CN101781915A - 太阳能墙体热利用系统 - Google Patents

Abstract

一种太阳能墙体热利用系统，由透光玻璃、金属框架、聚光玻璃镜、金属翅片吸热管、密封部件、保温墙体和保温蓄热材料组成蓄热墙体，配以用热取暖器、热水器、热风交换器，利用太阳聚光蓄热，吸热管内相变介质吸热输出热气，交换后的液体回流，进行热交换，冬季吸热器表面温度可达120℃，热能可以存储在室内热水器中，也可同步用于取暖、热风交换、热水等生活用热，可标准化、通用化，工业化生产，广泛应用于墙体、生活用热源的建设和改造，节能效果显著。

Description

太阳能墙体热利用系统

技术领域

本发明涉及到利用太阳能的墙体热利用系统，具体地说，运用这种新方法可以完成光热转换和蓄热、用热，是一种利用清洁能源制热、传热、用热的方法，属于资源与环境领域，是一种可以广泛推广应用的生活热源。

背景技术

太阳能利用技术的开发和运用，太阳能光电转换技术已经是发展成熟的技术，光电转换的大面积推广，带来蓄电池大量的污染源产生，光电转换后照明、动力用电以外的生活用电大多数属于用热消耗，光电转换后在进行的电热转换得不偿失，能量损失大。

本发明，利用太阳能光热转换蓄热后加热、传热、用热，热源温度可控制在100℃以下，制作成本低；拼装式建造，占地小，可标准化生产、运输、安装。

发明内容

一种太阳能墙体热利用系统，其特征是：蓄热装置按照建筑模数可模块生产，具有采光、热源、夹层墙一体化功能，聚光照射吸热器，吸热器内充注相变导热介质，夹层墙保温材料具有蓄热功能，可作为热交换器与室内空气热交换，同步可以作为热取暖器、热水器的热源。

本发明具有以下特征：

1.蓄热装置按照建筑模数可模块生产，具有采光、热源、夹层墙一体化功能，聚光照射吸热器，根据建筑模数，减少建筑墙体用量，可以根据用热量，充分利用采光面，在非采光区可增设吸光膜，增加热吸收量。

2.吸热器内充注相变导热介质，吸热器可以管路缠绕也可液体夹套覆金属翅片或内翅片聚光点加热，无动力循环，换热效率高。

3.夹层墙保温材料具有蓄热功能，保温材料与金属蓄热材料复合在一起，金属蓄热材料为金属加工废弃物再生利用，保温蓄热材料，可以保温，又可以蓄热，增加单位面积光热转换效率。

4.夹层墙可作为热交换器与室内交换空气，同步可以作为热取暖器、热水器的热源，可实现自动和手动控制，在冬季光照时段，夹层墙可以独立作为热交换器进行室内空气热交换器使用，可以实现自动控制和手动控制。

5.热风交换系统下送风上回风，开放式定向回风，保证室内空气舒适，热利用率高。

6.热水交换器具有蓄热功能，可以根据蓄热量增减热水交换器单体数量，增加蓄热量。

7.热水器由热水器进气端、密封装置、箱体法兰、上盖法兰、紧固螺栓组、上盖、冷水口、热气分配器、热水交换器、集液器、箱体、支架、热水截门、热水器回液端和保温层组成。

附图说明

图1、聚光蓄热墙体结构示意图

图2、太阳能取暖器示意图

图3、太阳能热水器示意图

图4、下送热风器示意图

图5、液体夹套覆金属翅片吸热器结构剖视图

图6、内翅片聚光吸热器结构剖视图

图7、蓄热保温材料结构示意图

1、聚光蓄热墙体结构如图1所示：钢性支架1，玻璃2，聚光面3，聚光体4，金属翅片管吸热器5，上部保温层6，保温墙体7，热风交换上端8，密封装置9，金属翅片管吸热器输气阀10，热风交换下端11，金属翅片管吸热器回液阀12，支架13，下部保温层14。

2、太阳能取暖器如图2所示：取暖器进气端15，取暖器16，取暖器回液端17。

3、太阳能热水器如图3所示：热水器进气端18，密封装置19，箱体法兰20，上盖法兰21，紧固螺栓组22，上盖23，冷水口24，热气分配器25，热水交换器26，集液器27，箱体28，支架29，热水截门30，热水器回液端31。

4、下送热风器如图4所示：回风连接端32，回风过滤段33，送风连接端34，送风过滤器35，热风交换器36，热风交换器进气端37，风机支架38，风机39，风扇叶40，热风交换器回液端41。

