專利名稱：一種平板型太陽能空氣集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能空氣熱利用設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平板型太陽能空 氣集熱器。
背景技術(shù)：
太陽能集熱器是太陽能供熱系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它收集太陽能使之轉(zhuǎn)換為熱能， 太陽能供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的高低主要取決于集熱器的性能。
目前，太陽能集熱器有平板型、真空管型和聚光型三類，相對(duì)于真空管型太陽能集 熱器和聚光型太陽能集熱器而言，平板型太陽能集熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、造價(jià)低的 特點(diǎn)，在成本、安全性、使用壽命和與建筑的匹配程度上都比真空管型太陽能集熱器和聚光 型太陽能集熱器具有更大的優(yōu)勢(shì)。
一般采用平板型太陽能集熱器，分為空氣型和液體型兩大類。在太陽能熱利用技 術(shù)中，采用空氣作為相比集熱介質(zhì)相較于采用液體作為集熱介質(zhì)，具有不需防結(jié)冰、不需防 微小滲漏、重量輕承壓小、不需防腐、不需增加中間換熱器等優(yōu)勢(shì)，可以有效減少系統(tǒng)部件 數(shù)目并降低成本。
因此，在各種太陽能集熱器中，發(fā)展平板型太陽能空氣集熱器具有很好的前景。
一般而言，平板型太陽能空氣集熱器由框架、玻璃蓋板(或別的透明材料)、吸熱 板和保溫材料組成，空氣直接流過玻璃蓋板與吸熱板之間，被加熱空氣通過玻璃蓋板與環(huán) 境間的自然對(duì)流換熱很大，同時(shí)吸熱板對(duì)外界環(huán)境的紅外輻射也比較大，兩者造成很大的 集熱效率損失。目前普通的平板型太陽能空氣集熱器的集熱效率低于50%。
因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是提供一種能降低 熱損失，提聞集熱效率的平板型太陽能空氣集熱器。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低熱損失，提高集熱效率的平板型太 陽能空氣集熱器。
為了解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種平板型太陽能空氣集熱器，包括蓋 板(2)、底板(6)和設(shè)置在蓋板(2)和底板(6)之間的加熱板⑷；以及，設(shè)置在空氣入口處 的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。
優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板(8)采用八字形結(jié)構(gòu)，將空氣分為三股，分別從八字形結(jié)構(gòu)的 中間和兩側(cè)流入。
優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板(8)在水平方向上并列設(shè)置有多個(gè)，空氣分為多路分別從所 述多個(gè)導(dǎo)流板(8)流入。
優(yōu)選的，所述多個(gè)導(dǎo)流板⑶之間設(shè)置有水平方向上的分隔板(9)。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器還包括
設(shè)置在蓋板⑵和吸熱板(4)之間的透明隔板⑶；
所述蓋板(2)與透明隔板(3)形成第一預(yù)熱層，所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一 預(yù)熱層中，空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器中
空氣從第一預(yù)熱層流入后，經(jīng)透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的一次加熱層，從吸 熱板(4)與底板(6)形成的二次加熱層流出。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器還包括
設(shè)置在蓋板(2)和吸熱板(4)之間的透明隔板(3);和，設(shè)置在所述底板(6)和吸 熱板⑷之間的普通隔板(7)；
所述蓋板⑵與透明隔板(3)形成第一預(yù)熱層，所述底板(6)與普通隔板(7)形 成第二預(yù)熱層；所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中，一路空氣從所述 導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層，另一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第二預(yù)熱層。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器中，
空氣從第一預(yù)熱層流入后，從透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的第一加熱層流 出；
以及，另一路空氣從第二預(yù)熱層流入后，從普通隔板(7)與吸熱板(4)形成的第二 加熱層流出。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器的第一預(yù)熱層中的導(dǎo)流板(8)粘附于蓋 板(2)下，和/或，粘附于透明隔板(3)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第一預(yù)熱層中。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器的第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板(8)粘附于透明 隔板(3)下；和/或，粘附于底板(6)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第二預(yù)熱層中。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器的透明隔板為對(duì)可見光透射率大于 90%，對(duì)紅外輻射透射率小于90%的隔板；所述普通隔板為不透明隔板。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器的透明隔板為對(duì)可見光透射率大于 90 %，對(duì)紅外輻射透射率小于20 %的隔板。
