CN106016772A - 一种柔性复合纺织基太阳能集热器 - Google Patents

一种柔性复合纺织基太阳能集热器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种柔性复合纺织基太阳能集热器，包括：能够透过阳光的透明隔热层；以间隔织物为基底，并使用荧光粉进行改性的荧光改性间隔织物层；以含有选择性吸收材料的太阳能吸热涂料涂覆形成的选择性吸热层；采用不连续线性粘合将两层薄膜复合并形成通道，且通道内设有传热介质的通道薄膜层；用于保温和隔热的保温层；上述各层通过热固性粘合剂依次层压、整体封装。阳光透过透明隔热层，经荧光改性间隔织物层吸收后激发出热性更强的波段光线，波段光线被选择性吸热层吸收后转化为热能，并被通道薄膜层中的传热介质导出利用。本发明采用柔性材质制备，结构简单、成本低廉，柔软轻便，能量传递彻底，集热效果好，色彩多样，安装维护方便。

Description

一种柔性复合纺织基太阳能集热器
技术领域
本发明涉及太阳能设备技术领域，具体地，涉及一种新型柔性复合纺织基太阳能集热器。
背景技术
太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能并将其转化为热量的装置。目前太阳能集热器的种类很多，对于不同类型的集热器，其转换太阳能的能力存在很大差异。市场上的太阳能集热器一般可分为平板集热器、聚光集热器和平面反射镜等几种类型。现有技术中，太阳能集热器使用的多为僵硬和沉重的材料，在转化率和灵活性上都存在着很多问题。而且金属类型的集热器价格高昂，工艺较为复杂。特别是在与建筑物匹配方面存在诸多问题。
随着现代材料科学技术和柔性材料物理研究的发展，具有特定的表面性质和功能的高科技纺织品越来越流行。其中轻便的柔性太阳能集热器拥有更广阔的适用范围，尤其是在建筑及工程市场中具有巨大的发展潜能，例如搭建具备能量转换功能的纺织屋顶等。柔性复合纺织基太阳能集热器或将为未来节能建筑的发展起到积极的促进作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、柔软轻便、能量传递彻底、集热效果好的太阳能集热器。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于，包括：
能够透过阳光的透明隔热层；
以间隔织物为基底，并使用荧光粉进行改性的荧光改性间隔织物层；
以含有选择性吸收材料的太阳能吸热涂料涂覆形成的选择性吸热层；
采用不连续线性粘合将两层薄膜复合并形成通道，且通道内设有传热介质的通道薄膜层；
用于保温和隔热的保温层；
上述各层通过热固性粘合剂依次层压、整体封装。
优选地，所述透明隔热层为硅橡胶薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜PMMA、乙烯-四氟乙烯塑料薄膜ETFE中的一种或几种。
优选地，所述间隔织物为经编间隔织物、纬编间隔织物、3D机织间隔织物中的一种；所述间隔织物的材料为涤纶、尼龙、玻璃纤维中的一种。
优选地，所述荧光粉为香豆素1、香豆素2、香豆素6、香豆素47、聚苯醚PPO中的一种或几种。
优选地，所述选择性吸收材料为金属颗粒和陶瓷的复合物；所述金属颗粒为Ni、Gr、Co、Mo、Ag、W中的一种或几种；所述陶瓷为Al2O3、多孔Al2O3和碳化物中的一种或几种。
优选地，所述保温层的制备材料为保温隔热玻璃棉、铝箔隔热棉、聚乙烯保温板中的一种或几种。
优选地，所述透明隔热层、荧光改性间隔织物层、保温层为蜂窝状结构。
优选地，所述透明隔热层的厚度为0.5-5mm；所述荧光改性间隔织物层的厚度为5-30mm；所述选择性吸热层的厚度为0.5-3mm；所述通道薄膜层的厚度为5-20mm；所述保温层的厚度为1-50mm。
优选地，阳光透过透明隔热层，经荧光改性间隔织物层吸收后激发出热性更强的波段光线，所述波段光线被选择性吸热层吸收后转化为热能，热能被通道薄膜层中的传热介质及时导出利用，实现对外界的热量输送。
优选地，所述通道薄膜层内采用空气为传热介质，所述通道薄膜层的通道口与热泵相连接，通过空气的循环运转，将收集到的热能向外界传递。
本发明提供的柔性复合纺织基太阳能集热器可以根据当地太阳纬度，采用倾角型设计，安装于建筑屋顶。根据内式薄膜通道设计，结合风机热泵可实现系统强制循环或自然循环方式。
本发明提供的装置采用柔性材质制备，结构简单、成本低廉，柔软轻便，能量传递彻底，集热效果好，色彩多样。可直接安装于阳台立面上或嵌装于阳台上，安装与维护方便，达到与建筑的完美结合，无安全隐患，得热性能好，同时可为建筑节能。
附图说明
图1为本实施例提供的柔性复合纺织基太阳能集热器的主视图；
图2为本实施例提供的柔性复合纺织基太阳能集热器的俯视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图1和图2分别为本实施例提供的柔性复合纺织基太阳能集热器的主视图和俯视图，所述的柔性复合纺织基太阳能集热器由透明隔热层1、荧光改性间隔织物层2、选择性吸热层3、通道薄膜层4、保温层5依次连接组成。
阳光可以透过透明隔热层1，经荧光改性间隔织物层2吸收后可以激发出热性应更强的波段光线，光线被选择性吸热层3吸收后转化为热能。热量会被通道薄膜层4中的流质及时导出利用。使用风泵将风通过通道薄膜层4进行循环，便可以将收集到的热能向外传递，实现对外界的热量输送。透明隔热层1、荧光改性间隔织物层2、保温层5形成蜂窝状结构，具备良好的隔热性。
透明隔热层1采用透光性能较佳的薄膜。薄膜类型包括硅橡胶薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)、乙烯-四氟乙烯塑料薄膜(ETFE)中的一种或几种。透明隔热层薄膜的可选厚度为0.5-5mm，透光性为80％-97％。
荧光改性间隔织物层2采用以间隔织物为基底，并使用荧光粉进行改性。经过荧光粉改性后，对太阳光谱的利用范围增强，而且色彩变得多样，美观性增强。荧光改性间隔织物层2可选厚度为5-30mm。其中，间隔织物可选经编间隔织物、纬编间隔织物、3D机织间隔织物等中的一种。间隔织物的材料可选用涤纶、尼龙、玻璃纤维等中的一种。改性用荧光粉可选用香豆素1、香豆素2、香豆素6、香豆素47、聚苯醚(PPO)等中的一种或几种。
选择性吸热层3采用含有选择性吸收材料的太阳能吸热涂料，对间隔织物一面进行涂层，可以将吸收到的光能转化为热能，从而为通道薄膜层4供热。选择性吸收材料为高吸收的金属颗粒和陶瓷的复合物，其中，金属颗粒有Ni、Gr、Co、Mo、Ag、W中的一种或几种，陶瓷材料为Al2O3、多孔Al2O3和碳化物中的一种或几种。选择性吸热层3的可选厚度为0.5-3mm。
通道薄膜层4内采用空气为传热介质，且通道薄膜层4一端与热泵相连接，通过空气的循环运转，将收集到的热能向外传递，实现对外界的热量输送。及时将收集到的热能导出利用。通道薄膜层4的材料可选用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯制成的薄膜中的一种。通道薄膜层4的可选厚度为5-20mm。
通道薄膜层4成型工艺为采用不连续线性粘合将两层薄膜复合并形成通道。通道口与风泵连接后，通道内可以以风为流质，将收集到的热量输出利用。
保温层5采用保温材料，以提升集热器整体的保温效果。保温材料包括保温隔热玻璃棉、铝箔隔热棉、聚乙烯保温板中的一种或几种。保温层5的可选厚度为1-50mm。
上述透明隔热层1、荧光改性间隔织物层2、选择性吸热层3、通道薄膜层4、保温层5各层通过热固性粘合剂层压技术完成整体封装。
本实施例提供的柔性复合纺织基太阳能集热器全部采用柔性材质，因而使用轻便。与传统的平板集热器相比，集热性能相当，成本可节约50％以上。
本实施例提供的柔性复合纺织基太阳能集热器整体形状不拘泥于长方形。

