CN104061696A - 太阳能集热器及其集热板以及集成有该集热器的窗户 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种太阳能集热器及其集热板以及集成有该集热器的窗户，该集热板包括边框以及依次安装在边框内的钢化玻璃、吸热片、集热管和保温材料：钢化玻璃和吸热片之间设有空腔；集热管紧贴或粘贴在吸热片一侧；保温材料包裹集热管。该集热器包括一块或多块通过管路连接的上述集热板，或者包括外框、通过横向转动轴安装在外框内的多个上述的太阳能集热板、连接各集热板的管路、以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。该窗户的窗框或玻璃上设置有集热器安装外框，多个上述集热板可转动的安装在集热器安装外框内。本发明可避免集热板渗漏或爆裂，且转化效率高、生产安装工艺简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水器领域，特别是涉及一种太阳能集热器及其集热板以及集成有该集热器的窗户。
背景技术
太阳能作为清洁能源已经被广泛应用于各个领域，特别是太阳能集热设备的应用已经日益普及。近年来，应用于太阳能集热器上较为先进的材质是黑瓷复合陶瓷太阳能板，黑瓷复合陶瓷太阳能板具有成本低、寿命长、性能稳定、阳光吸收比高等明显优势。
此外，随着“低碳生活”的理念倡导，太阳能集热器在结构上也取得不断改进。以申请人于2012年5月14日申请的第201210148341.4号中国发明专利为例来说，请参阅图1、图2所示，该发明公开了“一种可变角度的太阳能集热器”，包括：固定连接的框架和背板；通过横向转动轴安装在框架内的多个小面积集热板；连接各集热板的管路；以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。该发明可方便的安装在建筑房顶、南墙面、阳台等任何适于采集阳光的位置，节省安装面积、可根据需要调节集热板角度，使能源采集效率达到最高，且结构简单、成本较低，从而更适于广泛推广使用。
上述现有的太阳能集热器相对于传统技术已有重大突破，使得太阳能加热设备能够真正满足生活用热水需求，在市场上也已取得较好的用户反馈，但是在实际的生产、使用和维护过程中，我们发现黑瓷复合陶瓷太阳能板的生产工艺较为复杂，且质量不够稳定，极易出现集热板渗漏液体的情况。因此，如何创设一种可避免黑瓷复合陶瓷或其它材质的太阳能板出现液体渗漏或爆裂的风险，既具备黑瓷复合陶瓷材质高效集热、不衰减的优点，又可简化集热器生产工艺的新的太阳能集热器，成为当前业界新的改进目标之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能集热板，使其可避免黑瓷复合陶瓷或其它材质的太阳能板出现液体渗漏或爆裂的风险，并简化集热器生产工艺，从而克服现有的太阳能集热板的不足。
为解决上述技术问题，本发明一种太阳能集热板，包括边框以及依次安装在边框内的钢化玻璃、吸热片、集热管和保温材料，其中：钢化玻璃和吸热片之间设有空腔；集热管紧贴或粘贴在吸热片一侧；保温材料包裹集热管。
作为本发明的一种改进，所述的吸热片采用黑瓷复合陶瓷材质。
所述的集热管通过导热硅脂层与吸热片粘贴在一起。
所述的导热硅脂层厚度为0.1-0.3mm。
所述的边框和集热管采用铝合金材质。
所述的保温材料外侧还安装有后背板。
所述的吸热片上设有螺孔，并通过螺钉与边框固定连接。
此外，本发明还在上述集热板基础上提供了一种集热器，使其同样可解决传统集热器存在的渗漏和爆裂危险，且工艺复杂的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明一种太阳能集热器，包括一块或多块通过管路连接的上述的太阳能集热板。
