專利名稱：一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有效利用太陽能產(chǎn)生和儲存、運(yùn)輸熱量的集熱裝置，特別涉及一種新型的含滲透式吸熱板的，梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器，該發(fā)明為以空氣為傳熱媒介， 并且集被動太陽能生熱和自主電加熱集于一體的太陽能空氣集熱器。
背景技術(shù)：
在不可再生資源日漸枯竭的今天，能源領(lǐng)域的發(fā)掘和應(yīng)用猶如戰(zhàn)場，如何利用好已開發(fā)的不可再生資源是我們比較關(guān)心的一個話題，但一些走在能源開發(fā)回收前沿的前輩們早就開始把目光轉(zhuǎn)向新型能源開發(fā)與應(yīng)用，而太陽能憑借價格低廉、應(yīng)用廣泛、儲量豐富等特點(diǎn)倍受青睞。太陽能能源是來自地球外部天體的能源(主要是太陽能)人類所需能量的絕大部分都直接或間接地來自太陽。正是各種植物通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的。它們實(shí)質(zhì)上是由古代生物固定下來的太陽能。此外，水能、風(fēng)能、波浪能、海流能等也都是由太陽能轉(zhuǎn)換來的。目前，除了太陽能發(fā)電以外，太陽能在建筑供暖中應(yīng)用最為普遍，技術(shù)和產(chǎn)品主要有被動太陽房技術(shù)和太陽能熱水器等等，被動太陽能房構(gòu)造簡單、價格低廉，但建筑的陰面無法實(shí)現(xiàn)采暖，尤其對于大進(jìn)深建筑如教室、寫字樓、會議室和商場尤為如此，解決這一難題的方法大多采用太陽能集中供暖系統(tǒng)，集熱器以水為工質(zhì)的真空管、熱管式真空管和平板集熱器為主，普遍存在抗凍性能差、防水垢和管路防銹蝕難度大等特點(diǎn)，且真空管一旦破裂將導(dǎo)致大量熱水損失，系統(tǒng)操作要求高、維護(hù)難度大， 可靠性低。而平板式集熱器一般與太陽接觸面積不夠大，導(dǎo)致集熱不充分，效果不好，同時熱損過大。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，集熱器也不具備儲熱功能，不能在夜間或不利天氣條件下工作。上述問題，激發(fā)了環(huán)保工作者的不斷探索，尋找新的應(yīng)用方法，研制新型集熱器揚(yáng)長避短，在條件允許下，盡量使產(chǎn)品功能最大化，同時成本最低，以達(dá)到最大的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)效

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，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、保溫效果更好，含滲透式吸熱板的，梯形結(jié)構(gòu)的，以空氣為傳熱媒介，并且集被動太陽能生熱和自主電加熱集于一體的太陽能空氣集熱器。技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置包括外殼1、壓邊型材2、內(nèi)芯15等。外殼1材料為鋁合金，上面可自由打孔，方便與各類基礎(chǔ)連接；外殼1上在與內(nèi)芯15對應(yīng)的地方設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4以及電加熱穿線孔14。壓邊型材材料2為鋁合金，需用螺絲與外殼1連接后用密封膠密封。內(nèi)芯15包括蓋板13、保溫層9、吸熱加熱系統(tǒng)、不銹鋼支架8。蓋板13材料為亞克力透明蜂窩板，三層中空，其作用是將吸熱加熱系統(tǒng)封裝在保溫層內(nèi)，保溫層9包括鋁箔板16、 石棉網(wǎng)17、保溫板18，外層塑料板19，從內(nèi)而外依次為鋁箔板16、石棉網(wǎng)17、保溫板18、石棉網(wǎng)17、外層塑料板19 ；石棉網(wǎng)17材料為巖棉或礦渣棉，保溫板18材料為硬質(zhì)聚氨酯；在鋁箔板16和石棉網(wǎng)17中間放置一層電熱毯10，用與自主電加熱，方便在夜間或不利天氣條件下參與工作。在保溫層上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4以及電加熱穿線孔14。