優(yōu)選的，所述的平板型太陽能空氣集熱器的兩側(cè)加裝有反光板，并根據(jù)陽光輻照 角度設(shè)置安裝傾角。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明實(shí)施例通過在平板型太陽能空氣集熱器中的空氣入口處設(shè)置導(dǎo)流板，使空 氣從所述導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使側(cè)壁、死角等部 位有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱，從而有效降低空氣 流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提聞集熱效率。
本發(fā)明實(shí)施例通過氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽能空氣集熱器中被加熱空 氣與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射，從機(jī)理上改進(jìn)了平板空氣集熱 器的集熱效果，在略微增加成本的前提下比普通的集熱器效率提高了 20%以上。
本發(fā)明實(shí)施例突破了平板空氣集熱器的效率瓶頸，使得具有成本低、安全性高等 多種優(yōu)勢(shì)的平板空氣集熱器在效率上比其它類型和工質(zhì)的集熱器更有優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明因此可 以推廣到供暖，干燥等多種家用和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。


圖1是一種典型的平板型太陽能空氣集熱器的結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明的一種導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明采用導(dǎo)流板后空氣流程的示意圖4是本發(fā)明的一種平板型太陽能空氣集熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖5是本發(fā)明的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的一種平板型太陽能空氣集熱器實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明實(shí)施例的核心構(gòu)思之一在于，通過在平板型太陽能空氣集熱器中的空氣入口處設(shè)置導(dǎo)流板，使空氣從所述導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁 接觸，使側(cè)壁、死角等部位有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù) 熱，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。
本發(fā)明可以用在現(xiàn)有的任一種平板型太陽能空氣集熱器中，參考圖1所示的典型 平板型太陽能空氣集熱器的結(jié)構(gòu)圖，一般而言，平板型太陽能空氣集熱器至少包括蓋板2、 底板6和設(shè)置在蓋板2和底板6之間的加熱板4 ;應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例,可以在空氣入口處設(shè) 置導(dǎo)流板8，由所述導(dǎo)流板8將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸。
參考圖2所不的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)不意圖和圖3所不的米用導(dǎo)流板后的空氣流向不意 圖，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣從導(dǎo)流板中間 及兩側(cè)流入，兩側(cè)空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱器側(cè)壁、死角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量 被空氣吸收，從而一方面使空氣充分預(yù)熱，另一方面有效降低集熱器的死角、側(cè)壁等部位造 成的熱損失，提聞集熱效率。
如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以在水平方向上并列設(shè)置多 個(gè)導(dǎo)流板8以利于流場(chǎng)布置，在這種情況下，所述多個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)空氣入口，即空氣 可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中間和兩側(cè)流入。
在本發(fā)明實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向 上的分隔板9，從而使流入的空氣預(yù)熱更加均勻。
參考圖3，示出了本發(fā)明的一種平板型太陽能空氣集熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖，在本 實(shí)施例中，所述平板型太陽能空氣集熱器包括入風(fēng)口1、蓋板2、透明隔板3、吸熱板4、出風(fēng) 口 5和底板6。采用本實(shí)施例，冷空氣通過入風(fēng)口 I首先進(jìn)入蓋板2與透明隔板3形成的 第一預(yù)熱層，由于蓋板2和透明隔板3的溫差不大，遏制了第一預(yù)熱層中空氣與外界環(huán)境的 自然對(duì)流，第一預(yù)熱層中空氣主要為層流。經(jīng)第一預(yù)熱層預(yù)熱后的空氣進(jìn)入透明隔板3和 吸熱板4形成的一次加熱層，空氣被吸熱板4加熱，一次加熱層中空氣自然對(duì)流較強(qiáng)，湍流 加劇，但熱量主要傳遞給第一預(yù)熱層中的空氣。同時(shí)，透明隔板3可以采用對(duì)可見光透射率 很大而對(duì)紅外輻射透射率較小的隔板，比如去鐵玻璃(超白玻璃)，可見光透射率92%，紅 外透射率10 % ;可見光透射率應(yīng)在90 %以上且越高越好，紅外透射率應(yīng)在90 %以下且越低 越好，以20%以下為佳。因此吸熱板4的紅外輻射被透明隔板3及第一預(yù)熱層的空氣吸收或反射，輻射損失降低。加熱后的空氣進(jìn)入吸熱板4和底板6形成的二次加熱層，繼續(xù)被吸 熱板4加熱，在具體實(shí)現(xiàn)中，底板6上通常設(shè)置有保溫材料以保溫，最終高溫空氣從出風(fēng)口 5流出。
