905的内部设有与导流软管8相连通的通槽,设置的该通槽的内壁使用的橡胶材质,具有弹性,因此在与固定焊接连通管7对接时,对接卡紧效果好,密封性能强。

根据附图8和9所示,快速密封对接机构9还包括焊接定位板901,焊接定位板901固定连接在底部固定隔热外壳2的侧壁,焊接定位板901的侧壁固定连接有垂直卡接固定板902,垂直卡接固定板902的侧壁开设有限位卡槽903和棘齿槽904,对接定位头905的两侧固定连接有限位U形套907,限位U形套907活动卡接在限位卡槽903内,设置的快速密封对接机构9的结构简单,主要利用的是棘爪机构,实现对接定位头905的定位以及单向运动,从而实现对接头的固定,该方式使得在进行对接定位头905与固定焊接连通管7的对接时,对接方便,密封效果好。

根据附图10所示,限位U形套907的侧壁固定连接有中空固定座908,中空固定座908的内部设有内腔,中空固定座908的内腔中滑动连接有滑动块909,滑动块909的一侧固定连接有弹簧9010,弹簧9010处于压缩状态,滑动块909的另一侧固定连接有棘齿块9011,棘齿块9011穿过中空固定座908和限位U形套907并与棘齿槽904活动卡接,滑动块909的两侧固定连接有滑动把手9012,中空固定座908的两侧开设有与滑动把手9012相对应的滑槽,设置的滑动把手9012方便使用者滑动滑动块909,进而使得滑动块909带动弹簧9010压缩的同时,使得棘齿块9011与棘齿槽904脱离卡合,这样就方便了对对接定位头905的抽出,使得对接定位头905被拆下。

根据附图7和8所示,对接定位头905的正面固定连接有橡胶密封环片10,橡胶密封环片10与底部固定隔热外壳2的侧壁相贴合,设置的橡胶密封环片10与底部固定隔热外壳2之间能够形成二次密封,进一步提高对接口处的密封性能,提升装置的稳定性。

根据附图7和8所示,对接定位头905的正面开设有限位支撑插孔12,底部固定隔热外壳2的侧壁固定连接有限位支撑插杆13,限位支撑插杆13活动插接在限位支撑插孔12内,设置的限位支撑插杆13和限位支撑插孔12的配合能够对对接定位头905进行卡接固定时,实现安装定位以及侧向支撑,保证对接定位头905对接时位置方便对位,并且滑动时受到支撑,滑动稳定。

设置的导流软管8方便与底部固定隔热外壳2的两侧进行对接,并且对接方式简单便捷,省时省力,底部固定隔热外壳2的两侧设有固定焊接连通管7,直接利用对接定位头905与固定焊接连通管7进行对接即可。

在进行对接时,首先将对接定位头905的位置与固定焊接连通管7的位置进行对准,然后使得限位支撑插孔12对准限位支撑插杆13并卡接,向内推入对接定位头905,对接定位头905运动时同时带动限位U形套907运动,限位U形套907卡接在限位卡槽903内,最终棘齿块9011与棘齿槽904卡紧,由于棘齿槽904与棘齿块9011的卡合,使得对接定位头905只能做向内的单向运动,最终推动至最内部时,完成对导流软管8的对接,在需要将导流软管8处拆下时,直接将滑动把手9012向外滑动,然后向外拉出对接定位头905即可。

在对接定位头905向内推动时,棘齿块9011受到棘齿槽904的斜面的压力,会不断向上顶起棘齿块9011,使得棘齿块9011带动滑动块909运动并挤压弹簧9010,进过下一个棘齿槽904的齿槽时,棘齿块9011又受到弹簧9010推力向内运动,弹簧9010能够保证棘齿块9011始终与棘齿槽904啮合,在向外拉动对接定位头905时,棘齿槽904与棘齿块9011卡合,不能被拉出。

因此在最终对接定位头905抵紧时,带动限位密封环形条701和限位密封环形槽11相卡接,对接定位头905的内部设为橡胶弹性材质,与固定焊接连通管7对接时,正好限位密封环形条701和限位密封环形槽11的卡合形成密封,并且在对接定位头905的正面设有橡胶密封环片10,在橡胶密封环片10与底部固定隔热外壳2的外壁卡紧固定时,发生形变,并将对接定位头905和底部固定隔热外壳2的接口处形成二次密封,保证接口处的密封效果,使得装置接口处不会漏水。

在拆下对接定位头905时,向外拉动滑动把手9012能够带动滑动块909滑动并压缩弹簧9010,然后带动棘齿块9011与棘齿槽904脱离卡合,这样就能够直接拉出对接定位头905,操作简单方便,满足使用者需求。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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