CN205747542U - 一种气液两用高效太阳能空气集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液两用高效太阳能空气集热器，包括背板、设置在背板周边与背板形成腔室的集热器边框、设置在腔室内的换热排管、设置在腔室内的吸热基板、设置在集热器边框一侧并与腔室相通的冷风进管、设置在集热器边框另一侧并与腔室相通的热风出管、向冷风进管均匀布风的散风管、将热风出管热风汇集到一起的集风管以及对散风管供风的风机。本实用新型在设置换热排管的同时，设置了分别与腔室相通的冷风进管和热风出管，达到热风热水同时供应的效果，本实用新型结构简单，安装快捷，更适于与建筑的结合。

Description

一种气液两用高效太阳能空气集热器

技术领域

本实用新型涉及一种新型太阳能集热器，与墙面平行安装的工况下增加太阳光吸收率，实现太阳能光热建筑一体化，属于太阳能利用领域。

背景技术

随着新能源的大力发展，太阳能成为人们在日常生活中应用最广泛的能源，其中太阳能集热器则是人们生活中必不可少的设备。目前，平板太阳能集热器通常是由以下几部分构成：壳体、壳体内壁面上的保温层、换热管和吸热板、盖板等。其原理是当太阳光通过盖板照射到吸热板上，吸热板吸热升温后通过换热管将热能传导给管中的工作介质（一般为水），完成热能交换。吸热板通常平放，俗称平板型，平放的吸热板受热升温后，部分热能会通过盖板平面向外辐射，辐射热经透光盖板散发到周围空气中，辐射热利用率低，而且壁挂式平板太阳能集热器产品安装都是悬挂在高层建筑的外墙上，需支架配合与阳光垂直安装，不仅费力费时，而且使用寿命低；三年左右支架开始腐蚀，并污染墙面，七八年会严重老化，存在极大的安全隐患；现有的幕墙上使用的集热器，都是单一的热水式集热器，没有有效的利用加热水过程中产生的热空气，造成极大部分的热空气能源的流失，更没有设置合理的循环管路进行热能利用，热效率利用率低；有些设置了带肋片的集热器，其做法是将肋片按一定间距排列，集热排管穿过肋片并固定，在肋片下面的保温层上设置反射膜，反射膜直接外置或者反射膜上设置玻璃板来吸收热辐射，吸收的热量易被传导出去，并且肋片间距不易控制，热空气在肋片间形成对流，增加了热损失，辐射热利用率不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供结构简单、能够有效的增加太阳光吸收率和降低热损、可同时提供热风和热水的气液两用高效太阳能空气集热器。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种气液两用高效太阳能空气集热器，包括背板、设置在背板周边与背板形成腔室的集热器边框、设置在腔室内的换热排管、设置在腔室内的吸热基板、设置在集热器边框一侧并与腔室相通的冷风进管、设置在集热器边框另一侧并与腔室相通的热风出管、向冷风进管均匀布风的散风管、将热风出管热风汇集到一起的集风管以及对散风管供风的风机。

作为本实用新型进一步的改进，所述集风管上连通有出风管道；所述出风管道外部套装有换热管道；所述换热管道的一端通过保温层与出风管道密封连接。

作为本实用新型进一步的改进，所述风机的供风口通过弯头和变径管与散风管相连通。

作为本实用新型进一步的改进，所述风机的进风管道上分别设置有自由进风管路和换热风进风管路；

所述换热风进风管路与换热管道相连通。

作为本实用新型进一步的改进，所述自由进风管路上设置有第一截止阀。

作为本实用新型进一步的改进，所述换热风进风管路上设置有第二截止阀。

作为本实用新型进一步的改进，所述吸热基板为若干平行排列的L形金属板所形成的肋片结构。

作为本实用新型进一步的改进，所述L形金属板的L形金属板长边与相邻L形金属板长边间距的比值为6-10。

作为本实用新型进一步的改进，所述背板与L形金属板的短边之间的填充有隔绝热传递的保温隔热层；所述L形金属板的长边上设置有换热排管穿通过去的通孔；相邻所述L形金属板光线入口处的窗口面积为两个相邻L形金属板内表面积之和的1/9-1/21。

作为本实用新型进一步的改进，所述换热排管的一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留进水口上；所述换热排管的另一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留出水口上；所述集热器边框上设置有位于背板对侧的透光盖板；所述透光盖板盖合状态时与吸热基板之间留有20mm厚的空气层。