本實(shí)施例利用了氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽能空氣集熱器中被加熱空氣 與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射。通過在蓋板的下表面維持一層低 溫空氣，從而維持蓋板的較低溫度，降低蓋板向外界的散熱。本實(shí)施例可以在略微增加成本 的前提下，將平板型空氣集熱器的集熱效率提高至70%以上。
參考圖2所不的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)不意圖和圖3所不的米用導(dǎo)流板后的空氣流向不意 圖，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以設(shè)置在入風(fēng)口 I處，采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣分為三股分 別從導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，所述導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱器側(cè)壁、死 角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱而集熱器側(cè) 壁充分冷卻，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱 效率。
如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以根據(jù)第一預(yù)熱層的寬度 (通常表現(xiàn)為集熱器的寬度)，在水平方向上并列設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板8，在這種情況下，所述多 個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)入風(fēng)口 I，空氣可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。 在本發(fā)明實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向上的分隔 板9，從而使第一預(yù)熱層中的空氣預(yù)熱更加均勻。
在具體應(yīng)用中，所述第一預(yù)熱層的導(dǎo)流板8可以粘附于蓋板下，或者，可以粘附于 透明隔板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第一預(yù)熱層中，本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。
在本發(fā)明一種更為優(yōu)選的實(shí)施例中，為增加換熱，在所述一次加熱層和/或二次 加熱層中還可以設(shè)置翅片，當(dāng)空氣進(jìn)入一次加熱層和/或二次加熱層時(shí)，經(jīng)過所述翅片折 流，可以增加流程從而增加換熱，并且翅片同時(shí)也可以作為導(dǎo)流板，從而更進(jìn)一步提高集熱 效率。參考圖4所示本發(fā)明的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述翅片10可以設(shè)置在吸熱板4 之上，在具體實(shí)現(xiàn)中，所述翅片10還可以設(shè)置在吸熱板4之下(圖中未示出)，或者獨(dú)立、可 拆卸地設(shè)置于一次加熱層和/或二次加熱層中。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任何 設(shè)置所述翅片均可，本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。
參考圖5，示出了本發(fā)明的一種平板型太陽能空氣集熱器實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖，在本 實(shí)施例中，所述平板型太陽能空氣集熱器包括上下兩個(gè)入風(fēng)口1、蓋板2、透明隔板3、吸熱 板4、上下兩個(gè)出風(fēng)口 5、底板6和普通隔板7。采用本實(shí)施例，一路冷空氣通過上面的入風(fēng) 口 I進(jìn)入蓋板2和透明隔板3形成的第一預(yù)熱層，另一路冷空氣通過下面的入風(fēng)口 I進(jìn)入 底板6與普通隔板7形成的第二預(yù)熱層；由于蓋板2和透明隔板3，以及，底板6與普通隔 板7的溫差不大，遏制了第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層中空氣與外界環(huán)境的自然對(duì)流，第一預(yù)熱 層、第二預(yù)熱層中的空氣主要為層流。經(jīng)第一預(yù)熱層預(yù)熱后的一路空氣進(jìn)入透明隔板3和 吸熱板4形成的第一加熱層進(jìn)行加熱，經(jīng)第二預(yù)熱層預(yù)熱后的另一路空氣進(jìn)入吸熱板4和 普通隔板7形成的第二加熱層進(jìn)行加熱，第一加熱層和第二加熱層中空氣自然對(duì)流較強(qiáng)， 湍流加劇，但熱量主要傳遞給第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中的空氣；同時(shí)，透明隔板3可以采 用對(duì)可見光透射率很大而對(duì)紅外輻射透射率較小的隔板，普通隔板7可以采用不透光的隔 板，比如普通鐵皮，因此，吸熱板4的紅外輻射被透明隔板3和普通隔板7及第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層的空氣吸收或反射，輻射損失降低。
當(dāng)然，由于在本實(shí)施例中，一個(gè)加熱板對(duì)兩個(gè)通道的空氣進(jìn)行加熱，因此，為了達(dá) 到和實(shí)施例1相近似的出口溫度，則需要控制各個(gè)通道空氣進(jìn)入的流量和流速。在這兩個(gè) 實(shí)施例中，雖然流量和流速的控制參數(shù)不同，但是都能夠大大減少熱量向周圍環(huán)境的散熱 損失。
進(jìn)一步，對(duì)于前述的兩個(gè)通道(包括上面的入風(fēng)口和上面的出風(fēng)口形成的一個(gè)通 道以及下面的入風(fēng)口和下面的出風(fēng)口形成的另一個(gè)通道)而言，其可以為兩個(gè)獨(dú)立的加熱 供氣通道。作為另一種實(shí)現(xiàn)方式，這兩個(gè)通道也可以為一個(gè)整體，即冷空氣從統(tǒng)一入口進(jìn)來 后被分為兩個(gè)通道進(jìn)行加熱，加熱后的熱空氣然后又匯總到一個(gè)統(tǒng)一出口送出。本領(lǐng)域技 術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任何設(shè)置均可，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