另外，本发明还提供一种太阳能集热器，使其不仅可解决上述技术问题，还可根据太阳照射角度和加热需要随时对集热板进行调节，从而解决建筑楼顶安装面积有限、而建筑侧立面吸热效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明一种太阳能集热器，包括外框、通过横向转动轴安装在外框内的多个上述的太阳能集热板、连接各集热板的管路、以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。
最后，本发明还提供一种集成有上述集热器的窗户，以解决将太阳能集热器安装于建筑侧立面时，安装施工工艺复杂、周期长，且影响采光的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明一种窗户，包括窗框和玻璃，所述的窗框或玻璃上设置有集热器安装外框，多个上述的太阳能集热板通过横向转动轴安装在集热器安装外框内，各集热板通过管路连接并通过传动机构在调节机构带动下转动。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、本发明采用吸热片与集热管相结合的结构设计，二者根据特性选用不同材质，从根本上杜绝了因吸热片质量不稳定而导致的液体渗漏、集热器爆裂等故障的发生，并简化了吸热片的结构、生产工艺和安装连接方式；
2、本发明采用黑瓷复合陶瓷材质的吸热片吸收阳光，集热效率高、阳光吸收比不衰减、性能稳定、寿命长、成本低；
3、本发明采用整体铝合金边框设计，以及铝合金集热管一体化设计，解决了介质承压的问题，集热管寿命和稳定性的问题，以及集热管挤出工艺难度高的问题；
4、本发明采用薄薄一层导热硅脂粘合吸热片和集热管，并配合螺钉固定吸热片，不仅利于吸热片与集热管的组装和固定，还可利用导热硅脂克服黑瓷复合陶瓷材质表面不平整且与集热管接触面积小的缺陷，从而在控制成本的前提下进一步提高导热效率；
5、本发明可采用多块可转动小集热板集成的集热器结构设计，使每块小集热板的玻璃、吸热片、集热管、保温材料和后背板一体化旋转，在进一步简化集热板生产工艺、降低生产成本的同时，还利于节省集热器占用的水平面积、提高太阳能采集效率，并在单块小集热板发生故障时可单独置换以降低维修、维护成本和施工难度；
6、本发明还可将上述可转动集热板的集热器直接作为窗户的一部分，或建筑南立面空调室外机的百叶窗设置安装，既简化了集热器安装难度，提供了宽裕的集热器安装面积，又不会影响建筑的采光通透性。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是现有的可变角度的太阳能集热器的集热板侧剖结构示意图。
图2是现有的可变角度的太阳能集热器的正面结构示意图。
图3是本发明太阳能集热板的侧剖结构示意图。
图4是应用本发明太阳能集热板的窗户的侧剖结构示意图。
具体实施方式
请参阅图3所示，本发明太阳能集热板包括边框1以及依次安装在边框内的钢化玻璃2、吸热片3、集热管4和保温材料5，并可在保温材料5的外侧再安装后背板6。
其中，如图所示，钢化玻璃2和吸热片3之间应留有空腔7，集热管4紧贴或粘贴在吸热片3的一侧，保温材料5包裹集热管。
进一步具体来说，本发明的吸热片3优选采用黑瓷复合陶瓷材质，其集热效率高、阳光吸收比不衰减、性能稳定、寿命长、成本低。由于本发明只采用片材结构，在烧制过程中可根据需要烧制任意大小的吸热片，工艺相对于传统黑瓷集热管或集热板大为简化，并易于在该片材上开孔，以便于后期通过螺钉、螺丝、螺栓、固定销等常见零部件与边框1或其它结构相连接。
集热管4优选采用铝合金材质，具有密度低、强度高、塑性好、加工容易、导热性和抗蚀性好等优点，适于灌装水、防冻液等各种介质，可达到与建筑同寿命的要求。
集热管4与吸热片3之间可采用导热硅脂层8进行粘接并导热。以黑瓷复合陶瓷材质的吸热片为例来说，其材质表面通常并不平整，且即使足够平整，吸热片3的片状结构与集热管4的圆柱外壁本身接触面积也很小，因此，若将二者直接贴合，吸热片3所吸收的热量传导到集热管4的效率也不够高，导热硅脂层8的介入就很好的解决了上述问题，且经试验证实，0.2mm的导热硅脂层就可极好的满足吸热片与集热管之间的导热需求，一般控制导热硅脂层厚度在0.1-0.3mm范围内都可较好的达到导热需要与成本控制之间的平衡。
