CN102220799A

CN102220799A - 采用微热管集热的建材型光热构件

Info

Publication number: CN102220799A
Application number: CN2011100923874A
Authority: CN
Inventors: 江乐新
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2011-04-13
Publication date: 2011-10-19

Abstract

本发明提供了一种采用微热管对太阳能进行集热的建材型光热构件。该光热构件由透光板、隔热腔、微热管、底板和导热通道组成；透光板和底板平行放置，四周密封，中间为隔热腔；微热管的蒸发端连接在隔热腔内，微热管的冷凝端与导热通道连接。隔热腔为真空或中空，内部可放置反射聚光装置。本发明不仅可以作为太阳能集热器生产热水，还可以作为建筑材料，方便地实现太阳能建筑一体化。本发明所述的光热构件不仅具有结构简单、工作可靠、易于安装、集热效率高、抗冻及承压性能好等优点，还具有建筑材料的隔热、保温等建筑性能。

Description

采用微热管集热的建材型光热构件

技术领域

本发明涉及太阳能集热及建筑材料领域，特别涉及一种采用微热管集热的建材型光热构件。

背景技术

在能源日趋紧张的今天，利用太阳能产热水作为建筑节能的一个有效途径，在我国的应用越来越广泛，目前我国已成为全世界最大的太阳能热水器的生产和使用国。然而，太阳能热水器的应用基本上是置于建筑物顶部，使其在城市中的应用受到限制，并且，太阳能热水器在建筑上的大量无序安装，造成了城市的视觉污染，这些问题困扰着太阳能热利用行业及建筑行业，将太阳能热水系统与建筑融合为一体，已成为我国建筑节能发展的迫切要求。

近年来，太阳能行业及建筑界进行了大量的研究与探索，尝试在向阳的屋顶、墙面、阳台、雨罩、遮阳板等处将太阳能集热装置与建筑有机地结合，但是，对于传统的太阳能集热产品，要实现集热构件的功能还有存在很多问题。占我国太阳能集热产品绝对主导地位的玻璃真空管集热器，在与建筑物的结合方面存在的问题是：玻璃破碎造成的运行安全问题、产品寿命及密封可靠性不能满足建筑行业需要的问题．水结垢难以清理的问题、不能承压运行的问题等，这些问题决定了玻璃真空管集热器很难建材化。平板式太阳能集热器比较薄、质量轻，整体性和刚度较好，与玻璃真空管集热器相比似乎较适合建材化，但是其防冻能力差，易泄露，较难维护，结构复杂，性价比较低，作为集热建材构件并不理想。这些传统的太阳能集热器均存在着各自的缺陷，不易实现与建筑一体化。因而，寻找一种合适的太阳能集热方式，使其能与建筑和谐地融为一体，已成为太阳能集热器行业及建筑行业亟待解决的课题。

本发明提供的采用微热管进行集热的方式，能够很好地解决上述问题，这种具有微热管集热的建材型光热构件，成为一种可利用太阳能产热水的建筑材料，与建筑很好的融合，兼具优异的集热性能及建筑性能。本发明提供的光热构件的推广，将大大推动太阳能与建筑一体化的进程，也将有利于推动太阳能集热器的发展及建材行业的战略转型。

发明内容

本发明提供了一种采用微热管对太阳能进行集热的建材型光热构件，既满足隔热保温等建筑性能要求，又满足利用太阳能产热水的要求，可以方便地实现光热构件与建筑和谐地融为一体，具有结构简单、易于安装、工作可靠、集热效率高、抗冻及承压性能好等优点，是一种实用的新型建材型光热构件。

本发明提供一种采用微热管对太阳能进行集热的光热构件，由透光板、隔热腔、微热管、底板和导热通道组成；透光板和底板平行放置，四周密封，中间为隔热腔；微热管的蒸发端连接在隔热腔内，微热管的冷凝端与导热通道连接。

本发明所述微热管优选板式微热管，其外形为板状，板状体内有多组平行排列的充有相变工质的微热管通道。所述光热构件的四周放置有隔离块，采用密封胶密封，所述隔热腔经过密封后处于真空或中空状态。所述透光板为玻璃，也可采用阳光板等透明材料。所述光热构件底板由玻璃、金属材料或高分子材料等组成。所述光热构件隔热腔内还可以设置反射聚光装置，该反射聚光装置由反光材料制成，通过与太阳成一定角度的不同平面，将光线反射到微热管上。所述光热构件隔热腔内还可以安设保温材料。所述光热构件的外形尺寸符合建筑模数的要求。所述导热通道的横截面形状为圆形、方形或异形。

以下对本发明进一步补充说明。

隔热腔可以是以下3种情况：

（1）隔热腔抽真空；

（2）隔热腔为中空，或腔内充满氩气或者其他惰性气体；

（3）隔热腔为真空或中空，并有保温材料填充；

所述微热管的冷凝端与导热通道连接方式为以下两种情况之一：

（1）微热管的冷凝端直接插入到导热通道中，微热管壁与导热通道内的循环液体直接接触；

（2）微热管的冷凝端与导热通道的外壁相贴合，微热管与导热通道内的循环液体间接接触。

隔热腔四周放置带有干燥剂的隔离块，固定好后用密封胶将四周严格密封，中间可抽真空，或中空状态填充保温材料，干燥剂能够保持隔热腔干燥。这样隔热腔起到隔热保温并防止水雾产生的作用，延长了微热管使用寿命，提高集热效率，使光热构件作为建筑材料可以满足隔热保温等建筑性能要求。

采用微热管集热的光热构件的底板由玻璃、高分子材料或铝板等材料组成，可根据光热构件不同的用途采用不同的材料，以达到最佳效果，比如有透光性要求时采用玻璃或其他透光材料作为底板材料，用于屋顶无透光要求时可采用铝板作为底板材料。