Claims (10)

1.一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于，包括：
能够透过阳光的透明隔热层(1)；
以间隔织物为基底，并使用荧光粉进行改性的荧光改性间隔织物层(2)；
以含有选择性吸收材料的太阳能吸热涂料涂覆形成的选择性吸热层(3)；
采用不连续线性粘合将两层薄膜复合并形成通道，且通道内设有传热介质的通道薄膜层(4)；
用于保温和隔热的保温层(5)；
上述各层通过热固性粘合剂依次层压、整体封装。
2.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述透明隔热层(1)为硅橡胶薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜PMMA、乙烯-四氟乙烯塑料薄膜ETFE中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述间隔织物为经编间隔织物、纬编间隔织物、3D机织间隔织物中的一种；所述间隔织物的材料为涤纶、尼龙、玻璃纤维中的一种。
4.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述荧光粉为香豆素1、香豆素2、香豆素6、香豆素47、聚苯醚PPO中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述选择性吸收材料为金属颗粒和陶瓷的复合物；所述金属颗粒为Ni、Gr、Co、Mo、Ag、W中的一种或几种；所述陶瓷为Al2O3、多孔Al2O3和碳化物中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述保温层(5)的制备材料为保温隔热玻璃棉、铝箔隔热棉、聚乙烯保温板中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述透明隔热层(1)、荧光改性间隔织物层(2)、保温层(5)为蜂窝状结构。
8.如权利要求1所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述透明隔热层(1)的厚度为0.5-5mm；所述荧光改性间隔织物层(2)的厚度为5-30mm；所述选择性吸热层(3)的厚度为0.5-3mm；所述通道薄膜层(4)的厚度为5-20mm；所述保温层(5)的厚度为1-50mm。
9.如权利要求1～8任一项所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：阳光透过透明隔热层(1)，经荧光改性间隔织物层(2)吸收后激发出热性更强的波段光线，所述波段光线被选择性吸热层(3)吸收后转化为热能，热能被通道薄膜层(4)中的传热介质及时导出利用，实现对外界的热量输送。
10.如权利要求9所述的一种柔性复合纺织基太阳能集热器，其特征在于：所述通道薄膜层(4)内采用空气为传热介质，所述通道薄膜层(4)的通道口与热泵相连接，通过空气的循环运转，将收集到的热能向外界传递。
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