CN201181121Y - 一种防水保温的真空管太阳能集热装置 - Google Patents

一种防水保温的真空管太阳能集热装置 Download PDF

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赵惠忠
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    • Y02E10/44Heat exchange systems

Abstract

一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:真空集热管间用透明薄板防水密封连接,形成一整体防水盖层,在防水盖层下的两侧设置侧密封板,侧密封板上设有季节性启闭的通风门,防水盖层的背面设置后背板;两侧的侧密封板,防水盖层,后背板,联箱与尾架,共同形成一个可封闭的腔室;集热装置的后背板与建筑围护结构之间有一薄空气层,侧密封板、联箱以及尾架的外缘与建筑围护结构面做防水密封。本实用新型不但实现了真空管太阳能集热装置与建筑在外观上的一体化,而且实现了功能上的一体化,在保证集热装置高效集热的同时,对建筑围护结构具有保温、隔热、防风雨侵蚀作用。

Description

一种防水保温的真空管太阳能集热装置
技术领域
本实用新型涉及太阳能热利用技术领域,具体涉及一种防水保温的真空管太阳能集热装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展,能源紧张以及环境污染问题日益突出,节能减排及新能源开发利用显得极为紧迫。(1)在节能减排方面,据初步测算,我国建筑耗能量已经占到社会总能耗的25%以上,建筑能耗包括采暖、空调、热水、照明、炊事、家用电器等多个方面,其中采暖、空调能耗占了很大部分。建筑围护结构的保温隔热效果直接影响到建筑的采暖和空调能耗。实践证明,提高建筑的保温隔热水平,能够显著降低采暖、空调能耗。我国大部分地区冬季寒冷,需要采暖;夏季炎热,需要空调制冷。我国大量既有建筑的保温隔热水平很差,围护结构的传热系数远高于发达国家的同类建筑,对这类建筑进行节能改造的任务十分艰巨。(2)在新能源开发利用方面,太阳能作为一种十分重要的清洁可再生资源,其应用研究已经成为社会各界关注的问题。目前在我国太阳能建筑热水系统的使用已比较成熟,太阳能采暖和空调也正处于实验研究和工程示范阶段。我国大多采用真空管集热器热水器,架设于屋面之上或者贴附于墙面安装,大多没有实现集热装置与建筑的真正集成和一体化,不但不够美观,而且无法做到有效的防风、防雷措施,容易产生安全事故,更难以提高建筑围护结构的保温、隔热水平。由于真空管集热器的集热管间存在空隙,因此真空管集热器与建筑的一体化比平板集热器困难,所以研究真空管集热器如何与建筑围护结构集成,在保证高效集热的同时,提高建筑围护结构的保温隔热水平,对于大规模利用太阳能以及建筑节能,具有十分重要的现实意义。
发明内容
本实用新型公开了一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其目的在于克服现有太阳能集热装置不能实现与建筑物的真正集成和一体化,既无法做到有效的防风、防雷,容易造成安全隐患,更难以提高建筑围护结构的保温、隔热水平。本实用新型提供的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,不但使其在外观上实现与建筑一体化,而且在功能上也实现与建筑的一体化,在高效集热的同时,对建筑具有防风雨侵蚀、保温、隔热作用。所适用的建筑围护结构类型可以是外墙面或者屋顶,集热装置既可为单个的太阳能集热模块,也可为多个太阳能集热模块组成的集热器阵列。
一种防水保温的真空管太阳能集热装置,由真空集热管、透明薄板、侧密封板、后背板、联箱和尾架组成;真空集热管支撑在联箱、尾架上,其特征在于:真空集热管间用透明薄板防水密封连接,形成一整体防水盖层,在防水盖层下的两侧设置侧密封板,防水盖层的背面设置后背板;两侧的侧密封板,防水盖层,后背板,联箱与尾架,共同形成一个可封闭的腔室;集热装置的后背板与建筑围护结构间有一薄空气层,联箱、尾架以及侧密封板的外边缘与建筑围护结构面防水密封连接。
两侧的侧密封板上至少各自设置一个可启闭的通风门。
所述的真空集热管可以为全玻璃真空集热管,也可以为金属-玻璃真空集热管;真空集热管内的传热管的形式可以是热管、U形管等形式。
所述的后背板可以为太阳能反射板,采用漫反射型或聚光型,也可以为保温板。
所述的集热装置既可设置单个的太阳能集热模块,也可设置多个集热模块组成的集热器阵列。
适用的建筑围护结构类型为外墙面或屋顶。
整个集热装置可使其背后的建筑围护结构面免受风雨的侵蚀。两侧侧密封板上的通风门根据建筑的保温或者隔热要求可以打开和关闭;在采暖季节将通风门关闭,由于真空集热管和透明薄板密封件具有良好的保温作用,以及真空集热管的散热,腔室内空气温度高于环境温度,有时甚至高于室内温度,对建筑具有良好的保温作用。在非采暖季节将通风门打开,真空集热管和后背板分别吸收和反射太阳辐射,对建筑围护结构隔热、降温效果显著。后背板与建筑间的薄空气层热阻较大,也有一定保温隔热作用。
本实用新型的优点和积极效果是:
1、实现了集热器与建筑集成,不但实现了外观上的一体化,而且实现了功能上的一体化。
2、提高建筑围护结构的冬季保温水平和夏季的隔热水平。
3、保护建筑表面,建筑围护结构不与外界环境直接接触,减少太阳能辐射对墙体的照射以及风雨的侵蚀,建筑外表面的温度和湿度变化大大减小,可大幅提高建筑构件的使用寿命。
4、提高太阳能集热效率,腔室内空气温度在冬季高于环境温度,集热装置热损失将有所减少,效率有所提高。
本实用新型所适用的建筑围护结构类型既可以是外墙,包括直立或者倾斜墙面、阳台护栏墙,也可以是屋顶,包括平屋顶或者坡屋顶等;既可以应用于新建筑,也可直接应用于既有建筑的墙体或者屋顶节能改造,在添加太阳能热水系统的同时,完成节能改造。
附图说明
图1是本实用新型装置的外形轴测图;
图2是本实用新型装置横断面剖视图;
图3是本实用新型装置的俯视图;
1.真空集热管,2.透明薄板,3.侧密封板,4.后背板,5.联箱,6.尾架,7.通风门,8.空气层,9.建筑围护结构。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明。
一种防水保温的真空管太阳能集热装置,如图1所示,由真空集热管1、透明薄板2、侧密封板3、太阳能反射板4、联箱5、尾架6和通风门7组成;真空集热管2支撑在联箱5和尾架6上;如图3所示:真空集热管间用透明薄板2防水密封连接,形成一整体防水盖层,在防水盖层下的两侧设置侧密封板3,每侧的侧密封板上至少设置一个可启闭的通风门7,本实施例中两侧各设置一个通风门;防水盖层背面设置的后背板为太阳能反射板4;如图2所示:由两侧的侧密封板,防水盖层,太阳能反射板,联箱与尾架,共同形成一个可封闭的腔室,集热装置的联箱、尾架以及侧密封板的外缘与建筑围护结构面9防水密封连接;整个集热装置使其后面的建筑围护结构免受风雨的侵蚀。后背板和建筑围护结构间具有一个0.5~5cm厚的空气层,由于空气的导热系数很小,空气层具有良好的保温隔热作用,本实施例中空气层的厚度为1cm。
透明薄板2可以采用玻璃或者透明塑料,可以采用单层或者双层。本实施例中透明薄板采用了单层的钢化玻璃板,以提高集热装置盖层的抗风压能力。钢化玻璃板的上表面与真空集热管的中心线平齐,以便让更多的光线进入真空集热管;两侧的边缘为弧形,以便和真空集热管紧密结合,其两侧由相邻的真空集热管1压住,钢化玻璃板的两端分别固定在联箱5和尾架6上,确保钢化玻璃板不会脱离集热装置。
真空集热管1选用全玻璃真空集热管,真空集热管内的传热管则采用了热管型。太阳能反射板,根据集热和保温隔热的需要,可以设反射板,也可以保温板,反射板可以为漫反射型或者聚光型,本实施例中采用了漫反射型反射板。
本实施例在建筑围护结构的外墙面和屋顶分别设置多个集热模块组成的集热器阵列。
本实用新型工作原理如下:太阳照射在集热装置的表面上,投射在真空集热管1上的太阳能大部分被真空集热管吸收,投射在透明薄板2上的部分太阳能透过透明薄板后,经过太阳能反射板的反射重新投射在真空集热管1上被吸收,真空集热管吸收的太阳能加热工作流体,一部分变为有效热量,被工作流体带走,一部分散失在大气中,一部分散失在集热装置的腔室内。
两侧侧密封板上的通风门7根据建筑的保温或者隔热要求打开和关闭;当建筑需要供暖时,通风门7关闭,由于真空集热管和钢化玻璃板具有的保温作用,以及真空集热管的散热,集热装置的腔室内空气温度高于环境温度,有时甚至高于室内温度,对建筑具有良好的保温作用。当室外空气温度高于建筑内的温度时,两侧的通风门7打开,腔室内空气与大气相同,带走集热管的散热,真空集热管和太阳能反射板分别吸收和反射太阳辐射,建筑围护结构外表面吸收的太阳辐射大幅减小,从而具有显著的隔热、降温效果。