所述的吸熱加熱系統(tǒng)由吸熱板5和電熱毯10等構(gòu)成。其特征在于吸熱板的材料為紫銅板，同時全部表面鍍高選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為MCrOxNY或TiOYNx。吸熱板 5表面按照一定尺寸和規(guī)律沖成百葉孔11，所沖孔的方向在長度方向上與進(jìn)氣出氣的方向垂直；同時吸熱板表面按照一定尺寸和規(guī)律沖圓孔；在沖孔完畢以后吸熱板將被折彎成等腰梯形狀，但不等距，即沖孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸熱板上面根據(jù)所沖圓孔依次焊接一種吸熱管6，吸熱管6對稱焊接在吸熱板的兩側(cè)，吸熱管6材料為紫銅，同時全表面鍍選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為NiCrOxNY或TiOYNx。整體吸熱加熱裝置通過不銹鋼螺絲7固定在不銹鋼支架8上，吸熱板5四周與保溫層密封，不銹鋼支架8與保溫層9固定， 且保證吸熱板上帶有梯形結(jié)構(gòu)的方向與進(jìn)氣出氣方向垂直，同時吸熱板所沖百葉孔突出的口方向向下，使得氣流在腔體內(nèi)做爬坡運(yùn)動。梯形吸熱板5將內(nèi)芯腔15的腔體分為兩部分，上部分是由蓋板13與吸熱板5所夾空間，該空間上部密封，下部僅由吸熱板上所沖孔以及吸熱管孔與下半部分空間聯(lián)通；吸熱板5下凹處所在平面將上下空間分割成2 1的比例。同時進(jìn)風(fēng)口 3開在下半部分，出氣口 4開在上半部分。出風(fēng)口 4處設(shè)有風(fēng)機(jī)12，用于吸風(fēng)，方便帶動腔體內(nèi)空氣流通。有益效果
本發(fā)明的吸熱板采用新型滲透式梯形結(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，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€密閉加熱通道，延長了加熱路徑，同時焊接在吸熱板上的吸熱管結(jié)構(gòu)，將熱交換效率放大，提高加熱效率。本發(fā)明的保溫系統(tǒng)其內(nèi)部依次安裝有4種吸熱、保溫材料，控制吸熱、放熱，同時在保溫材料的夾層里安裝有電加熱系統(tǒng)，整體來說，一方面可以控制梯形吸熱板的最高溫度，板溫不會升溫過高，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， 儲熱材料可在夜間或不利天氣條件下釋放儲熱，延長了集熱器的使用時間。同時將太陽能利用的更加充分。


圖1為整體壓邊示意圖。圖2為內(nèi)芯的正面剖視圖。圖3為內(nèi)芯的左視圖。圖4為內(nèi)芯的右視圖。圖5為保溫層示意圖。
圖6為滲透式梯形吸熱板俯視圖。1為外殼、2為壓邊型材、3為進(jìn)風(fēng)口、4為出風(fēng)口、5為滲透式梯形吸熱板、6為吸熱管、7為不銹鋼螺絲、8為吸熱板支架、9為保溫層、10為電熱毯、11為百葉孔、12為風(fēng)機(jī)、13 為蓋板、14為穿線孔、15為內(nèi)芯、16為鋁箔板、17為石棉網(wǎng)、18為保溫板、19為外層塑料外板。
具體實(shí)施例方式如圖1，本發(fā)明由外殼1、壓邊型材2以及內(nèi)芯15等構(gòu)成
本發(fā)明的外殼1由鋁合金材料構(gòu)成，兼起支撐作用。壓邊型材2由鋁合金材料構(gòu)成，壓邊型材2與內(nèi)芯15以及外殼1通過螺絲相互固定。如圖2、3、4、5、6，內(nèi)芯由蓋板13、保溫層9、滲透式梯形吸熱板5、吸熱管6、不銹鋼螺絲7、不銹鋼支架8、電熱毯10構(gòu)成。蓋板13材料為亞克力透明蜂窩板，三層中空，在有效透光的前提下，利用空氣與外界隔熱，蓋板13與保溫層9以及外殼1 一起構(gòu)成了密封的集熱腔體，蓋板13的下部即為滲透式梯形吸熱板5。保溫層9除內(nèi)芯15頂部沒有以外，分布于整個腔體內(nèi)，除進(jìn)出風(fēng)口 4和電加熱穿線孔14外與外界隔離。保溫層從內(nèi)而外依次為鋁箔板16、石棉網(wǎng)17、保溫板18、石棉網(wǎng)17、外層塑料板 19，除外層塑料板19與外殼1連接外，其余均填充后用密封膠密封為一體。