專利名稱：高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及新能源開發(fā)利用領(lǐng)域，尤其涉及一種高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱 裝置。主要應(yīng)用于建筑采暖、農(nóng)產(chǎn)品干燥、海水淡化、太陽(yáng)能制冷等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能空氣集熱器是太陽(yáng)能在建筑采暖、農(nóng)產(chǎn)品干燥、海水淡化及太陽(yáng)能制冷等領(lǐng)域應(yīng) 用的關(guān)鍵部件，其面臨的主要問題是如何進(jìn)一步提高它的集熱效率。目前，普遍使用的太陽(yáng) 能空氣集熱器有平板型、真空管型兩種。平板型集熱器主要由透明蓋板、吸熱板、保溫殼體 三部分組成，真空管型主要由進(jìn)、出氣管道和并列設(shè)置的數(shù)個(gè)真空集熱管構(gòu)成。無論哪種結(jié) 構(gòu)形式，都存在以下三方面的缺點(diǎn)第一，集熱器散熱面積大、升溫路徑短，造成集熱器出 口溫度偏低；第二，集熱器內(nèi)的熱空氣是自然流動(dòng)的，循環(huán)速度較慢，不具備出口溫度調(diào)節(jié) 功能；第三，集熱器也不具備儲(chǔ)熱功能，不能在夜間或不利天氣條件下工作。現(xiàn)有的太陽(yáng)能空氣集熱器的實(shí)例，如專利申請(qǐng)?zhí)?8221059. 9的實(shí)用新型，特征為在透明 蓋板和系熱體之間安裝了透明蜂窩結(jié)構(gòu)，以減少蓋板的熱損失。又如申請(qǐng)?zhí)?00620022423. 4 的實(shí)用新型，特征均為具有空氣回流通道，增加了空氣在集熱器中加熱的路徑。上述專利實(shí) 施都對(duì)提高太陽(yáng)能集熱器的熱效率有一定的效果，但它們的出口溫度較低，內(nèi)部熱空氣循環(huán) 過慢，也不具備出口溫度控制和儲(chǔ)熱功能。實(shí)用新型內(nèi)容1、 所要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種熱量損失更小、一 次循環(huán)升溫更大、集熱效率更高、出口溫度可調(diào)且具有儲(chǔ)熱功能的一種高效梯形折流式太陽(yáng) 能空氣集儲(chǔ)熱裝置。2、 技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型包括透明蓋板 2、外層保溫層7，外層保溫層7由絕熱樹脂板構(gòu)成，其特征在于還包括雙效加熱裝置組成和儲(chǔ)熱單元；雙效加熱裝置包括第一效加熱裝置和第二效加熱裝置；在透明蓋板2的下部設(shè)有雙效加熱裝置，在第二效加熱裝置下部設(shè)有儲(chǔ)熱單元，透明蓋板2將雙效加熱裝置和儲(chǔ)熱熱管3，釆用真空夾層結(jié)構(gòu)，外層為高 硼硅玻璃管，內(nèi)層吸熱管為表面涂有選擇性吸收涂層的紫銅管，吸熱管的兩端敞口并分別伸 出玻璃管的兩端，接口處通過密封體密封；吸熱管的一端插裝在絕熱樹脂板上與冷空氣進(jìn)風(fēng) 口 1相連，另一端插裝在矩形支架5上與第一效加熱裝置出風(fēng)口 12相連；出風(fēng)口 12設(shè)置在矩形支架5上；真空集熱管與進(jìn)風(fēng)口l、矩形支架的連接部位通過密封體密封。所述的雙效加熱裝置的第二效加熱裝置為梯形吸熱板4，其固定在絕熱樹脂板外伸出的 支座10上，梯形吸熱板4的前后兩個(gè)側(cè)面與外層保溫層7之間密封，右面的側(cè)面和矩形支架 5密封，左面的側(cè)面和外層保溫層7不密封；第一效加熱裝置與第二效加熱裝置通過形支架5 聯(lián)通，第一效加熱裝置出風(fēng)口 12通過矩形支架5與第二效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口 ll相聯(lián)通；第二 效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口 11設(shè)置在矩形支架5上。梯形吸熱板4的材料選用鍍鋅板，其向陽(yáng)面鍍有太陽(yáng)能選擇性涂層，其涂層材料選用為 NiCr0A或Ti01 。