CN201724430U - 一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器 - Google Patents

Abstract

一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，其核心部件吸热板芯是由多个叶片组装成一体的，叶片间形成流线型孔口，形成组合叶片式孔板型吸热板芯。该集热器产品内的空气流动和流经孔口的流动方向平行一致，流动阻力小；叶片的金属板薄，传热距离短，传热阻力也小；因而集热效率高；产品耗用金属材料量少，制造设备和模具投入小，产业化流水线生产成本低，性价比高。该产品适用于建筑一体化的太阳能新鲜空气采暖、降温空调、热水、热发电、路灯照明、石油加热和物品烘干等多功能多领域的商业化市场推广应用。

Description

一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器 

所属技术领域

本实用新型涉及一种低阻、高效、经济、适用的组合叶片式孔板型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，国内外太阳能市场中的太阳能集热器产品有液体集热器和空气集热器两种。其中以液体(水或导热油)为集热介质的集热器是主体，其输送集热介质的流道大多是由多根细金属管(铜管)组成的集排管结构，由于液体的动力粘度很大，集排管结构内的流动阻力大，从太阳辐射能量中集来的热能有相当一部分被消耗于流动阻力，故产品的集热效率低。 

另外一种空气集热器产品是以空气为集热介质的，现有市场中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和渗透型中的多层铝网式吸热板芯结构，同样是因为结构不合理而流动阻力和传热阻力大，致使产品的集热效率差和性能价格比低。 

上述两种产品中，耗用金属材料量较多，各零部件的加工制造工艺复杂，装配性差，是难以实现工业化生产的一个重要原因；产品形不成建材型建筑构件，难于和建筑融为一体的工业化安装，是制约太阳能建筑应用和多领域大面积市场推广的主要瓶颈性问题。 

2008年7月15日申报的实用新型专利技术《一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器》(ZL200820128047.6)，基本上解决了上述问题，但是仍然存在两个缺点：波浪型孔板的吸热板芯整体加工制造的工艺相对复杂，一次性投入的设备和模具费用较大，加工成的孔板式吸热板芯在总装配中有一定难度，需要进一步改进。 

发明内容

本实用新型提供了一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器产品，该集热器产品是由多个叶片装配成的组合叶片式孔板型吸热板芯、上下复合保温板、保温背板、透明盖板和上下集热器边框依次总装配固定而成。其中，集热器的组合叶片式孔板型吸热板芯是采用薄金属板条冲压成型的多个叶片按一定的铅垂向间距和一定的水平距离依次搭接固定成一体的。冲压成型的叶片按纵向断面的形状分为机翼型、风扇叶片型、组合抛物线型、折线型和直线型五种。在组合叶片式孔板型吸热板芯中，每相邻两个叶片之间的搭接部分所形成的间隙构成标准的流线型管嘴式孔口，孔口的长度和高度之比为2-5。在组装好的整个组合叶片式孔板型吸热板芯的表面上喷涂太阳能选择性涂层。在五种断面形状的叶片中，机翼型叶片为最佳，该型叶片需要进行首尾打磨的工艺，其性能最好。 

为了最大限度的减少金属材料的使用量，延长产品的使用寿命，形成建筑构件，更好的便于与建筑一体化安装，集热器的上下边框均采用玻璃钢型材，上边框的断面设计成厂字形，底部设有凹槽，下边框的断面设计成到几字形，顶部设有凸棱，以便于凹槽和凸棱相对啮合后用螺丝紧固成一体。 

本实用新型的有益效果是：组合叶片式孔板型吸热板芯采用多个叶片装配的方式金属材 料的使用量少，节省金属资源，材料成本低；设备和模具的投资量小，工艺性简捷，装配灵活，适合于大规模产业化生产，生产率高，制造成本低；冲压成型的叶片结构强度大，持形能力强，能够保障装配中的结构精度要求；进而保障产品内的空气流动阻力小、传热阻力小和集热效率高。集热器边框采用玻璃钢型材，进一步节省金属材料的使用量，成本更低，而且使用寿命可达30年以上；太阳能集热器产品形成了真正的建筑构件，便于与建筑一体化替代式装配，还能节省大量的建筑材料和施工费用，经济性很好；该产品的集热性能能够满足建筑采暖等指标要求，可用于太阳能热水、采暖、空调、热气流发电、路灯照明、石油加热和物品干燥等多功能、多领域的商业化市场推广应用。 

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、图2和图3分别是薄金属板条加工叶片前下料图的俯视图和剖面图。 

图4、图5和图6分别是冲压成型后的叶片的俯视图和剖面图，其中，图6是机翼型叶片的剖面图。 

图7、图8、图9和图10分别是叶片的另外四种断面形状，即风扇叶片型、组合抛物线型、折线型和直线型叶片的剖面图。 

图11、图12和图13分别是组合叶片式孔板型吸热板芯的俯视图和两个剖面图。 

图14、图15和图16分别是上复合保温侧板的俯视图和剖面图。 

图17、图18和图19分别是下复合保温侧板的俯视图和剖面图。 

图20、图21和图22分别是复合保温背板的俯视图和剖面图。 

图23、图24和图25分别是透明盖板的俯视图和剖面图。 

图26是集热器芯五个部件的总装配工序示意图。 

图27是装配好的集热器芯剖面图 

图28、图29和图30分别是集热器上玻璃钢边框的俯视图和剖面图。 

图31、图32和图33分别是集热器下玻璃钢边框的俯视图和剖面图。 

图34是集热器紧固件螺钉的剖面图。 

图35是集热器的各部件总装配工序示意图。 

图36和图37分别是总装配后集热器成品的剖面图和俯视图。 

图中的零部件有：1、薄金属下料板条，2、冲压成型的叶片，3、孔口高度，4、小平面压边，5、小锥孔，6、叶片首部，7、叶片尾部，8、组合叶片式孔板型吸热板芯，9、上复合保温侧板，10、下复合保温侧板，11、复合保温背板，12、透明盖板，13、密封条，14、集热器芯，15、集热器芯进风口，16、集热器芯出风口，17、上边框，18、凹槽，19、下边框，20、凸棱，21、螺丝，22、集热器，23、集热器进风口，24、集热器出风口。 