滲透式梯形吸熱板5的材料為紫銅板，同時全部表面鍍高選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為NiCrOxNY或TiOYNx。吸熱板表面按照一定尺寸和規(guī)律沖成百葉孔，所沖孔的方向在長度方向上與進(jìn)氣出氣的方向垂直；同時吸熱板表面按照一定尺寸和規(guī)律沖圓孔；在沖孔完畢以后吸熱板將被折彎成等腰梯形狀，但不等距，即沖孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸熱板上面根據(jù)所沖圓孔依次焊接一種吸熱管6，吸熱管對稱焊接在吸熱板的兩側(cè)， 吸熱管材料為紫銅，同時全表面鍍選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為MCrOxNY或TiOYNx。滲透式梯形吸熱板5通過不銹鋼螺釘7與吸熱板支架8固定，吸熱板5四周與保溫層密封，不銹鋼支架8與保溫層9固定。保溫層9的鋁箔板和石棉網(wǎng)中間放置一層電熱毯10，電線等從穿線孔14穿出。由梯形吸熱板5以下凹的表面為基準(zhǔn)將內(nèi)芯腔體分為2 :1的2個部分，而3個進(jìn)風(fēng)口 3均勻分布在下半部分保溫層9的右側(cè)，1個出風(fēng)口 4居中分布于上半部分保溫層9的左側(cè)。在出風(fēng)口 4處放置有風(fēng)機(jī)12，其電源由太陽能電池板提供。主要用于加速集熱器內(nèi)熱空氣的流動，調(diào)節(jié)出口空氣溫度，并將熱空氣輸送到所需場所?？諝庠诒景l(fā)明中的運(yùn)行過程如下冷空氣由進(jìn)風(fēng)口 3進(jìn)入下半腔體，通過下半腔體的原始溫度將空氣預(yù)熱，受熱后的空氣，向上集中與梯形吸熱板5進(jìn)行第一次加熱，同時直接接受陽光加熱，這個過程里空氣可以分別由梯形吸熱板5上的百葉孔或者吸熱管6這兩個途徑進(jìn)入上半腔體加熱，由于冷熱交替以及梯形吸熱板5的特殊結(jié)構(gòu)，空氣將會沿著梯形表面上下游走形成氣流，如此往復(fù)，加熱后的空氣最后進(jìn)入出風(fēng)口 4，被風(fēng)機(jī)12吸入后輸送至需要熱空氣的地方。在此過程中如果加熱效果受天氣條件影響的可以打開電熱毯10輔助加熱。 本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際情況開啟關(guān)閉電加熱，也可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)出口處的溫度，可以適用于不同情況的太陽能采暖、太陽能干燥及其它需要用太陽能熱空氣的地方。
權(quán)利要求
1.一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置包括外殼(1)、壓邊型材(2)、內(nèi)芯(15)，其特征在于外殼(1)材料為鋁合金，可任意打孔，外殼(1)上在與內(nèi)芯(15)對應(yīng)的地方設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(3)和出風(fēng)口(4)以及電加熱穿線孔(14)，壓邊型材材料(2)為鋁合金， 需用螺絲與外殼(1)連接后用密封膠密封，壓邊型材(2)和外殼(1)將內(nèi)芯(15)包裹起來， 內(nèi)含吸熱加熱系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于所述的內(nèi)芯(15)包括蓋板(13)、保溫層(9)、吸熱加熱系統(tǒng)、不銹鋼架(8)，蓋板(13) 材料為亞克力透明蜂窩板，三層中空，其作用是將吸熱加熱系統(tǒng)封裝在保溫層(9)內(nèi)，蓋板 (13)上有內(nèi)芯(15)與外殼(1)及壓邊型材(2)連接處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于保溫層(9)由鋁箔板(16)、石棉網(wǎng)(17)、保溫板(18)、外層塑料板(19)構(gòu)成，從內(nèi)而外依次為鋁箔板(16)、石棉網(wǎng)(17)、保溫板(18)、石棉網(wǎng)(17)、外層塑料板(18)，除外層塑料板(19)與外殼(1)連接外，其余均填充后用密封膠密封為一體，石棉網(wǎng)(17)材料為巖棉或礦渣棉，保溫板(18)材料為硬質(zhì)聚氨酯；在保溫層(9)上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口(3)和出風(fēng)口(4)以及電加熱穿線孔(14)，保溫層(9)除內(nèi)芯(15)頂部沒有以外，分布于整個腔體內(nèi)，除進(jìn)出風(fēng)口 (4)和電加熱穿線孔(14)外與外界隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于吸熱加熱系統(tǒng)由吸熱板(5)和電熱毯(10)等構(gòu)成，一層電熱毯(10)放置在鋁箔板(16)和石棉網(wǎng)(17)中間，用與自主電加熱，方便在夜間或不利天氣條件下參與工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于吸熱板(5)的材料為紫銅板，同時全部表面鍍高選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為 NiCrOxNy 或 TiOyNx。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于吸熱板(5)表面按照一定尺寸和規(guī)律沖成百葉孔(11)，所沖孔的方向在長度方向上與進(jìn)氣出氣的方向垂直；同時吸熱板(5)表面按照一定尺寸和規(guī)律沖圓孔；在沖孔完畢以后吸熱板將被折彎成等腰梯形狀，但不等距，即沖孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸熱板(5)上面根據(jù)所沖圓孔依次焊接一種吸熱管(6)，吸熱管(6)對稱焊接在吸熱板的兩側(cè)， 吸熱管(6)材料為紫銅，同時全表面鍍選擇性鈦涂層，其涂層材料選用為MCrOxNY或TiOYNx。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于整體吸熱加熱裝置通過不銹鋼螺絲(7)固定在不銹鋼支架(8)上，吸熱板(5)四周與保溫層密封，不銹鋼支架(8)與保溫層(9)固定，且保證吸熱板(5)上帶有梯形結(jié)構(gòu)的方向與進(jìn)氣出氣方向垂直，同時吸熱板(5)所沖百葉孔(11)突出的口方向向下，使得氣流在腔體內(nèi)做爬坡運(yùn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于梯形吸熱板(5)將內(nèi)芯(15)的腔體分為兩部分，上部分是由蓋板(13)與吸熱板 (5)所夾空間，該空間上部密封，下部僅由吸熱板上所沖孔以及吸熱管孔與下半部分空間聯(lián)通，同時進(jìn)風(fēng)口(3)開在下半部分，出氣口(4)開在上半部分，出風(fēng)口(4)處設(shè)有風(fēng)機(jī)(12)， 用于吸風(fēng)，方便帶動腔體內(nèi)空氣流通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，其特征在于吸熱板(5)下凹處所在平面將內(nèi)芯(15)的腔體空間分割成2:1比例。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效新型滲透式梯形結(jié)構(gòu)的太陽能空氣集熱器裝置，包括外殼、壓邊型材、內(nèi)芯等；內(nèi)芯包括蓋板、多層高效保溫層、滲透式梯形吸熱板和吸熱熱管以及不銹鋼支架。其吸熱板采用滲透式梯形式結(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，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€密閉加熱通道，延長了加熱路徑，同時覆蓋在吸熱板上的吸熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將熱交換效率放大，提高加熱效率。保溫層從內(nèi)而外依次為鋁箔板、石棉網(wǎng)、保溫板、石棉網(wǎng)、外層塑料板；石棉網(wǎng)材料為巖棉或礦渣棉，保溫板材料為硬質(zhì)聚氨酯；在鋁箔板和石棉網(wǎng)中間放置一層電熱毯，用與自主電加熱，方便在夜間或不利天氣條件下參與工作。
文檔編號F24J2/00GK102384592SQ20111036137
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者林忠偉, 趙黎東, 陳松 申請人:江蘇同盛環(huán)保技術(shù)有限公司, 趙黎東, 陳松