与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果如下：

本实用新型无需支架安装，杜绝安全隐患，壁挂式平板太阳能集热器产品安装都是悬挂在高层建筑的外墙上，需支架配合安装，不仅费力费时，而且使用寿命低，两三年支架开始腐蚀，并污染墙面，七八年会严重老化，存在极大的安全隐患，气液两用高效太阳能空气集热器安装无需支架，杜绝了这一安全隐患；防风性能强，杜绝安全隐患，高层和超高层建筑的风荷载相对要大的多，沿海地区更是台风的横行之地，阳台壁挂式太阳能由于倾斜安装，存在这一安全隐患，气液两用高效太阳能空气集热器由于是与墙体结合，镶嵌安装，杜绝这一安全隐患；本实用新型在设置换热排管的同时，设置了分别与腔室相通的冷风进管和热风出管，达到热风热水同时供应的效果；散风管能够均匀平稳的供风，进风换热快效果好，集风管可将热风汇集进行供热；出风管道外部套装有换热管道，能够避免出风管道的热风热能散失，并利用其挥散的热量对换热管道内的空气进行预加热；进风管道设置两路，换热风进风管路采集换热管道内预加热的空气进行循环利用，节约能源，另一路自由进风管路可在换热管道内风量不足时进行补充新风。本实用新型结构简单，安装快捷，可嵌入房屋外墙或者用构件直接挂在外墙表面上，它不需要像普通集热器一样，要求太阳光与吸热板必须尽可能垂直来获得最大吸收率，这样也就大大降低了对太阳能集热器苛刻的安装要求，可以在建筑南立面安装，便于太阳能集热与建筑一体化。

附图说明

附图1为本实用新型的侧面剖视结构示意图；

附图2为本实用新型的主视结构示意图；

附图3为本实用新型的A部放大结构示意图；

附图4为本实用新型吸热基板的结构示意图；

附图5为本实用新型L形金属板剖视的结构示意图；

附图6为本实用新型散风管与冷风进管的结构示意图。

在附图中：

1出水口、3吸热基板、4透光盖板、5背板、6保温隔热层、7进水口、8集热器边框、9换热排管、10 L形金属板、11散风管、12冷风进管、13变径管、14弯头、15风机、16进风管道、17第一截止阀、18自由进风管路、19换热风进风管路、20出风管道、21保温层、22换热管道、23热风出管、24集风管、25第二截止阀、h L形金属板长边、d相邻L形金属板长边间距。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行进一步详细的叙述。

