CN114636251A - 一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统及建筑物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统及建筑物，涉及太阳能集热系统技术领域；包括多个单元网格呈矩形阵列分布形成的网格安装区，相邻单元网格之间设有至少一个固定件；固定件包括依次连接的底板、中板和顶板，底板与中板之间设有位于单元网格内的隔热件，中板远离底板的一侧连接吸热件，吸热件设有循环热管，顶板连接有透光件；针对目前斜面屋顶不易安装太阳能集热系统的问题，设计用于斜面屋顶的太阳能集热系统，可以直接利用现有的斜面屋顶作为承重层，实现该太阳能集热系统与建筑物有机结合，将固定件直接固定在屋顶上，减少额外骨架、防护架等结构的布置，提高安装效率并节省安装耗材。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能集热系统技术领域，具体是涉及一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统及建筑物。
背景技术
目前建筑物顶部的太阳能集热系统的构建需要多块模块化制造的太阳能板上下左右互相连接，并通过在屋顶上安装金属支架来固定，且普遍适用一些平面屋顶，主要是用一些斜面架来安装太阳能集热系统来吸收更多的热量，但是这种安装方式存在以下缺点：
1.一块模块化制造的太阳能板约2平米左右，每块太阳能板均由吸热板、边框、钢化玻璃板、保温材料和循环管道等组成，这就导致制造安装成本偏高。
2.不宜用于斜面屋顶的建筑物，如果用于支撑这些太阳能集热系统的金属支架固定不牢固、不稳定、不持久，易被大风吹倒，有坠落安全风险。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统及建筑物，该太阳能集热系统可以直接安装在农居的斜屋顶上，与屋顶有机结合，大幅度减少太阳能集热系统中纵横向支撑边框及金属支架的用料，降低太阳能集热系统的建造成本。
本发明的第一目的是提供一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统，采用以下方案：
包括多个单元网格呈矩形阵列分布形成的网格安装区，相邻单元网格之间设有至少一个固定件；固定件包括依次连接的底板、中板和顶板，底板与中板之间设有位于单元网格内的隔热件，中板远离底板的一侧连接吸热件，吸热件设有循环热管，顶板连接有透光件。
进一步地，所述底板、中板和顶板通过竖直板依次连接，相邻单元网格的公共边共用固定件。
进一步地，所述固定件顶板设有插槽，每个单元网格对应的插槽共同配合覆盖该单元网格的透光件。
进一步地，所述插槽与透光件之间设有密封垫，透光件通过密封垫贴合插槽。
进一步地，所述顶板设有两个插槽，分别为第一插槽和第二插槽，且第一插槽开口方向和第二插槽开口方向相反，同一固定件上的第一插槽和第二插槽分别配合透光件。
进一步地，沿所述插槽的深度方向上，每个插槽的深度均大于顶板二分之一的宽度值。
进一步地，所述吸热件的边沿连接中板，且每个单元网格内均设有吸热件。
进一步地，每个单元格内中板与底板之间填充隔热件，隔热件顶面与吸热件贴合，隔热板底面贴合于固定件所连接的屋顶。
进一步地，所述固定件的底板配合有连接件，以通过连接件将固定件安装于屋顶。
本发明的第二目的是提供一种建筑物，该建筑物包括上述一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统。
本发明的有益效果如下：
(1)针对目前斜面屋顶不易安装太阳能集热系统的问题，设计用于斜面屋顶的太阳能集热系统，可以直接利用现有的斜面屋顶作为承重层，实现该太阳能集热系统与建筑物有机结合，将固定件直接固定在屋顶上，减少额外骨架、防护架等结构的布置，提高安装效率并节省安装耗材。
(2)通过每个单元网格区域内的固定件的底板和中板之间填充隔热件，形成隔热层，将热量隔离于屋顶外，并聚集于吸热件上，能够避免热量传向屋内，同时也能够提高吸热件对热量的吸收效率。
(3)设置透光件，既能够对脆弱的隔热件和吸热件进行保护，也能够使阳光穿过透光件将热量传递至吸热件，将循环热管中的介质加热，提高利用效率，并减少外界干涉造成的损伤。
(4)通过单元网格拼合形成整个集热区域，能够分区域安装、分区域检修、更换，提高安装、检修效率，通过划分单元格的方式，每个单元网格内功能结构由对应区域的固定件来固定，提高支撑稳定性，并减小现有太能能集热系统中纵横向支撑边框及金属框架的用料，降低太阳能集热系统的建造成本。
附图说明
图1为本发明实施例1或2中安装在斜面屋顶的网格安装区俯视图；
图2为本发明实施例1或2中太阳能集热系统的侧视图；
图3为本发明实施例1或2中太阳能集热系统的中两个固定件安装位置的局部结构示意图；
图4为本发明实施例1或2中固定件的结构图。