5、液体夹套覆金属翅片吸热器如图5所示：吸热外翅片42，壳体43，进气端44，保温层45，壳体46。

6、内翅片聚光吸热器结构如图6所示：吸热端47，内传热翅片管48，壳体49，进气端50，保温层51，回液端52。

7、蓄热保温材料保温材料如图7所示：非金属刚性板53，保温材料54，连接件55，成型金属蓄热件56。

具体实施方式

1.墙体实现方式说明

钢性支架可以采用异型钢管通用的连接方法制造成框架，留出与被连接部件的连接端。

玻璃、聚光面、聚光体采用钢化玻璃，根据需要以减轻墙体重量，透光为参数要求，放大镜聚光体用透明胶体粘合，聚光点根据墙体大小及其外形参数以及吸热体形式选择不同的间隔分。

金属翅片管吸热器，可以高频焊接翅片也可套装后挤压成型，管材为无缝管，磷化处理，焊接需要和其它部件连接的端部和连接通用的阀门。

上部保温层紧邻上风口，金属蓄热部分，以增加散热面积的造型进行加工，表面做通用的防腐处理。

热风输入端，选用通用非金属材料圆管密封套筒，留出可以连接通用伸缩圆管的连接端。

将各种部件依次装配，装配完毕，吸热部件倾斜角度根据使用当地阳光照射角度选择。

太阳能通过聚光玻璃照射在聚光吸热单元的吸热金属翅片管和吸热膜上，120℃的聚光点温度使吸热金属翅片管内部蓄热介质汽化，进入保温蓄热罐内热交换器的蓄热介质气体与蓄热液体交换热量后经回液管回到蓄热罐，吸热与蓄热过程可以与用热过程同步也可蓄热后分配用热。

2.太阳能取暖器实现方式说明

选用通用的气体换热器或者选用和吸热器相同的大口径金属翅片管，注意安装回流液体向下倾斜的角度。

3.太阳能热水器实现方式说明

壳体可以清洗更换内部，采用通用的罐体密闭连接方式。

热分配器、集液器容量大于单体热水交换器组合容量的1.5倍。

4.送热风器实现方式说明

回风连接端、回风过滤段、送风连接端、送风过滤器、热风交换器、热风交换器进气端、风机支架、风机、风扇叶、热风交换器回液端按照图示顺序依次安装，外部设立固定支架，送风口可以延伸引导，过滤器便于清洗更换。

5.液体夹套覆金属翅片吸热器实现方式说明

吸热外翅片焊接在壳体表面，弧面朝向阳光面，按照当地阳光照射角度偏东一定角度，保温层做密闭和吸热黑色处理。

6.内翅片聚光吸热器实现方式说明

将加工好的吸光端和散热金属翅片管分别对应焊接在吸光板两面后和吸光器壳体焊接并连接端口和固定端。

7.蓄热保温材料的保温材料实现方式说明

用连接件将非金属刚性板与内侧保温材料、成型金属蓄热件连接起来，并在非金属刚性板外侧增设保温材料；连接件为通用螺栓。

Claims (8)

1.一种太阳能墙体热利用系统，其特征是：蓄热装置按照建筑模数可模块生产，具有采光、热源、夹层墙一体化功能，聚光照射吸热器，吸热器内充注相变导热介质，夹层墙保温材料具有蓄热功能，夹层墙可作为热交换器与室内空气热交换，同步可以作为热取暖器、热水器的热源。

2.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：蓄热装置按照建筑模数可模块生产，具有采光、热源、夹层墙一体化功能，聚光照射吸热器。

3.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：吸热器内充注相变导热介质，吸热器可以管路缠绕也可液体夹套覆金属翅片或内翅片聚光点加热。

4.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：夹层墙保温材料具有蓄热功能，保温材料与金属蓄热材料复合在一起，金属蓄热材料为金属加工废弃物再生利用。

5.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：夹层墙可作为热交换器与室内交换空气，同步可以作为热取暖器、热水器的热源，可实现自动和手动控制。

6.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：热风交换系统下送风上回风。

7.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：热水交换器具有蓄热功能。

8.根据权利要求1所述的太阳能墙体热利用系统，其特征是：热水器由热水器进气端、密封装置、箱体法兰、上盖法兰、紧固螺栓组、上盖、冷水口、热气分配器、热水交换器、集液器、箱体、支架、热水截门、热水器回液端和保温层组成。

Images