如附图1-6所示，一种气液两用高效太阳能空气集热器，包括背板5、设置在背板5周边与背板5形成腔室的集热器边框8、设置在腔室内的换热排管9、设置在腔室内的吸热基板3、设置在集热器边框8一侧并与腔室相通的冷风进管12、设置在集热器边框8另一侧并与腔室相通的热风出管23、向冷风进管12均匀布风的散风管11、将热风出管23热风汇集到一起的集风管24以及对散风管11供风的风机15。所述集风管24上连通有出风管道20；所述出风管道20外部套装有换热管道22；所述换热管道22的一端通过保温层21与出风管道20密封连接。所述风机15的供风口通过弯头14和变径管13与散风管11相连通。所述风机15的进风管道16上分别设置有自由进风管路18和换热风进风管路19；所述换热风进风管路19与换热管道22相连通。所述自由进风管路18上设置有第一截止阀17。所述换热风进风管路19上设置有第二截止阀25。本实用新型在设置换热排管9的同时，设置了分别与腔室相通的冷风进管1223和热风出管，达到热风热水同时供应的效果；散风管11能够均匀平稳的供风，进风换热快效果好，集风管24可将热风汇集进行供热；出风管道20外部套装有换热管道22，能够避免出风管道20内热风的热能散失，并利用其挥散的热量对换热管道22内的空气进行预加热；进风管道16设置两路，换热风进风管路19采集换热管道22内预加热的空气进行循环利用，节约能源，另一路自由进风管路18可在换热管道22内风量不足时进行补充新风。所述吸热基板3为若干长边平行排列的L形金属板10所形成的肋片结构，弯折成L形便于控制肋片之间的间距，便于组装吸热基板，结构更稳定，并抑制了通过相邻肋片间隙时的热对流，增加了吸热面积。所述L形金属板的L形金属板长边h与相邻L形金属板长边间距d的比值为6-10，相邻L形金属板长边间距d即为L形金属板的短边，定位快速准确，获得最佳的抑制热损的效果，并且L形金属板的短边能进一步吸收热量。所述背板5与L形金属板10的短边之间的填充有保温隔热层6，保温隔热层6为无机保温材料，可选用岩棉，在腔室底部和四周侧边均填充岩棉，达到好的保温隔热效果。所述L形金属板10的长边上设置有换热排管9穿通过去的通孔，换热排管9为铜管或铜铝复合管等传热效果好的金属管，换热排管9的间距≤120mm，换热排管9与L形金属板10的长边为吹胀式连接固定。相邻所述L形金属板10光线入口处的窗口面积为两个相邻L形金属板10内表面积之和的1/9-1/21，降低吸热基板3光线入口处的热损失，经测定，辐射热损失降低为普通平板集热器热损失的十分之一以下。所述换热排管9的一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留进水口7上，所述换热排管9的另一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留出水口1上。管路接头处均做防热桥处理，使保温隔热效果好，保温隔热层材料采用无机保温材料，防火阻燃，性能稳定，使用寿命长。所述L形金属板10上喷涂有选择性吸热涂层，所述选择性吸热涂层为有机硅和二甲苯材料，省去了反射膜，喷涂方便，且选择性吸热涂层效果更好，避免了反射膜易发生脱落的问题。所述集热器边框8上设置有位于背板5对侧的透光盖板4，所述透光盖板4盖合状态时与吸热基板3之间留有20mm厚的空气层，可防止吸收的热量被透明盖板传导出去。本实用新型无需支架安装，杜绝安全隐患，壁挂式平板太阳能集热器产品安装都是悬挂在高层建筑的外墙上，需支架配合安装，不仅费力费时，而且使用寿命低，两三年支架开始腐蚀，并污染墙面，七八年会严重老化，存在极大的安全隐患，气液两用高效太阳能空气集热器安装无需支架，杜绝了这一安全隐患；防风性能强，杜绝安全隐患，高层和超高层建筑的风荷载相对要大的多，沿海地区更是台风的横行之地，阳台壁挂式太阳能由于倾斜安装，存在这一安全隐患，气液两用高效太阳能空气集热器由于是与墙体结合，镶嵌安装，杜绝这一安全隐患；杜绝高空坠物引发的次生安全隐患，阳台壁挂式太阳能因在外倾斜安装，高空坠物会砸碎太阳能集热器玻璃，碎玻璃高空坠落会引发更会严重的安全问题，气液两用高效太阳能空气集热器由于是垂直安装，杜绝了这一安全隐患；常规平板集热器是平面吸热，吸收率95%左右，幕墙集热器是立体吸热，吸收率高达99.9%；本实用新型的吸热基板的肋片高度与间距之比控制在6-10的范围内，形成“黑洞”，即光线进入相邻L形金属板窗口内部后，只能在其内部反射而无法从中逃脱，经过多次反射，被整个吸热基板吸收，从而有效的增加了吸热基板的吸热量，显著提高了其集热性能；本实用新型采用喷涂选择性吸热涂层，省去了反射膜，喷涂方便，且选择性吸热涂层效果更好，避免了反射膜易发生脱落的问题。本实用新型结构简单，安装快捷，可嵌入房屋外墙或者用构件直接挂在外墙表面上，它不需要像普通集热器一样，要求太阳光与吸热板必须尽可能垂直来获得最大吸收率，这样也就大大降低了对太阳能集热器苛刻的安装要求，可以在建筑南立面安装，便于太阳能集热与建筑一体化。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：其包括背板（5）、设置在背板（5）周边与背板（5）形成腔室的集热器边框（8）、设置在腔室内的换热排管（9）、设置在腔室内的吸热基板（3）、设置在集热器边框（8）一侧并与腔室相通的冷风进管（12）、设置在集热器边框（8）另一侧并与腔室相通的热风出管（23）、向冷风进管（12）均匀布风的散风管（11）、将热风出管（23）热风汇集到一起的集风管（24）以及对散风管（11）供风的风机（15）。

2.根据权利要求1所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述集风管（24）上连通有出风管道（20）；所述出风管道（20）外部套装有换热管道（22）；所述换热管道（22）的一端通过保温层（21）与出风管道（20）密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述风机（15）的供风口通过弯头（14）和变径管（13）与散风管（11）相连通。

4.根据权利要求3所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述风机（15）的进风管道（16）上分别设置有自由进风管路（18）和换热风进风管路（19）；

所述换热风进风管路（19）与换热管道（22）相连通。

5.根据权利要求4所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述自由进风管路（18）上设置有第一截止阀（17）。

6.根据权利要求5所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述换热风进风管路（19）上设置有第二截止阀（25）。

7.根据权利要求6所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述吸热基板（3）为若干平行排列的L形金属板（10）所形成的肋片结构。

8.根据权利要求7所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述L形金属板的L形金属板长边（h）与相邻L形金属板长边间距（d）的比值为6-10。

9.根据权利要求8所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述背板（5）与L形金属板（10）的短边之间的填充有隔绝热传递的保温隔热层（6）；所述L形金属板（10）的长边上设置有换热排管（9）穿通过去的通孔；相邻所述L形金属板（10）光线入口处的窗口面积为两个相邻L形金属板（10）内表面积之和的1/9-1/21。

10.根据权利要求9所述的一种气液两用高效太阳能空气集热器，其特征在于：所述换热排管（9）的一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留进水口（7）上；所述换热排管（9）的另一端汇集到进水集管后连接到集热器的外部预留出水口（1）上；所述集热器边框（8）上设置有位于背板（5）对侧的透光盖板（4）；所述透光盖板（4）盖合状态时与吸热基板（3）之间留有20mm厚的空气层。