Claims (6)

1.一种防水保温的真空管太阳能集热装置,由真空集热管、透明薄板、侧密封板、季节性启闭通风门、后背板、联箱和尾架组成;真空集热管支撑在联箱、尾架上,其特征在于:真空集热管间用透明薄板防水密封连接,形成一整体防水盖层,在防水盖层下的两侧设置侧密封板,防水盖层的背面设置后背板;两侧的侧密封板,防水盖层,后背板,联箱与尾架,共同形成一个可封闭的腔室;集热装置的后背板与建筑围护结构间有一薄空气层,联箱、尾架以及侧密封板的外边缘与建筑围护结构面防水密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:两侧的侧密封板上至少各自设置一个可启闭的通风门。
3.根据权利要求1所述的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:真空集热管可以为全玻璃真空集热管,也可以为金属-玻璃真空集热管。
4.根据权利要求1所述的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:后背板可以为漫反射型或聚光型太阳能反射板,也可以为保温板。
5.根据权利要求1所述的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:所述的集热装置既可设置单个的太阳能集热模块,也可设置多个集热模块组成的集热器阵列。
6.根据权利要求1所述的一种防水保温的真空管太阳能集热装置,其特征在于:适用的建筑围护结构类型为外墙面或屋顶。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014135726A1 (es) * 2013-03-07 2014-09-12 Lobo Gomez Arturo Nuevo panel de tubos de vacío
CN109722868A (zh) * 2019-03-08 2019-05-07 上海海事大学 一种太阳能仿人型干衣装置
CN111780433A (zh) * 2020-07-24 2020-10-16 康健 一种利用太阳能的建筑暖通空调装置

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