CN102734946A - 建筑一体化抗低温、高效集热太阳能 - Google Patents

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Abstract

建筑一体化抗低温、高效集热太阳能主要适用于太阳能光热转换技术领域。四周边框采用承叉组件，具有安装便捷优点。采用超导传热技术并在传热元件表面制作太阳能吸热涂层，使传热元件直接受热并快速传递给被加热介质，有效提高集热效率。集热器的防尘保温盖板采用自行研制国内首家太阳能保温玻璃，冬季当外界环境温度达到零下20℃至40℃时，集热腔内温度可达到270℃，此时太阳能保温玻璃外表面温度既是外界环境温度。该产品可广泛应用在高层建筑和现有建筑屋面无法安装空间不足的技术缺陷。

Description

建筑一体化抗低温、高效集热太阳能
所属技术领域：本发明涉及太阳能光热转换技术领域。
背景技术：目前国内外太阳能光热转换技术主要以平板型热水器、全玻璃真空集热管式热水器、全玻璃真空集热管热管式热水器。现有平板型太阳能热水器技术由于采用在吸热板表面铺设铜管，当吸热板被加热后将热量传递给铜管，再将铜管内的水进行加热，冬季极易出现冻裂现象发生，有的技术采用防冻液做介质，虽然解决防冻技术问题，但存在二次换热直接影响光热转换率，造成冬季水温较低达不到标准无法使用的技术缺陷。而平板型太阳能集热器表面防尘盖板采用普通平板玻璃，厚度普遍采用δ3mm，(普通3mm厚的平板玻璃传热系数为6.45W/m2·℃)因此热损较大。有的采用塑料阳光盖板虽在一定程度上减少热损，(相同厚度玻璃的1.5-1.7倍)但阳光盖板光的透过率只有82％，直接影响光热转换热效率。采用普通平板玻璃冬季晴天时上午九点前所收集热量只够将玻璃表面除霜使用，到了下午4点以后基本停止了集热，其集热板热量随着环境温度散失了。而采用全玻璃真空集热管式太阳能热水器和全玻璃真空集热管热管式太阳能热水器虽克服现有技术缺陷，但由于建筑屋面空间受限，许多用户当认识到太阳能的好处时，一旦想安装由于建筑屋面空间受限无法安装。
发明内容：为了克服现有太阳能集热器的不足，本发明提供一种建筑一体化抗低温、高效集热太阳能热水器。该热水器可在寒冷的北方地区冬季晴天、外界环境温度在零下20℃至40℃的情况下正常集热。采用太阳能专用保温玻璃，当集热腔内温度达到零上270℃时，防尘玻璃保温盖板(太阳能专用保温玻璃)外表面温度就是外界的环境温度，经测试光热转换率可达到70％以上。采用在传热元件表面制作可吸收性涂层膜技术，光热转换可直接在传热元件上实现，从而可减少二次换热的热损，大幅度提供光热转换率。集热器与建筑形成一体不会影响建筑物外观设计，安装空间不受任何限制，并可减少占地面积，是未来太阳能集热器的替代品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：本发明承叉组件边框采用液压磨具成型技术工艺，考虑焊接过程中组件局部易变形为保证其精度采用激光定位焊接工艺保证组件精度。采用高密度聚氨脂材料发泡成型可将热损降至最低。承叉组件边框采用预留槽可将保温背板和太阳能专用保温玻璃与承叉组件边框紧密结合，以减少环境温度对集热腔内的影响，四周与承叉组件边框接触部分采用专用胶条密封减少热损提供光热转换率。采用在吸热元件表面镀膜技术，将太阳能专用吸收膜层直接采用磁控溅设真空镀膜技术镀在传热元件表面，当传热元件表面温度达到启动温度时可将热量迅速传递给被加工质，无需二次换热。采用太阳能专用保温玻璃当集热腔内温度达到零上270℃时，防尘盖板(太阳能专用保温玻璃)外表面温度就是外界的环境温度，解决冬季外界环境温度较低时普通玻璃易结霜直接影响光热转换率的现有技术缺陷。换热水道内设有防冻循环装置和集热循环装置，当水道内水温低于设定值时自动开启防冻循环装置，当水道内水温达到设定值时自动开启集热循环装置，从而可大幅度提高光热转换率。
本实发明的有益效果是：可适用于寒冷的北方地区冬季利用太阳能集热装置的需求和高层建筑无法安装太阳能集热器的弊端以及现有平板型太阳能集热器技术冬季易冻和光热转换率较低的现状。
附图说明：
下面结合附图和实例对本发明进一步说明
图1是本发明集热器的截面图。
图2是本发明装置的安装示意图。
在图1中，密封胶条(1)承叉组件边框(2)防尘保温玻璃盖板(3)支撑架固定卡槽(4)传热元件(5)保温背板(6)吸收涂层(7)吸热传热元件支撑架(8)集热装置固定螺栓(9)
在图2中，集热防冻循环装置(1)换热箱(2)换热工质(3)传热元件散热端(4)吸热板(5)传热散热元件与换热箱连接件(6)传热散热元件吸热端(7)太阳能专用吸收涂层(8)
具体实施方式：
在图1中，(2)承叉组件边框通过承叉组合连接方式进行组合(6)将保温背板直接插入承叉组件边框预留槽内(4)支撑架固定卡槽与(2)承叉组件边框预留槽链接固定，(8)再将吸热传热元件支撑架与(4)支撑架固定卡槽连接固定，(5)再将吸热传热元件固定在(8)(8)吸热传热元件支撑架表面。(3)将防尘保温玻璃盖安装在(2)承叉组件边框预留槽内，四周采用(1)太阳能专用密封胶条密封，将集热器(9)集热装置国定螺栓与建筑物链接国定，(5)传热元件与(7)吸收涂层为一体。
在图2中，(1)集热防冻循环装置与(2)换热箱形成一体，(2)换热箱内装有(3)换热工质，将(4)传热元件散热端插入(2)换热箱内，(2)换热箱与传热散热元件连接采用(6)传热散热元件与换热箱连接件连接方式。(7)传热元件吸热端设有(5)吸热板和(8)太阳能专用吸收涂层。将在图1按组合顺序组装完成后，将图2组装完成的整机直接插入图1，形成与建筑物一体化。

