CN202024496U - 一种用于空气预热的太阳能蓄热风道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于空气预热的太阳能蓄热风道，是在建筑屋顶上部或者空旷的地面上依次设有隔热层、蓄热层、着有黑漆的铝板构成的集热面以及透明盖板；隔热层与蓄热层之间、集热面与透明盖板之间均有空气通道；蓄热层采用支架将其固定；所述蓄热风道的进风口端设有用于引入室外新风的百叶风口或用于引入室内排风的通风道；所述蓄热风道的出风口端直接与风冷热泵的进风口相连通；本实用新型在白天利用集热面吸收透过玻璃盖板的太阳辐射热，并传入蓄热层进行蓄热；利用集热面以及蓄热层下表面对进入通道的空气进行加热，可以有效提升热泵机组进风温度，提高热泵机组能效；也可以用于其它需要预热空气的场合；在没有太阳辐射的情况下，利用蓄热层的蓄热量使集热面和蓄热层下表面维持在较高温度，可继续对通道空气加热，使整个加热系统可以持续运行；本实用新型仅利用太阳辐射，不需要消耗不可再生能源，便可以达到提高空气源热泵制热能效的作用；具有节能环保、控制简单的优点，可广泛应用于使用空气源热泵制热的空调、生活热水及热风干燥项目中。

Description

一种用于空气预热的太阳能蓄热风道

技术领域

本实用新型涉及预热空气的加热技术，尤其是一种太阳能蓄热风道。 

背景技术

空气源热泵热水器在-2～2℃的区间内制热水最容易结霜。空气中水蒸气在空气侧换热器表面结霜，随着持续运行，霜层不断增厚，影响热量交换，所以必须进行除霜。采用传统的除霜方式，易造成水箱温度波动、压缩机启停频繁等问题，长期运行会缩短压缩机及电气设备寿命。环境温度对空气源热泵热水器的系统效率有很大的影响，环境温度越高，机组效率也会随之增大。 

太阳能作为一种清洁能源，特别是在通风、空调、热水、发电等领域得到了广泛的应用，太阳能屋顶和太阳能烟囱在各种建筑中用于通风和采暖，太阳能复合热泵热水器也普遍应用于制热水系统中。 

目前，太阳能屋顶已经有广泛的应用，但普遍问题在于太阳能具有地域选择性和不稳定性，在太阳辐射较强时会有剩余热量无法被有效利用，而太阳辐射较弱时又不能提供足够的热量。本实用新型提出集热与相变蓄热相结合的加热方式，使系统稳定、长期持续地运行，蓄热材料的蓄热作用解决了无太阳辐射不能工作的困境。CN101149166A公开了一种与建筑物外墙结合的太阳能集热储热系统，该系统可收集太阳能，并将热能传给太阳房，还可将多余热量存储在砖石墙壁中，供阴雨天或夜晚使用，但是该系统主要用于室内采暖，也无法在没有太阳辐射的时候稳定地进行工作。CN101324352公开的太阳能蓄能通风采暖系统与本系统结构相似，本系统的特点在于在集热面上部和蓄热层下部分别设置空气通道以保证更大的通风量和更高的换热效率。并且两者目的不同，前者用于自然通风和采暖，本系统主要用于预热空气，主要采用机械通风方式。 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，该实用新型采用太阳能蓄热风道对通道空气进行预热，将热空气送入风冷热泵，从而提高整个风冷热泵系统的效率。 

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于空气预热的太阳能蓄热风道，包括建筑屋顶或地面，其特征在于，在建筑屋顶或地面的上部依次设有由隔热层、蓄热层、着有黑漆铝板的集热面和透明盖板；隔热层与蓄热层之间以及透明盖板与集热面之间均有空气通道；蓄热层采用支架将其固定；太阳能蓄热风道的进风口端设有用于引入室外新风的百叶风口或用于 引入室内排风的通风道；太阳能蓄热风道的出风口端直接与风冷热泵进风口相连通，周围设有挡板阻止热空气外泄；所述蓄热层采用采用封装的相变材料进行蓄热，或者采用强化传热的措施对相变材料进行处理；所述空气通道主要引入室外新风或室外排风；所述空气通道的厚度主要在0.1m～1m之间，也可根据系统具体情况调整；所述蓄热风道主要用于预热风冷热泵进风空气温度，可广泛应用于使用空气源热泵制热的空调、生活热水及热风干燥项目中。 

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果： 

(1)本实用新型在白天利用集热面吸收透过玻璃盖板的太阳辐射热，并传入蓄热层进行蓄热；利用集热面以及蓄热层下表面对进入通道的空气进行加热，可以有效提升热泵机组进风温度，提高热泵机器能效；也可以用于其它需要预热空气的场合；在没有太阳辐射的情况下，利用蓄热层的蓄热量使集热面和蓄热层下表面维持在较高温度，可继续对通道空气加热，使整个加热系统可以持续运行。 

