CN201322459Y - 一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器 - Google Patents

Abstract

一种单层波浪型孔板式太阳能空气集热器，其中的吸热板芯是采用单层薄铝板冲压成波浪型板，再按一定设计要求冲压出均匀布置的流线型孔口，该吸热板芯把集热器内整个温室空腔分割成上下两个单向流道，从而实现被加热空气的单向、近距离和低阻力集热流动，其特点是集热效率高、制造成本低、重量轻、无冻冰、无泄漏、维护简便、使用寿命长，适合于建筑一体化安装，能替代同类集热器产品进行太阳能热水、采暖、烘干、空调和热发电等综合应用。

Description

一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器

所属技术领域

本实用新型涉及一种高效、经济、适用的单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器产品，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

目前，公知的平板式太阳能空气集热器产品有非渗透型和渗透型两大类，非渗透型的单通道或双通道吸热板芯结构简单、经济性较好，但集热性能较差；而渗透型中的多层铝网式吸热板芯集热性能较好，但经济性较差；采用轧制金属屑喷涂层多孔床式的，成本低，有储热性能，性价比较好，但不适于产业化生产，均不适用于建筑一体化的产能应用。

发明内容

为了克服现有技术市场中各种平板空气集热器产品的缺点，为了使平板式太阳能空气集热器产品与建筑一体化经济高效地生产热量，以便于能够通用在太阳能热水、采暖、空调和热发电的系统中，本实用新型提供了一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器产品，该集热器产品是由吸热板芯、上下复合保温壳、透明盖板、上下金属边框、螺丝和螺母零部件依次装配而成的。其中，集热器的吸热板芯采用一张薄铝板(或其它金属板)先压型成波浪型板，之后再按照一定的间距将波浪型板冲出一定数量的矩形孔口，孔口的布置方式为并排式或差排式，孔口的纵断面为流线型管嘴，最后再在波浪型孔板的进口面喷涂层。产品的装配方法是：首先将该吸热板芯置于预先模具制造好的上下保温壳内固定，之后在上保温壳的窗口内镶嵌式固定安装中空玻璃盖板，底部进口处安装空气滤清器，顶部出口处安装管件，形成一个整体式的集热器芯，最后再用螺栓将集热器芯夹固在上下两个边框内，形成一个完整的新型太阳能空气集热器产品。该集热器的生产参见实用新型《一种热管平板式太阳能集热器》[专利申请号200820106920.1])所述。

本实用新型的有益效果是：单层吸热板芯比多层渗透板节省金属材料，降低材料成本；冲压成型后，结构强度大，持形能力强；集热介质流经孔口为单方向、均流量、短距离和低阻力(流线型孔口壁面)流动，因而产品的集热效率高；各部件的模具化制造有利于实现自动化生产，提高生产率，经济性好；使用该技术产品，可以替代其它同类太阳能集热器产品，可以进行太阳能热水、采暖、空调和热气流发电等综合应用；由于空气介质不存在液体怕冻、泄漏等问题，因而维护管理十分简便；使用寿命长；整体美观性很好。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明技术方案。

图1和图2分别是实用新型《一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器》中用薄铝板冲压成波浪型板后的俯视图和剖面图，A₁、a₁和B₀、b分别表示冲压后的长度和宽度尺寸。

图3和图4分别是波浪型板经孔口冲压、喷太阳能选择性涂层成吸热板芯的俯视图和剖面图，A₀、a和B₀、b分别表示冲孔后的长度和宽度尺寸。

图5是孔口剖面的放大。

图6是吸热板芯中孔口的尺寸和并排布置方案一。

图7是吸热板芯中孔口的尺寸和插排布置方案二。

图8和图9、图10分别是集热器芯中上复合保温壳的俯视图和剖面图。

图11和图12、图13分别是集热器芯中下复合保温壳的俯视图和剖面图。

图14和图15、图16分别是集热器芯中透明盖板的俯视图和剖面图。

图17和图18分别是集热器芯的各部件总装配工序示意图和集热器芯剖面图。

图19和图20分别是集热器外壳上边框的俯视图和剖面图。

图21和图22分别是集热器外壳下边框的俯视图和剖面图。

图23是集热器外壳紧固件螺钉和绝缘的长螺母的剖面图。

图24是集热器的各部件总装配工序示意图。

图25和图26分别是集热器成品的俯视图和剖面图。

图中的零部件有：1、波浪型薄铝板，2、波浪型铝板的顶沿，3、波浪型铝板的窄边，4、空气进入管(下集管)，5、空气出口管(上集管)，6、下压边，7、上压边，8、孔板式吸热板芯，9、孔口，10、孔口的上边沿，11、孔口的下边沿，12、支墩，13、孔口并排布置方式，14、孔口插排布置方式，15、上保温壳，16、下保温壳，17、绝缘板条，18、反射铝膜，19、螺栓孔，20、中空玻璃盖板，21、集热器芯，22、上边框，23、上保温壳窗口，24、上边框螺钉，25、下边框，26、下边框螺钉，27、下边框螺钉孔，28、长圆柱型螺母，29、集热器，30、集热器进口(内设滤清器)，31、集热器出口。