所述的儲(chǔ)熱單元由矩形金屬腔體13組成，腔體內(nèi)部裝有圓柱形儲(chǔ)熱罐6,儲(chǔ)熱罐6之間 由帶孔的強(qiáng)化傳熱肋片連接，儲(chǔ)熱罐6并排放置于矩形金屬腔體13與外層保溫層7的底板之 間。所述的儲(chǔ)熱罐6內(nèi)有低溫儲(chǔ)熱材料，低溫儲(chǔ)熱材料可選用石蠟或十水硫酸鈉。 梯形吸熱板4、矩形金屬腔體13，將整個(gè)集熱器分隔為三個(gè)密閉通道；最上部密閉通道是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的透明蓋板2與梯形吸熱板4之間的密閉通道；中間的密閉通道是梯形吸熱板4與矩形金屬腔體13之間的密閉通道；最下部密閉通道是矩形金屬腔體13內(nèi)部的儲(chǔ)熱通道；且上中下三個(gè)通道厚度之比為2: 1: 2。透明蓋板2由上下透明陽(yáng)光板和矩形玻璃管15組成，矩形玻璃管15位于上下陽(yáng)光板中間構(gòu)成其內(nèi)部蜂窩。在出風(fēng)口 14處放置有風(fēng)機(jī)8。 3、有益效果本實(shí)用新型的吸熱板采用梯形結(jié)構(gòu)， 一方面可以增加集熱面積，使進(jìn)入集熱器的空氣產(chǎn) 生擾動(dòng)，促進(jìn)空氣和吸熱板之間的熱交換，另一方面，梯形吸熱板沿厚度方向?qū)⒓療崆环指?為兩個(gè)密閉加熱通道，延長(zhǎng)了加熱路徑。本實(shí)用新型的圓柱形儲(chǔ)熱罐，其內(nèi)部裝有低溫相變材料，圓柱形儲(chǔ)熱罐之間由帶孔的強(qiáng) 化傳熱肋片連接。 一方面可以控制梯形吸熱板的最高溫度，板溫不會(huì)升溫過高，縮小集熱器 內(nèi)部與外部環(huán)境的溫差，從而減小熱量損失。另一方面，儲(chǔ)熱材料可在夜間或不利天氣條件下釋放儲(chǔ)熱，延長(zhǎng)了集熱器的使用時(shí)間。

圖l為裝本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3圖1的B-B剖視圖；圖4是圖3的C向圖；圖5是矩形玻璃管構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型中真空集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1-6所示，l為進(jìn)風(fēng)口、 2為透明蓋板、3為真空集熱管、4為梯形吸熱板、5為矩 形支架、6為圓柱形儲(chǔ)熱罐、7為外層保溫層、8為風(fēng)機(jī)、9為鉚釘、IO為支座、ll為第二效 加熱裝置進(jìn)風(fēng)口、 12為第一效加熱裝置出風(fēng)口、 13為矩形金屬腔體、14為出風(fēng)口、 15為矩 形玻璃管。如圖l，本實(shí)用新型包括外層保溫層7、透明蓋板2、雙效加熱裝置和儲(chǔ)熱單元。 本實(shí)用新型的外層保溫層7由絕熱樹脂板構(gòu)成，兼起支撐作用。如圖l、圖5，透明蓋板2具有矩形蜂窩結(jié)構(gòu)，由上下透明陽(yáng)光板和矩形玻璃管15組成， 矩形玻璃管15位于上下陽(yáng)光板中間構(gòu)成其內(nèi)部蜂窩。在透明蓋板2的下部設(shè)有雙效加熱裝置，雙效加熱裝置包括第一效加熱裝置和第二效加 熱裝置。如圖2，第一效加熱裝置為真空集熱管3，采用真空夾層結(jié)構(gòu)，外層為高硼硅玻璃管，內(nèi) 層吸熱管為表面涂有選擇性吸收涂層的紫銅管，吸熱管的兩端敞口并分別伸出玻璃管的兩端， 接口處通過密封體密封；吸熱管的一端插裝在絕熱樹脂板上與設(shè)置在外層保溫層7上的冷空 氣進(jìn)風(fēng)口 l相連，另一端插裝在矩形支架5上與第一效加熱裝置出風(fēng)口 12相連；真空集熱管 3與進(jìn)風(fēng)口 1、矩形支架5的連接部位通過密封體密封。如圖l、圖2、圖3,第二效加熱裝置為梯形吸熱板4，通過鉚釘9將其固定在絕熱樹脂 板外伸出的支座10上，梯形吸熱板4的材料選用鍍鋅板，其向陽(yáng)面鍍有太陽(yáng)能選擇性涂層， 涂層材料可選用為NiCr0xNY、 TiOYNx等，梯形吸熱板4的前后兩個(gè)側(cè)面與外層保溫層7之間 密封(如圖3所示)，右面的側(cè)面和矩形支架5密封，左面的側(cè)面和外層保溫層7不密封(如 圖l所示)。第一效加熱裝置與第二效加熱裝置通過矩形支架5聯(lián)通，第一效加熱裝置出風(fēng)口 12通過 矩形支架5與第二效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口 11相聯(lián)通。