保温材料5可根据需要和技术发展状况进行选用，目前可采用直接发泡的工艺制备，填充满导热硅脂层8、集热管4和后背板6之间的空腔。
本发明的边框1也优选密度低、强度高、塑性好、易加工、抗腐蚀、寿命长的铝合金材质，钢化玻璃2、吸热片3、保温材料5和后背板6都可如图所示插装在铝合金型材边框1的预设插槽内，并配合螺钉等零部件进一步固定。
本发明上述集热板可直接作为集热器或采用多块上述集热板通过管路连接组成集热器使用，也可应用于各种集热器改进型结构，如应用于201210148341.4号专利可变角度的太阳能集热器中。
在这里列举一个可转动集热板的太阳能集热器的应用实例，其包括有外框，多个上述太阳能集热板通过管路互连，并通过横向转动轴9可转动的安装在外框内，另设有调节机构和传动机构来带动集热板转动。
请配合参阅图4所示，考虑到安装现场的操作环境、工人技术以及施工周期，本发明还提供了一种集成有上述可转动集热板的太阳能集热器的窗户，其与现阶段常见的窗户一样，包括有窗框20和玻璃30，并在窗框上连接有或在玻璃上设置有集热器安装外框40，多个本发明上述的太阳能集热板10通过横向转动轴9安装在集热器安装外框40内，各集热板通过管路互相连通，并通过传动机构在调节机构带动下转动。由于采用可转动集热板设计，使得设置在窗户上的集热器仍可很好的满足供热需求，且由于集热板10可在15°～90°(以水平线为零度基准)范围内任意转动，增设的集热器部分几乎不会影响原有窗户的采光和通透性，甚至还增加了如百叶窗的装饰效果。
同理，还可将本发明设计的钢化玻璃2、吸热片3、集热管4、保温材料5、后背板6一体化旋转的太阳能集热器安装在空调外机安装处，与现有建筑多采用的百叶窗式隐蔽装饰效果相同，充分利用了空间和阳光照射面，且不会影响空调外机的通风和散热。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种太阳能集热板，其特征在于包括边框以及依次安装在边框内的钢化玻璃、吸热片、集热管和保温材料，其中：
钢化玻璃和吸热片之间设有空腔；
集热管紧贴或粘贴在吸热片一侧；
保温材料包裹集热管。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热板，其特征在于所述的吸热片采用黑瓷复合陶瓷材质。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热板，其特征在于所述的集热管通过导热硅脂层与吸热片粘贴在一起。
4.根据权利要求3所述的太阳能集热板，其特征在于所述的导热硅脂层厚度为0.1-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热板，其特征在于所述的边框和集热管采用铝合金材质。
6.根据权利要求1所述的太阳能集热板，其特征在于所述的保温材料外侧还安装有后背板。
7.根据权利要求1所述的太阳能集热板，其特征在于所述的吸热片上设有螺孔，并通过螺钉与边框固定连接。
8.一种太阳能集热器，其特征在于包括外框、通过横向转动轴安装在外框内的多个权利要求1-7中任一项所述的太阳能集热板、连接各集热板的管路、以及通过传动机构带动集热板转动的调节机构。
9.一种窗户，包括窗框和玻璃，其特征在于，所述的窗框或玻璃上设置有集热器安装外框，多个权利要求1-7中任一项所述的太阳能集热板通过横向转动轴安装在集热器安装外框内，各集热板通过管路连接并通过传动机构在调节机构带动下转动。
10.一种太阳能集热器，其特征在于包括一块或多块通过管路连接的权利要求1-7中任一项所述的太阳能集热板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140924 |