采用微热管集热的光热构件在有阳光照射情况下，通过微热管散热机构中微热管的蒸发端吸收热量，微热管的冷凝端与导热通道紧密相连，微热管吸收的热量在其冷凝端放热，从而加热导热通道中的循环液体（如水）。多个构件之间的导热通道相互联通，通道中的液体可循环流动。

本发明的优势在于：

（1）本发明提供一种高效集热的新型建材光热构件，这种光热构件不仅可能作为太阳能集热装置，为建筑提供热水，还可以作为一种建材，与建筑融为一体，方便地实现太阳能集热与建筑一体化。所述光热构件可根据用途不同，组成光热真空玻璃、光热瓦、光热遮阳板等建筑构件，解决了城市建筑中难以大面积安装太阳能集热装置的难题，为太阳能与建筑一体化提供了一种新的有效途径和方法。

（2）由于本发明的光热构件采用高效导热的微热管进行集热，特别是采用新型的板式微热管进行集热，使得在保证集热效率的同时能方便地制成建材构件，与其他集热器相比，结构简单、安装方便、承压能力大、抗冻性能好，维修方便，工作可靠，单根热管损坏系统还能正常运行，特别是能与建筑融合在一体。

（3）由于本发明的光热构件安设有反射聚光装置，使穿过微热管间隙的太阳光经过反射回照在热管上，有效提高了太阳能利用率和集热效率。

（4）由于本发明的光热构件具有隔热腔，隔热腔起到隔热保温的作用，满足建材隔热保温等建筑性能要求，并具有防止水雾产生的作用，可增加集热效率和延长光热构件使用寿命，使本发明所述光热构件作为建筑材料的性能更加优异。

附图说明

图1为本发明光热构件第一种实施例的结构示意图。这种光热构件适合于做成真空玻璃构件等有透光要求的构件。

图2为本发明光热构件第一种实施例的横截面图。

图3是本发明光热构件第二种实施例的结构示意图。底板的材料为金属或者其他高分子材料，一般用于没有透光要求的场合。

图4为本发明光热构件第二种实施例的横截面图。

图5是本发明光热构件第三种实施例的结构示意图。

图6为本发明光热构件的第四种实施例结构示意图。

在图中：

1—透光板， 2—隔热腔， 3—密封胶，

4—隔离块， 5—微热管， 6—底板，

7—封装层， 8—导热通道， 9—反射聚光装置，

10—保温材料。

具体实施方式

为了更好的理解本发明光热构件，下面结合实施例对本发明光热构件做进一步地详细说明，但是本发明光热构件要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例1

如图1所示，该光热构件由透光板1、隔热腔2、微热管5、底板6和导热通道8组成；透光板1和底板6平行放置，四周采用隔离块4及密封胶3连接并密封，中间为隔热腔2；微热管5的内端为蒸发端，连接在隔热腔2内，微热管5的外端为冷凝端，与导热通道8连接。通过微热管5的蒸发端吸收热量，并在其冷凝端放热，加热导热通道8中的循环水。这一实施例底板6的材料选择为玻璃或其他透光性能较好的材料，一般用于有透光要求的场合。

实施例2

如图3所示，本实例与图1的不同之处在于，在隔热腔2内安设有反射聚光装置9或保温材料10，在微热管5呈一定距离布置时，反射聚光装置9可以将穿过微热管5间隙的太阳光经过反射回照在微热5管上，提高太阳能利用率。底板6的材料选择为玻璃或其他透光性能较好的材料，一般用于有透光要求的场合。

实施例3

如图5所示，光热构件的组成和原理与图3相同，主要区别在与微热管5冷凝端与导热通道8的连接方式不同，该结构中的微热管5冷凝端与导热通道8外壁直接贴合。这样传热效果比图3所示稍差，但是导热通道8和微热管5的连接更加可靠，且导热通道8可承受较大的压力。

实施例4

如图6所示，光热构件的组成和原理与图3、5相同，主要区别在与微热管5冷凝端与导热通道8的连接方式不同，该结构中圆形导热通道8上加工有向内凹的槽道，微热管5的冷凝端直接插入到槽道内，并在接触表面涂上导热胶，如图5相比，在提高连接可靠性的同时，增大了冷凝段传热面积，使集热效果更佳。

Claims

1.一种采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，由透光板（1）、隔热腔（2）、微热管（5）、底板（6）和导热通道（8）组成；透光板（1）和底板（6）平行放置，四周密封，中间为隔热腔（2）；微热管（5）的蒸发端连接在隔热腔（2）内，微热管（5）的冷凝端与导热通道（8）连接。

2.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述微热管（5）为板式微热管，其外形为板状，板状体内有多组平行排列的、充有相变工质的微热管通道。

3.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述隔热腔（2）经过密封后处于真空或中空状态。

4.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述透光板（1）为玻璃。

5.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述隔热腔（2）内有反射聚光装置（9）。

6.根据权利要求1及权利要求5所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述隔热腔（2）内的反射聚光装置（9）由反光材料制成，通过与太阳成一定角度的不同平面，将光线反射到微热管（5）上。

7.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述底板（6）由玻璃、金属材料或高分子材料组成。

8.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述隔热腔（2）内有保温材料（10）。

9.根据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，所述光热构件的外形尺寸符合建筑模数的要求。

10.据权利要求1所述采用微热管集热的建材型光热构件，其特征是，微热管（5）的冷凝端与导热通道（8）以下面任意一种方式连接：

①微热管（5）的冷凝端直接插入到导热通道（8）中，微热管与导热通道（8）内的循环液体直接接触；

②微热管（5）的冷凝端与导热通道（8）的外壁相贴合，微热管与导热通道（8）内的循环液体间接接触。