矩形支架5也起到支撐作用。 在第二效加熱裝置下部設(shè)有儲(chǔ)熱單元。儲(chǔ)熱單元由矩形金屬腔體13組成，在矩形金屬腔體13內(nèi)部裝有圓柱形儲(chǔ)熱罐6,儲(chǔ)熱 罐6內(nèi)有低溫儲(chǔ)熱材料，低溫儲(chǔ)熱材料可選用石蠟或十水硫酸鈉，儲(chǔ)熱罐6之間由帶孔的強(qiáng) 化傳熱肋片連接，儲(chǔ)熱罐6并排放置于矩形金屬腔體13與外層保溫層7的底板之間。進(jìn)風(fēng)口 1和出風(fēng)口 14位于保溫層7同一側(cè)，進(jìn)風(fēng)口 1位于距外部保溫層7頂部1/5處， 出風(fēng)口 14位于距外部保溫層7底部1/5處。第二效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口 11位于距矩形支架5上 部2/5處、第一效加熱裝置出風(fēng)口 12位于距矩形支架5上部1/5處。在出風(fēng)口 14處放置有風(fēng)機(jī)8，其電源由太陽(yáng)能電池板提供。主要用于加速集熱器內(nèi)熱空 氣的流動(dòng)，調(diào)節(jié)出口空氣溫度，并將熱空氣輸送到所需場(chǎng)所。透明蓋板2將雙效加熱裝置和儲(chǔ)熱單元封裝在外層保溫層7內(nèi)。梯形吸熱板4、矩形金屬腔體13，將本實(shí)用新型分隔為三個(gè)密閉通道，最上部密閉通道 是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的透明蓋板2梯形吸熱板4之間的密閉通道，中間的密閉通道是梯形吸熱板 4與矩形金屬腔體13之間的密閉通道，最下部密閉通道是矩形金屬腔體13內(nèi)部的儲(chǔ)熱通道， 而且上中下三個(gè)通道厚度之比為2: 1: 2。空氣在本實(shí)用新型中的運(yùn)行過程如下冷空氣由進(jìn)風(fēng)口 1進(jìn)入真空集熱管3進(jìn)fi^第一次 加熱，升溫后的空氣從第一效加熱裝置出風(fēng)口 12進(jìn)入矩形支架5后，再通過第二效加熱裝置 進(jìn)風(fēng)口 11進(jìn)入梯形吸熱板4的向陽(yáng)面空氣流道進(jìn)行第二次加熱后進(jìn)入梯形吸熱板4與矩形金 屬腔體13之間的背陽(yáng)面空氣流道進(jìn)行第三次加熱，加熱后的氣體進(jìn)入儲(chǔ)熱單元的圓柱形儲(chǔ)熱 罐6換熱后進(jìn)入出風(fēng)口 14,被風(fēng)機(jī)8吸入后輸送至需要熱空氣的地方。本實(shí)用新型可以根據(jù)實(shí)際情況增減真空集熱管的數(shù)量，也可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)出口處的 溫度，儲(chǔ)存在集熱器內(nèi)的熱量能夠在需要用是釋放，從而可以適用于不同情況的太陽(yáng)能采暖、 太陽(yáng)能干燥及其它需要用太陽(yáng)能熱空氣的地方。
權(quán)利要求1、一種高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，包括透明蓋板(2)、外層保溫層(7)，外層保溫層(7)由絕熱樹脂板構(gòu)成，其特征在于還包括雙效加熱裝置組成和儲(chǔ)熱單元；雙效加熱裝置包括第一效加熱裝置和第二效加熱裝置；在透明蓋板(2)的下部設(shè)有雙效加熱裝置，在第二效加熱裝置下部設(shè)有儲(chǔ)熱單元，透明蓋板(2)將雙效加熱裝置和儲(chǔ)熱單元封裝在外層保溫層(7)內(nèi)，在外層保溫層(7)上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(1)和出風(fēng)口(14)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于所述的 雙效加熱裝置的第一效加熱裝置為真空集熱管(3),采用真空夾層結(jié)構(gòu)，外層為高硼硅玻璃管， 內(nèi)層吸熱管為表面涂有選擇性吸收涂層的紫銅管，吸熱管的兩端敞口并分別伸出玻璃管的兩 端，接口處通過密封體密封；吸熱管的一端插裝在絕熱樹脂板上與冷空氣進(jìn)風(fēng)口(l)相連，另 一端插裝在矩形支架(5)上與第一效加熱裝置出風(fēng)口(12)相連，出風(fēng)口 (12)設(shè)置在矩形支架(5)上真空集熱管與進(jìn)風(fēng)口(l)、矩形支架的連接部位通過密封體密封。.