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，将薄金属卷板按一定尺寸剪切下料成叶片下料板条1。 

如图4、图5和图6所示，将薄金属下料板条按叶片型状要求冲压成叶片2，叶片的横断面 为“几”字形，顶部为投影为矩形的曲面，中部是两个对称的小铅垂面，底部是两个对称的小平面压边4，顶部曲面和底部小平面压边之间保持一定垂直距离，即孔口高度3。其中，顶部曲面的首部6打磨成流线型，尾部7打磨成锐沿，形成机翼型叶片；在底部小平面压边4的首尾位置定位各打一个小锥孔5。 

如图7、图8、图9和图10所示，是为了进一步简化工艺可采用的四种叶片断面形状，分别为风扇叶片型、组合抛物线型、折线型和直线型。其中，折线型和直线型两种叶片的直线部分与水平面之间的夹角r要小于或等于15度。 

如图11、图12和图13所示，将一定数量的叶片2按一定的铅垂向间距和一定的水平距离依次首尾搭接并固定成一体，便形成了组合叶片式孔板型吸热板芯8。搭接的装配方式是：将叶片首部6两侧压边4上的两个定位锥孔5与前一个叶片尾部7两侧压边4上的两个定位锥孔5对齐并固定而实现的，相邻两个叶片在首尾搭接部分的中间形成了孔口3，孔口的长度是孔口高度的2至5倍。 

如图14、图15和图16所示，是上复合保温侧板9的俯视图和两个剖面图。 

如图17、图18和图19所示，是下复合保温侧板10的俯视图和两个剖面图。 

如图20、图21和图22所示，是复合保温背板11的俯视图和两个剖面图。 

如图23、图24和图25所示，是玻璃透明盖板12的俯视图和两个剖面图。透明盖板的周边设置密封条13。 

如图26所示，先将下复合保温侧板10和复合保温背板11装配固定成一体，在下复合保温侧板10的顶斜面上安装固定组合叶片式孔板型吸热板芯8，再装配上复合保温侧板9，使上下复合保温板的两个斜面牢固的夹持固定吸热板芯8，再将透明盖板12置入上复合保温板顶部的预留窗口内固定，形成筒式的直角平行六面体集热器芯14，如图27所示。该集热器芯的下口为集热器芯的进风口15，上口为出风口16，在集热器芯内，组合叶片式孔板型吸热板芯8把集热器芯内的空腔分割成上下两个断面为楔形的流道，两个流道的楔面夹角小于30度。 

如图28、图29和图30所示，是由玻璃钢型材加工成的集热器上边框17的俯视图和两个剖面图。上边框的底面设有凹槽18。 

如图31、图32和图33所示，是由玻璃钢型材加工成的集热器下边框19的俯视图和两个剖面图。下边框的顶面设有凸棱20。 

如图34所示，是用来紧固的螺丝21。 

如图35所示，是集热器各部件依次装配的示意图。将集热器芯14装入集热器上边框17内，再安装集热器下边框19，将下边框的凸棱20对正上边框的凹槽18，压紧并用螺丝21拧紧固定成一体。 

如图36和图37所示，是装配好的集热器22的剖面图和俯视图。最后在集热器的进风口23处装配空气滤清器，在集热器出风口24处装配连接管件，便形成了低阻高效的组合叶片式孔板型太阳能空气集热器产品，进而可安装在太阳能集热系统中应用了。 

Claims (5)

1.一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，是由组合叶片式孔板型吸热板芯、上下复合保温侧板、复合保温背板、透明盖板、上下玻璃钢边框和螺丝零部件依次装配而成，其特征是：组合叶片式孔板型吸热板芯是由多个冲压成型的叶片依次首尾搭接装配成一体。

2.根据权利要求1所述的一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，其特征是：组合叶片式孔板型吸热板芯中的叶片冲压成横断面为“几”字形，顶部为一个投影为矩形的曲面，中部是两个对称的小铅垂面，底部是两个对称的小平面。

3.根据权利要求1或2所述的一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，其特征是：叶片的顶部曲面冲压成纵向断面形状为机翼型，也可以冲压成风扇叶片型、组合抛物线型，为简化工艺，还可以冲压成折线型和直线型，其中，折线型和直线型两种叶片的直线部分与水平面之间的夹角r小于或等于15度。

4.根据权利要求1或2所述的一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，其特征是：冲压成型叶片底部的两个对称小平面上各预先冲压出首尾两个小锥孔，在叶片依次搭接时，后面一个叶片首部的小锥孔对准前面一个叶片的尾部小锥孔压下，搭接固定成一体，使相邻两个叶片的搭接部分中间形成流线型管嘴式孔口。

5.根据权利要求1所述的一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器，其特征是：上下集热器边框均采用玻璃钢型材，上边框的断面设计成厂字形，底部设有凹槽，下边框的断面设计成几字形，顶部设有凸棱，上边框的底部设有凹槽，下边框的顶部设有凸棱，以便于凹槽和凸棱相对啮合后用螺丝紧固成一体。 

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