CN102338482A - 一种太阳能集热装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能集热装置，主要是由内翅管型材和支架构成的栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架设有流体通道，支架设有流体道口，流体在该栅栏状流体集热通道体内存储、集热、换热的太阳能集热装置；本发明具有内翅管强化传热技术，能在管内扩展换热面积的功能，集热效益高，外观简约能与现代城市建筑物外立面装饰风格和城市景观相协调融合成一体化，便于在城市建筑物上推广应用。

Description

一种太阳能集热装置
技术领域
本发明涉及太阳能集热技术。
背景技术
现有的太阳能玻璃真空管集热器，冬季在严寒酷冷下使用容易发生爆裂漏水事故，外观又与建筑物不协调且在城市应用受到制约，外翅肋片(亦称金属外翼片)构成的金属平板式集热器，因流体通道(铜管或铝管)管径小，无法扩展和放大流体在流体通道内集热、换热效果，及分体式制造成本增加等问题，导致产品难推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种主要是由内翅管型材和支架构成的栅栏形状的流体集热通道体，流体在该流体集热通道体内存储、集热、换热的太阳能集热装置。
为实现上述目的，采取的技术方案是：一种太阳能集热装置，包括内翅管型材、支架，内翅管型材和支架有流体通道，其特征在于所述内翅管型材至少一片(根或支)与支架通道构成栅栏状流体集热通道体，而相邻内翅管型材呈平行或相交，与支架通道相连贯通成栅栏状流体集热通道体，流体道口可以在支架和内翅管型材的流体通道的任一适合点设置。流体在栅栏状流体集热通道体中存储、集热、换热和流动。
所述栅栏状流体集热通道体外壁表面涂覆有太阳能吸收涂层，可以是太阳能选择性吸收涂层，也可以是太阳能非选择性吸收涂层，采取喷涂、电镀电泳、氧化着色、磁控溅射等多种工艺方法实现，其太阳能选择性吸收涂层或太阳能非选择性吸收涂层，包括黑漆、黑铜、黑铝、黑铬、黑镍等涂层。
所述内翅管型材内翅肋片的结构截面为全内翅肋片内翅管型材、半内翅肋片内翅管型材、单侧内翅肋片内翅管型材、倾角内翅肋片内翅管型材等不同内翅肋片结构的内翅管型材。
所述内翅管型材的外形截面为圆形、半圆形、椭圆形、矩形、弧背型、梯形、三角形、鱼眼叶片形等。
所述支架的外观形状为平直支架，倾角支架、拱形支架、弧形支架，是在支架某部位(最佳黄金处)采取倾角、(转角)或拱形、弧形等加工工艺方法，其目的是让栅栏状流体集热通道体的集热面能够最大程度的捕捉或仰面接受到太阳光的辐射热量。
所述支架的用材结构为有内翅肋片的管型材支架，也可为无内翅肋片的管型材支架或实体的支架，均可作承载内翅管型材和流体重量的载荷支架；支架体外表面涂覆有太阳能吸收涂层，支架内通道与内翅管型材流体通道相连贯通和设有流体道口，一起构成栅栏状流体集热通道体。
所述栅栏状流体集热通道体分为水平栅栏状流体集热通道体、矩形格栅栏状流体集热通道体、斜向栅栏状流体集热通道体、垂直栅栏状流体集热通道体；所述栅栏状流体集热通道体的安装分为垂直安装、水平安装、倾斜安装、倒悬安装、拱形安装。
在所述栅栏状流体集热通道体的相对应受太阳光上部或外壁设有单层透光体或双层透光板构成的透光体，而在其余部位设有隔热的保温体；所述保温体可为隔热的发泡保温层，也可为反射聚光保温板或透明保温的透光体。
在所述栅栏状流体集热通道体与透光体和保温体之间具有隔腔，双层透光体的二层透光板之间具有腔体，所述隔腔和腔体可以是真空腔、惰性气体(氩气或氪气)腔和普通空气腔。所述透光体可以是玻璃板，也可以是透光的阳光塑料板材或透光的塑料膜质材料，起到透光、隔热、保温作用，降低或减少低温辐射热的损失，包括可以用高分子透明材料中任何一种材料制成的透光材质。