本實(shí)施例也利用了氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽能空氣集熱器中被加熱空 氣與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射。通過在集熱器玻璃蓋板的下表 面維持一層低溫空氣，從而維持玻璃蓋板的較低溫度，降低玻璃蓋板向外界的散熱；此外， 在集熱器的下底面處，也維持一層低溫空氣，從而降低底板向外界的散熱。相較于前述實(shí)施 例I而言，本實(shí)施例2的優(yōu)勢(shì)在于底部也采用了氣膜冷卻，因此底板上的保溫材料可以用量 很少甚至不用。
參考圖2所示的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖和圖3所示的采用導(dǎo)流板后的空氣流向示意 圖，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以設(shè)置在上下兩個(gè)入風(fēng)口 I處，采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣分 為三股分別從導(dǎo)流板中間和兩側(cè)流入，所述導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱 器側(cè)壁、死角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱 而集熱器側(cè)壁充分冷卻，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損 失，提聞集熱效率。
如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以根據(jù)第一預(yù)熱層、第二預(yù) 熱層的寬度(通常表現(xiàn)為集熱器的寬度)，在水平方向上并列設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板8以利于流場(chǎng) 布置，在這種情況下，所述多個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)入風(fēng)口，空氣可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中 間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層。
在本發(fā)明實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向 上的分隔板9，從而使第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中的空氣預(yù)熱更加均勻。
在具體應(yīng)用中，所述第一預(yù)熱層的導(dǎo)流板8可以粘附于蓋板下，或者，可以粘附于 透明隔板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第一預(yù)熱層中；所述第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板 可以粘附于透明隔板下，或者，可以粘附于底板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第二 預(yù)熱層中，本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。
在本發(fā)明一種更為優(yōu)選的實(shí)施例中，為增加換熱，在所述第一加熱層和/或第二 加熱層中還可以上設(shè)置翅片，當(dāng)空氣進(jìn)入第一加熱層和/或第二加熱層時(shí)，經(jīng)過所述翅片 折流，可以增加流程從而增加換熱，并且翅片同時(shí)也可以作為導(dǎo)流板，從而更進(jìn)一步提高集 熱效率。參考圖4所示本發(fā)明的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述翅片10可以設(shè)置在吸熱板 4之上，在具體實(shí)現(xiàn)中，所述翅片10還可以設(shè)置在吸熱板4之下(圖中未示出)，或者獨(dú)立、 可拆卸地設(shè)置于第一加熱層和/或第二加熱層中。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任 何設(shè)置所述翅片均可，本發(fā)明對(duì)此無需加以限制。
本發(fā)明實(shí)施例在具體實(shí)現(xiàn)中，所述蓋板可以采用鋼化玻璃蓋板，其余各面設(shè)置保溫材料減少散熱。更為優(yōu)選的是，所述平板型太陽能空氣集熱器可以根據(jù)陽光輻照角度變更安裝傾角，并加裝反光板聚集輻照，以起到增加入射強(qiáng)度的作用。
在具體應(yīng)用中，可根據(jù)需求制造不同面積的平板型太陽能空氣集熱器，如lm*2m 的矩形。集熱器每層厚度可以參考如下取值預(yù)熱層(包括第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層) l-3cm;加熱層(包括一次加熱層、二次加熱層、第一加熱層、第二加熱層)4-6cm;此外，底板上所設(shè)置的保溫層，根據(jù)保溫材料不同，約為2-6cm。
以下通過一次具體的實(shí)驗(yàn)測(cè)試情況，進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)行情況和所能取得的良好效果。
本次實(shí)驗(yàn)中，所述平板型太陽能空氣集熱器(以下簡(jiǎn)稱“集熱器”)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3 所示。集熱器面積為lm*50cm,每層厚度為4cm,進(jìn)出風(fēng)口為2cm*30cm的矩形。鋼化玻璃蓋板與透明隔板對(duì)太陽光的透射率均為90%以上，吸熱板對(duì)太陽光的吸收率為91%。同時(shí)， 在集熱器側(cè)面與底部增加保溫材料，在吸熱板的兩側(cè)增加翅片以增加換熱面積。集熱器平放于地面并被太陽光輻照，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置一臺(tái)普通的平板型太陽能空氣集熱器作為對(duì)照。