Claims (5)

1.建筑一体化抗低温、高效集热太阳能，承叉组件边框、保温背板、传热元件、吸热板涂层、防尘保温玻璃盖板、换热水道等按顺序连接。其特征是：承叉组件边框采用挤压成型工艺并采用激光定位焊接技术使焊接处不发生变形，边框内采用高密度聚氨脂材料发泡成型，组件与组件链接处采用卡槽承叉组合，无需焊接和螺丝国定。
2.建筑一体化抗低温、高效集热太阳能承叉组件边框与保温背板和保温玻璃形成一整体。其特征是：保温背板和保温玻璃可直接插入承叉组件边框预留槽内，可使保温背板和保温玻璃精密接触，四周采用胶条密封，确保集热腔内温度散失至最低。
3.建筑一体化抗低温、高效集热太阳能吸热板涂层制作在传热元件表面，使吸热传热形成一体。其特征是：传热元件具有超导传热功效，将太阳能专用涂层直接制作其表面吸热后可将热量直接传递给被加热工质，无需二次传热提供转换率。
4.建筑一体化抗低温、高效集热太阳能集热器与换热水道采用活结链接方式。其特征是：当单组传热元件出现故障时，无需拆卸整机只需更换单只传热元件，减少维修量。
5.根据权利要求4所述的建筑一体化抗低温、高效集热太阳能集热器，其特征是：水道内设防冻循环和集热循环装置，当水道内水温低于设定值时自动开启防冻循环装置，当水道内水温达到设定值时自动开启集热循环装置。
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