所述的内翅管型材可用导热率高的钛、铜、铝及其钛合金、铜合金(铜铝、铜锡、铜锌)、铝合金(铝锡、铝锌、铝铁)等金属材料采取热熔挤压、轧管机械、热熔铸压成型等设备技术制成；也可以用铜、铝、不锈钢以及铜铝复合、铜锡复合、铝锌复合等薄板材及普通金属板材，采取热碾压或轧压复合设备技术和焊接工艺方法生产制作，要求热阻小、传热快、无污染。所述支架也是用金属材料制成。
所述流体可以是水、空气，也可以是乙二醇、丙三醇等其它导热流体。
所述栅栏状流体集热通道体可以为两个或若干个联通成一体构成集热和供热系统。
本发明太阳能集热装置，其优点是采用热力工程中内翅管强化传热的换热技术，能将栅栏状流体集热通道体及其内翅管型材管体表面吸收到的太阳能辐射热量，通过内翅管型材的内翅肋片，在管内扩展流体换热面积，迅速的将流体通道中的水或空气加热，具有传热效率高的积极效果；本发明外观简约与现代城市建筑物景观风格协调，能和透明的大厦幕墙体和女儿墙体、屋面体、阳台或露台雨棚体、阳台或空调外机台栅栏体、建筑物外立面栅栏状装饰条块融成一体，结合现代城市低炭建筑，是便于广泛推广应用的新型太阳能集热装置。本发明可兼作阵列式太阳能供热系统的集热器。本发明虽然结合了特定的实施例进行描述说明，但是本领域技术人员应理解本发明并不限于在此描述的实施例，并可以在不背离本发明的精神和范围进行修改和变化。
附图说明
图1是本发明一实施例结构示意图；
图2是本发明另一实施例结构示意图；
图3是本发明又一实施例结构示意图；
图4是本发明再一实施例结构示意图；
图5是本发明再一实施例结构示意图；
图6是本发明全内翅肋片内翅管型材示意图；
图7是本发明半内翅肋片内翅管型材示意图；
图8是本发明单侧内翅肋片内翅管型材示意图；
图9是本发明倾角内翅肋片内翅管型材示意图；
图中标记为：1内翅管型材，2支架，11全内翅肋片管型材，12半内翅肋片管型材，13单侧内翅肋片管型材，14倾角内翅肋片管型材，3流体通道，4流体道口，5A一层透光体，5B双层透光体，6保温体，7A隔腔，7B腔体。
具体实施方式
实施例一
本例太阳能集热装置，图1所示，由内翅管型材1和支架2构成水平栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架有流体通道3相互贯通，在其中两根支架下方设有流体道口4，通过流体道口向水平栅栏状流体集热通道体内输入或输出流体(水)，在水平栅栏状流体集热通道体外壁表面涂覆有太阳能吸收涂层，具有增强吸收太阳能辐射热的集热功能，太阳能热量能迅速将该通道体内水加热升温。
实施例二
本例太阳能集热装置，图2所示，由内翅管型材1和支架2构成垂直栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架有流体通道3相互贯通，在上、下支架上设有流体道口4，向垂直栅栏状流体集热通道体内输入或输出水，该物体外表面涂覆有太阳能吸收涂层，在太阳光的照射下，存储在该体内的水通过吸收太阳光的热能将水加热。
实施例三
本例太阳能集热装置，图3所示，由内翅管型材1和支架2构成斜向栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架有流体通道3，支架为垂直设置、设有流体通道口4，内翅管型材上下水平设置二根干管外，其余支管均采取斜向设置，在该斜向栅栏状流体集热通道体内换热时，既能达到良好的热虹吸效果，外观上又具有时尚的个性特征，融入了现代城市建筑物外立面装饰栅栏条斜向装璜的风格。该物体外壁表面涂覆有太阳能吸收涂层，具有增强集热功能的作用，能很快的将该栅栏状流体集热通道体内的水加热。
实施例四
本例太阳能集热装置，图4所示，由外形为梯形的内翅管型材1和竖立的支架2构成水平栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架有流体通道3，支架下方设有流体道口4，在该水平栅栏状流体集热通道体外表面涂覆有太阳能吸收涂层，在相对应受太阳光的上部、外部和背光的内侧部设有单层玻璃的透光体5A，在下底部和两侧部设有隔热的保温体6，而在水平栅栏状流体集热通道体与透光体之间的隔腔7A为普通空气隔腔。该太阳能集热装置，适宜与现代建筑物玻璃幕墙融入一体设计与安装，既能保障幕墙玻璃隔热保温的功能，又兼顾有室内百叶窗式的自然采光效果。