集熱器的入口處通過風(fēng)扇提供一定風(fēng)速的風(fēng)，實(shí)驗(yàn)中利用熱電偶測(cè)量進(jìn)口溫度 Tin與出口溫度Tout，利用太陽能功率計(jì)測(cè)量垂直于集熱器吸熱板的入射太陽輻射強(qiáng)度I， 利用風(fēng)速計(jì)測(cè)量出口的風(fēng)速V。
集熱器的集熱效率通過如下公式計(jì)算
n = CpXvXsX P X (Tout-Tin)/(IXS)
其中，η為集熱器效率，％為空氣的定壓質(zhì)量熱容1.005KJ/(kg*K)，V為出口風(fēng)速，s為出風(fēng)口面積60cm3，P為空氣密度1. 293g/L，S為實(shí)際吸熱板積，本實(shí)例中為 O. 45m20
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表I所示。其中在I = 790ff/m2的輻照條件下對(duì)比了兩種集熱器的效率，之后在進(jìn)一步改進(jìn)本發(fā)明的各項(xiàng)性能后(比如增加導(dǎo)流板，和/或，增加一倍翅片數(shù)量)，在590W/m2的輻照條件下進(jìn)行了第二次效率測(cè)試
表I
權(quán)利要求
1.一種平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，包括蓋板(2)、底板(6)和設(shè)置在蓋板 ⑵和底板(6)之間的加熱板⑷；以及，設(shè)置在空氣入口處的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述導(dǎo)流板(8)采用八字形結(jié)構(gòu)，將空氣分為三股，分別從八字形結(jié)構(gòu)的中間和兩側(cè)流入。
3.如權(quán)利要求2所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述導(dǎo)流板(8)在水平方向上并列設(shè)置有多個(gè)，空氣分為多路分別從所述多個(gè)導(dǎo)流板(8)流入。
4.如權(quán)利要求3所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)流板(8)之間設(shè)置有水平方向上的分隔板(9)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，還包括設(shè)置在蓋板⑵和吸熱板⑷之間的透明隔板⑶；所述蓋板(2)與透明隔板(3)形成第一預(yù)熱層，所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層中，空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。
6.如權(quán)利要求5所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，空氣從第一預(yù)熱層流入后，經(jīng)透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的一次加熱層，從吸熱板 (4)與底板(6)形成的二次加熱層流出。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，還包括設(shè)置在蓋板(2)和吸熱板(4)之間的透明隔板(3);和，設(shè)置在所述底板(6)和吸熱板⑷之間的普通隔板(7)；所述蓋板(2)與透明隔板(3)形成第一預(yù)熱層，所述底板(6)與普通隔板(7)形成第二預(yù)熱層；所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中，一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層，另一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第二預(yù)熱層。
8.如權(quán)利要求7所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，空氣從第一預(yù)熱層流入后，從透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的第一加熱層流出； 以及，另一路空氣從第二預(yù)熱層流入后，從普通隔板(7)與吸熱板(4)形成的第二加熱層流出。
9.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述第一預(yù)熱層中的導(dǎo)流板(8)粘附于蓋板(2)下，和/或，粘附于透明隔板(3)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第一預(yù)熱層中。
10.如權(quán)利要求8所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板(8)粘附于透明隔板(3)下；和/或，粘附于底板(6)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第二預(yù)熱層中。
11.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%，對(duì)紅外輻射透射率小于90%的隔板；所述普通隔板為不透明隔板。
12.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%，對(duì)紅外輻射透射率小于20%的隔板。
13.如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能空氣集熱器，其特征在于，所述平板型太陽能空氣集熱器兩側(cè)加裝有反光板，并根據(jù)陽光輻照角度設(shè)置安裝傾角。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種平板型太陽能空氣集熱器，包括蓋板(2)、底板(6)和設(shè)置在蓋板(2)和底板(6)之間的加熱板(4)；以及，設(shè)置在空氣入口處的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。本發(fā)明可以有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。
文檔編號(hào)F24J2/50GK103017357SQ20111028851
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者王昊, 許繼云 申請(qǐng)人:北京大學(xué), 北京綠色熵達(dá)科技有限公司