3、 根據(jù)權(quán)利要求L或2所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于所 述的雙效加熱裝置的第二效加熱裝置為梯形吸熱板(4)，其固定在絕熱樹脂板外伸出的支座 (IO)上，梯形吸熱板(4)的前后兩個(gè)側(cè)面與外層保溫層(7)之間密封，右面的側(cè)面和矩形支架 (5)密封，左面的側(cè)面和外層保溫層(7)不密封；第一效加熱裝置與第二效加熱裝置通過形支 架(5)聯(lián)通，第一效加熱裝置出風(fēng)口(12)通過矩形支架(5)與第二效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口(11〉相 聯(lián)通；第二效加熱裝置進(jìn)風(fēng)口 (11)設(shè)置在矩形支架(5)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于梯形吸 熱板(4)的材料選用鍍鋅板，其向陽(yáng)面鍍有太陽(yáng)能選擇性涂層，其涂層材料選用為NiCrO凡 或TiOYNx 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1中任意一項(xiàng)所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在 于所述的儲(chǔ)熱單元由矩形金屬腔體(13)組成，腔體內(nèi)部裝有圓柱形儲(chǔ)熱罐(6)，儲(chǔ)熱罐(6) 之間由帶孔的強(qiáng)化傳熱肋片連接，儲(chǔ)熱罐(6)并排放置于矩形金屬腔體(13)與外層保溫層(7) 的底板之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)熱罐(6)內(nèi)有低溫儲(chǔ)熱材料，低溫儲(chǔ)熱材料可選用石蠟或十水硫酸鈉。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 4、 5、 6任意一項(xiàng)所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置， 其特征在于梯形吸熱板(4)、矩形金屬腔體(13)，將整個(gè)集熱器分隔為三個(gè)密閉通道；最上 部密閉通道是具有蜂窩結(jié)構(gòu)的透明蓋板(2)與梯形吸熱板(4)之間的密閉通道；中間的密閉通 道是梯形吸熱板(4)與矩形金屬腔體(13)之間的密閉通道；最下部密閉通道是矩形金屬腔體 (13)內(nèi)部的儲(chǔ)熱通道；且上中下三個(gè)通道厚度之比為2: 1: 2。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于透明蓋 板(2)由上下透明陽(yáng)光板和矩形玻璃管(15)組成，矩形玻璃管(15)位于上下陽(yáng)光板中間構(gòu)成其內(nèi)部蜂窩。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，其特征在于在出風(fēng) 口 (14)處放置有風(fēng)機(jī)(8)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高效梯形折流式太陽(yáng)能空氣集儲(chǔ)熱裝置，包括透明蓋板、外層保溫層、雙效加熱裝置組成和儲(chǔ)熱單元；雙效加熱裝置包括梯形吸熱板和真空集熱管，儲(chǔ)熱單元包括儲(chǔ)熱罐，透明蓋板將雙效加熱裝置和儲(chǔ)熱單元封裝在外層保溫層內(nèi)。其吸熱板采用梯形結(jié)構(gòu)，一方面可增加集熱面積，使進(jìn)入集熱器的空氣產(chǎn)生擾動(dòng)，促進(jìn)空氣和吸熱板之間的熱交換，另一方面，梯形吸熱板沿厚度方向?qū)⒓療崆环指魹閮蓚€(gè)密閉加熱通道，延長(zhǎng)了加熱路徑。儲(chǔ)熱罐一方面可控制梯形吸熱板的最高溫度，板溫不會(huì)升溫過高，縮小集熱器內(nèi)部與外部環(huán)境的溫差，從而減小熱量損失。另一方面，儲(chǔ)熱材料可在夜間或不利天氣條件下釋放儲(chǔ)熱，延長(zhǎng)了集熱器的使用時(shí)間。
文檔編號(hào)F24J2/05GK201401971SQ20092004126
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者拾亞男, 朱殿春, 林忠偉, 趙黎東 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué);拾亞男;趙黎東