图中：1、固定件，11、底板，12、中板，13、顶板，14、第一插槽，15、第二插槽，2、边框，3、屋顶，4、隔热件，5、吸热件，6、透光件。
具体实施方式
实施例1
本发明的一个典型实施方式中，如图1-图4所示，提供一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统。
参见图1-图3所示，本发明实施例提供一种用于斜面屋顶3的太阳能集热系统，该集热系统包括设置在斜面屋顶3上的矩形安装网格区，该矩形安装网格区是由多个矩形单元网格相互拼接而成，在该矩形网格区每个单元网格的每条边上都设有一个固定件1。
其中所述固定件1包括相互连接的底板11、中板12以及顶板13，底板11、中板12以及顶板13相互平行，其中底板11固定在斜面屋顶3上，每个单元网格内底板11和中板12的区域内安装有隔热件4，中板12上安装有吸热件5，吸热件5上设有循环管道，在循环管道内可以流通需要加热的水资源。
每个单元网格区内固定件1的顶板13上安装有透光件6，阳光通过透光件6可以直接照射在吸热件5，将吸热件5上循环管道内的介质加热，从而给屋内的用户提供热水资源。
所以，本发明实施例提供的用于斜面屋顶3的太阳能集热系统，可以直接利用现有的斜面屋顶3作为承重层，将固定件1直接固定在屋顶3上，通过每个单元网格区域内的固定件1中底板11和中板12之间间隙放置隔热层，避免吸热件5的热量传向屋内，阳光可以透过顶板13上的透光件6直接给中板12上的吸热件5加热，这样可以将普通屋顶3改造成太阳能屋顶3，通过屋顶3上每个单元网格内的固定件1来固定太阳能集热系统可以大幅度的减小现有太能能集热系统中纵横向支撑边框2的用料，降低太阳能集热系统的建造成本。
具体地，参见图4所示，本实施例中固定件1的纵向截面类似为“王”字型，底板11、中板12以及顶板13的中间位置通过一个竖直板将三者连接起来，通过该竖直板将固定件1分成左安装区和右安装区，相邻的两个单元网格公共边上可以直接共用固定件1，左安装区用于一侧单元网格内的安装使用，右安装区用于另一侧单元网格内的安装使用，这样可以减少固定件1的使用数量，进一步地降低太阳能集热系统的建造成本。
固定件1中底板11可以直接通过铆钉或者其它机械连接方式固定在斜面屋顶3上，或者该固定件1可以与屋顶3一体设置，像如在对屋顶3斜面进行施工的时候，可以采用本发明中的构建方法，做到同步设计、同步施工、同步验收和同步投入使用，将太阳能集热系统集成化全面积安装在农居斜屋顶3上，将普通屋顶3改造成太阳能屋顶3。
在本实施例中屋顶3的矩形安装区的表面涂刷或者铺设防渗层，铺完之后再在网格安装区域内安装固定件1，这样可以避免吸热件5上循环热管破裂，循环管道内的液体会流入到屋顶3上，进而渗进屋内。
需要说明的就是，本发明提供的屋顶3的网格安装区根据需求配置单元网格的数目，以图1中方位为例，根据屋顶3区域面积选择相应的纵向列数和横向行数，使得拼合后的网格安装区覆盖设定的安装区域，同时为了保证其安装强度，需要在每个单元网格中的每条边上至少设置一个固定件1，对于相邻的两个单元网格之间的公共边，可以设置共用的固定件1。
依据屋顶3安装区域的形状，可以对单元网格的形状进行调整，使其能够适应安装区域的形状。
进一步地，本实施例中每个单元网格内的隔热件4填充于该单元网格中板12和底板11的区域内，隔热件4顶面与吸热件5贴合，隔热件4底面贴合于固定件1所连接的屋顶3，隔热件4的四周与固定件1接触，同时固定件1对隔热件4起到限位作用，保证隔热件4安装的稳定性，且避免吸热件5上的热量直接通过屋顶3穿入到屋内。
在本实施例中的底板11和中板12之间的区域的隔热件4可以采用常用的保温材料，像如酚醛树脂、玻璃棉、聚氨酯等等。
可以理解的是，在本实施例中，隔热件4、吸热件5、透光件6均可以选用板材状结构，分别作为隔热板、吸热板和透光板，方便进行安装和转运。
参见图3所示，本实施例中的每个单元网格内的吸热件5直接放置在四周固定件1的中板12上表面上，可以直接担在中板12上，不与中板12相连接，同时利用竖直板来对吸热件5进行限位，这样不仅方便了吸热件5的定位，且也方便了吸热件5的安装。
在本实施例中吸热件5上设有水流循环管道，该水流循环管道可以与吸热板5一体设置，这样方便一体加工。
考虑到本实施例中集热系统主要用在斜面屋顶3上，每个单元网格内的透光件6是直接安装在每个网格内固定件1的顶板13上的，为了便于其安装，参见图3和图4所所示，在固定件1的顶部设有插槽，其中每个单元网格内四周固定件1上的顶板13的插槽可以直接用于放置透光件6对其进行固定，避免从屋顶3滑落。
进一步地，设置在顶板13上的插槽包括第一插槽14和第二插槽15，其中第一插槽14和第二插槽15的开口方向相反，两个插槽的开口分别朝向竖直板的两侧，这样相邻的两个单元网格区的公共边上的固定件1不仅可以共同承担吸热件5和隔热件4，还可以承担透光件6。