具体实施方式

如图1和图2所示，将定尺下料的薄铝板按一定尺寸和角度冲压成波浪型薄铝板1，波浪型铝板的顶沿2为小圆弧，波浪型铝板的窄边3和宽边的尺寸符合一定比例要求。

如图3和图4所示，将波浪型薄铝板1置入特定设计带流线型孔口的胎具上压紧固定，按图6所示的孔口并排布置方式13或图7所示的孔口差排布置方式14，用流线型孔口要求的冲压刀具，将波浪型薄铝板的每一个窄边3均匀地冲孔成波浪型孔板，在表面喷太阳能选择性涂层(或镀膜)，即成集热器的波浪型孔板式吸热板芯8。

如图5所示，孔板式吸热板芯8中孔口9的各参数设计至关重要，孔口高度n和管嘴长度l₀的比值应符合一定比例，孔口高度n与孔板总长度L的比例，孔口宽度m与孔口间支墩12厚度的比例，孔口上边沿10按机翼断面设计，孔口间支墩12按抛物线断面设计，都将决定着孔口式吸热板芯8乃至整个集热器29的集热性能，孔口长度是孔口高度的2至5倍，而上下两排孔口的间距是孔口高度的5至10倍。

如图6和图7所示，孔口的布置方式有并排13和差排14两种，其中差排14的布置方式较好。

如图8至图13所示，是模具生产的上下保温壳15、16。

如图14至图16所示，是中空玻璃盖板20，也可以采用优质的聚碳酸酯阳光板8。

如图17和图18所示，是集热器芯21的装配工序示意图。由下保温壳16、孔板式吸热板芯8、上保温壳15和中空玻璃盖板20四个部件依次装配而成，在集热器芯内，波浪型孔板式吸热板芯把集热器芯内的空腔分割成上下两个断面为楔形的流道，上下流道的两个楔面夹角小于30度。中空玻璃盖板20与孔板式吸热板芯8之间形成了一个自下而上断面连续减小的流道，使吸热板芯涂层表面所产生的热气流能够均匀径直地经孔板式吸热板芯进入下面流道，由于孔板式吸热板芯8与下保温壳16背板表面的反射铝膜18之间形成了一个自下而上断面连续增大的流道，十分有利于热气流在低阻力低热损的情况下产生大流量集热，从而高效率的实现了从集热器进口30到集热器出口31的集热过程。

如图19至图22所示，是上下两个边框22、25，上边框预先定位焊好螺钉24，下边框对应的位置预先用冲床冲出螺钉孔27。

如图23所示，使用固定螺栓可以很方便的将集热器装配成整体产品，图24是单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器的各部件总装配工序示意图，方法是：先在工作台上把下边框25定位平放，再将集热器芯21置入下边框上并整体的对好位置，之后，把上边框的各螺钉24上拧好绝缘的长螺母28，从集热器芯21的顶面压下，使各长螺母依次穿进集热器芯上下保温壳预留的螺栓孔19内，从上而下的压紧，同时用沉头螺钉26拧紧即可装配成集热器29，最后再在集热器的进口管内安装空气滤清器30即可。

如图25和图26所示，是单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器产品的俯视图和剖面图。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用单层薄铝板冲压成波浪形孔板式吸热板芯，把集热器内温室分割成上下两个空气腔，每个空气腔的纵向剖面均为楔形，楔面间的夹角小于30度，从而实现被加热空气的单向、近距离和低阻力的集热流动。

Claims (5)

1.一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器，是由吸热板芯、上下复合保温壳、透明盖板、上下金属边框、螺丝和螺母零部件依次装配而成，其特征是：集热器内的吸热板芯是由一张薄铝板冲压成波浪型的孔板。

2.根据权利要求1所述的一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器，其特征是：波浪型孔板式吸热板芯把集热器内的空腔分割成上下两个断面为楔形的流道，上下流道的两个楔面夹角小于30度。

3.根据权利要求1所述的一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器，其特征是：波浪型孔板上均匀布置着冲压出的多个孔口，孔口的布置方式为并排式或差排式。

4.根据权利要求1或3所述的一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器，其特征是：波浪型孔板上的每个孔口均为矩形孔口，孔口的纵断面为流线型管嘴。

5.根据权利要求1或3所述的一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器，其特征是：波浪型孔板上的孔口长度是孔口高度的2至5倍，而上下两排孔口的间距是孔口高度的5至10倍。

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