实施例五
本例太阳能集热装置，如图5所示，由外形为圆形的内翅管型材1和支架2构成垂直栅栏状流体集热通道体，内翅管型材和支架有流体通道3，上下支架设有流体通道口4，流体(水)通过流体通口向垂直栅栏状流体集热通道体内输水，在该物体的外壁表面涂覆有太阳能吸收涂层，增强其集热功能与效果，在相对应受太阳光上部设有二层玻璃板的双层透光体5B，在背光和侧部设有隔热的发泡保温体6，在垂直栅栏状流体集热通道体与透光体和保温体之间的隔腔7A为惰性气体腔，而在双层透光体之间的腔体7B为普通空气腔(中空腔)。

Claims (12)

1.一种太阳能集热装置，包括内翅管型材(1)、支架(2)、内翅管型材和支架有流体通道(3)，其特征在于所述内翅管型材至少一片(根或支)与支架通道构成栅栏状流体集热通道体，而相邻内翅管型材呈平行或相交，与支架通道相连贯通成栅栏状流体集热通道体，流体道口(4)可以在支架或内翅管型材的流体通道的任一适合点设置。
2.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体外壁表面涂覆有太阳能吸收涂层，所述太阳能吸收涂层，为太阳能选择性吸收涂层和太阳能非选择性吸收涂层，包括黑漆、黑铜、黑铝、黑锌、黑铬等太阳能吸收涂层。
3.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述内翅管型材(1)内翅肋片的结构截面为全内翅肋片内翅管型材(11)、半内翅肋片内翅管型材(12)、单侧内翅肋片内翅管型材(13)、倾角内翅肋片内翅管型材(14)。
4.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述内翅管型材的外形截面为圆形、半圆形、弧背形、椭圆形、矩形、梯形、三角形、鱼眼叶片形。
5.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，所述支架的外观形状为平直支架，倾角支架、拱形支架、弧形支架。
6.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体为水平栅栏状流体集热通道体、垂直栅栏状流体集热通道体、斜向栅栏状流体集热通道体、矩形格栅栏状流体集热通道体。
7.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体的安装为垂直安装、水平安装、倾角安装、倒悬安装、拱形安装。
8.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体相对应受太阳光上部或外壁设有单层透光体(5A)；或双层透光板构成的透光体(5B)；而在其他部位设有隔热的保温体(6)，所述保温体可为隔热的发泡保温层，也可为反射聚光保温板或透明保温的透光体。
9.按照权利要求1所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体与透光体和保温体之间具有隔腔(7A)，在双层透光体的二层透光板之间具有腔体(7B)，所述隔腔和腔体为真空腔、惰性气体(氩气或氪气)腔和普通空气腔。
10.按照权利要求1至9任何一权利要求所述的太阳能集热装置，其特征在于所述透光体是指用玻璃，透明塑料或由高分子透明材料中任何一种材料制成，包括(俗称)阳光塑料板和透光的塑料膜质材料。
11.按照权利要求1至9任何一权利要求所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体为金属材料制成，包括有色金属材料、合金金属材料、复合金属材料和非有色的普通金属材料。
12.按照权利要求1至9任何一权利要求所述的太阳能集热装置，其特征在于所述栅栏状流体集热通道体为两个或若干个联通成一体构成的集热和供热系统装置。
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