参见图4所示，本实施例中的第一插槽14和第二插槽15不在同一高度，使其错位布置，其中第二插槽15位于第一插槽14的顶部，两个插槽交错分布，这样相邻的两个单元网格区的透光件6搭接放置可以避免雨水渗入两者的间隙内。
第一插槽14的长度大于顶板13的一半的长度，且第二插槽15长度也大于顶板13长度的一半，也就是说第一插槽14和第二插槽15在高度方向上设有重叠区域，这样在可以使得网格安装区中相邻的两个单元网格区的透光板能够重叠安装，从而避免集热系统在屋顶3占用太多的安装区域。
本实施例中的第一插槽14和第二插槽15的内壁上可以放置密封垫，可以保证透光件6与插槽内，避免遭遇雨雪天气的实施，水流通过透光件6与插槽的间隙内流入到吸热件5。
在本实施中的透光件6可以选用透明玻璃板，也可以选用其他透光性良好的透明板材。
参见图1所示，本实施例中斜面上的矩形网格安装区的四周设有边框2，通过该边框2将矩形网格安装区围城一个封闭的区域内，所述边框2与固定件1一样，且内部也分成底板11、中板12以及顶部，这样与边缘的单元网格上的固定件1相配合来安装集热系统。
同时，设置边框2结构对网格安装区的四周边沿进行遮挡和保护，边框2底部连接于屋顶3，顶部与透光件6贴合，透光件6、边框2和屋顶3之间形成相对封闭的区域，提高蓄热能力以减少热量的外泄，保证对太阳能集热的利用率。
基于上述用于屋顶3的太阳能集热系统的安装方法，该方法包括如下过程：
事先在屋顶3画出若干根水平划线和竖直划线确定网格安装区，在该网格安装区的每个单元网格的每条边上都安装一个固定件1，可以将固定件1安装在每条边的中间位置上，且相邻两个单元网格的公共边安装一个固定件1；
在该网格安装区的屋顶3部分表面涂刷或者铺设防渗层；
依次在每个单元网格内从下往上安装隔热件4、吸热件5和透光件6，以此类推将所有的单元网格安装完成。
实施例2
本发明的另一典型实施方式中，如图1-图4所示，提供一种建筑物。
如图1-图4所示，该建筑物利用实施例1中的用于斜面屋顶3的太阳能集热系统，并将用于斜面屋顶3的太阳能集热系统对应安装于建筑物的屋顶3上。
使得太阳能集热系统与建筑有机结合，集热系统中的固定件1与斜面屋顶3相连接，既可以用来支撑固定透光件6，又可以用来支撑固定吸热件5，从而能大幅度减少太阳能集热系统中纵横向支撑边框2的用料，降低太阳能集热系统的建造成本。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，包括多个单元网格呈矩形阵列分布形成的网格安装区，相邻单元网格之间设有至少一个固定件；固定件包括依次连接的底板、中板和顶板，底板与中板之间设有位于单元网格内的隔热件，中板远离底板的一侧连接吸热件，吸热件设有循环热管，顶板连接有透光件。
2.如权利要求1所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述底板、中板和顶板通过竖直板依次连接，相邻单元网格的公共边共用固定件。
3.如权利要求1所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述固定件顶板上设有插槽，每个单元网格对应的插槽共同配合覆盖该单元网格的透光件。
4.如权利要求3所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述插槽与透光件之间设有密封垫，透光件通过密封垫贴合插槽。
5.如权利要求3所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述顶板设有两个插槽，分别为第一插槽和第二插槽，且第一插槽开口方向和第二插槽开口方向相反，同一固定件上的第一插槽和第二插槽分别配合透光件。
6.如权利要求5所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，沿所述插槽的深度方向上，每个插槽的深度均大于顶板二分之一的宽度值。
7.如权利要求1所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述吸热件的边沿连接中板，且每个单元网格内均设有吸热件。
8.如权利要求1所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，每个单元格内中板与底板之间填充隔热件，隔热件顶面与吸热件贴合，隔热板底面贴合于固定件所连接的屋顶。
9.如权利要求1所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统，其特征在于，所述固定件的底板配合有连接件，以通过连接件将固定件安装于屋顶。
10.一种建筑物，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的用于斜面屋顶的太阳能集热系统。
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