(2)本实用新型主要用于预热风冷热泵进口空气，进风口端设有用于引入室外新风的百叶风口或用于引入室内排风的通风道；蓄热风道的出风口端直接与风冷热泵的进风口相连通，用于使用空气源热泵制热的空调、生活热水及热风干燥项目中。 

(3)本实用新型控制方法简单，基本不需要人为操作，不需要占用建筑内部空间，且各部件投资小，不易损坏，经济效益高。 

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式的结构示意图(剖视图)； 

图2是本实用新型第二实施方式的结构示意图(剖视图)。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。 

实施例1：如图1所示，用于空气预热的太阳能蓄热风道，是在建筑物屋顶或地面的上部依次设有隔热层2、蓄热层3、着有黑漆铝板的集热面4和透明盖板5；隔热层2与蓄热层3之间以及透明盖板5与集热面4之间均有空气通道6；蓄热层采用支架11将其固定；在太阳能蓄热风道的进风口端设有用于进风的百叶风口7引入室外新风；太阳能蓄热风道的出风口端直接与风冷热泵进风口(9)相连通，周围设有挡板(10)阻止热空气外泄；空气通道6的厚度可以为0.10m、0.5m或者1m等，具体厚度根据系统需要进行设置。 

实施例2：如图2所示，用于空气预热的太阳能蓄热风道，是在建筑物屋顶或地面的上部依次设有隔热层2、蓄热层3、着有黑漆铝板的集热面4和透明盖板5；隔热层2与蓄热层3之间以及透明盖板5与集热面4之间均有空气通道6；蓄热层采用支架11将其固定；在太阳能蓄热风道的进风口端设有用于引入室内排风的通风道(8)；太阳能蓄热风道的出风口端直接与风 冷热泵进风口(9)相连通，周围设有挡板(10)阻止热空气外泄；空气通道6的厚度可以为0.10m、0.5m或者1m等，具体厚度根据系统需要进行设置。 

其中，透明盖板5用钢化玻璃或透明塑料板等透明材料即可。蓄热层3的相变蓄热材料采用现有成熟产品，可为无机水和盐PCM、石蜡类，或脂肪酸等材料的封装形式或强化相变材料传热的形式；保温隔热材料为聚苯板或玻璃棉等，可以避免下层通风道空气与屋顶传热，在夏季起到良好的隔热作用。 

夏天太阳辐射强度大，相变蓄热材料的相变温度越高空气加热温度越高；冬季太阳辐射较弱，辐射能量只能满足较低相变温度蓄热能力。因此，要根据建筑的实际要求以及当地太阳辐射强度选择一个最佳蓄热材料相变温度，如30℃、40℃、60℃等。 

本实用新型可以根据风冷热泵或者需要预热系统所需的通风量对太阳能蓄热风道的面积进行合理安排，但空气通道内风速不宜过高，否则会增加通风阻力。 

本实用新型的工作和控制原理是： 

本实用新型将太阳能通风系统与相变蓄热结合，利用集热面吸收太阳辐射热，并传入蓄热层进行蓄热，利用集热面以及蓄热层下表面对进入通道的空气进行加热，可以有效提升热泵机组进风温度，提高热泵机组能效。 

白天：集热面吸收太阳辐射热，一部分热量用于加热上部通道空气，另一部分热量传入蓄热层；蓄热层利用相变材料进行蓄热，同时加热下部通道空气。 

夜间：蓄热层放出热量，一部分用于加热下部通道空气，另一部分传入集热面；集热面加热上部通道空气。 

本实用新型可在有太阳辐射的时段加热通道内空气，也可在没有太阳辐射的情况下利用蓄热层在没有太阳辐射的情况下，利用蓄热层的蓄热量使集热面和蓄热层下表面维持在较高温度，继续对通道空气加热，使整个加热系统持续运行。 

Claims (3)

1.一种用于空气预热的太阳能蓄热风道，包括建筑屋顶或地面(1)，其特征在于，在建筑屋顶或地面(1)的上部依次设有由隔热层(2)、蓄热层(3)、着有黑漆铝板的集热面(4)和透明盖板(5)；隔热层(2)与蓄热层(3)之间以及透明盖板(5)与集热面(4)之间均有空气通道(6)；蓄热层采用支架(11)将其固定；在太阳能蓄热风道的进风口端设有用于引入室外新风的百叶风口(7)或用于引入室内排风的通风道(8)；太阳能蓄热风道的出风口端直接与风冷热泵进风口(9)相连通，周围设有挡板(10)阻止热空气外泄。

2.根据权利要求1所述的用于空气预热的太阳能蓄热风道，其特征在于，所述蓄热层采用封装的相变材料进行蓄热，或者采用强化传热的措施对相变材料进行处理。

3.根据权利要求1所述的用于空气预热的太阳能蓄热风道，其特征在于，所述空气通道的厚度为0.1m～1m。 

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