CN215216730U - 一种利用毛细管网的太阳能集热墙 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用毛细管网的太阳能集热墙，墙体结构包括基层、保温层、毛细管集热层，毛细管集热层由吸热层、空气夹层以及透明盖板组成，吸热层由水泥砂浆均匀填充在毛细管网表面形成一薄的平整包覆层，包覆层外表面敷有吸热涂层，集热墙最外层覆有透明盖板，透明盖板与吸热层之间留有间距，形成空气夹层，毛细管网内充装有流动介质，收集到流动介质中的热量通过毛细管网的进出口管路连接至其它用热设备进一步利用；本实用新型提出了一种易于将具有外墙外保温结构的外墙与毛细管集热装置进行一体化设计的太阳能集热墙，该集热墙可有效利用建筑外墙表面作为集热面，由水泥砂浆包覆毛细管形成的集热层容重低，施工方便，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能热水器与建筑一体化的应用技术领域，具体涉及一种利用毛细管网的太阳能集热墙。
背景技术
太阳能作为可再生能源，其利用对于实现建筑节能减排意义重大。目前在建筑中的太阳能热利用主要是利用各种形式的太阳能热水器，如平板、真空管和槽式太阳能集热器。这些传统太阳能集热器通常布置在屋顶，而高层建筑屋顶集热面积受限，难以满足建筑用热需求，但是高层建筑外墙表面积较大，若能将其作为太阳能集热面积，能更好地满足高层建筑用热需求。目前，常规的太阳能热水器与外墙一体化设计多采用平板集热器，集热器支架与墙体预埋件相锚固。而平板集热器多采用铜管作为吸热板芯的集热管，与建筑之间难以实现完全一体化。
毛细管网是模拟人体皮肤下的毛细血管机制，一般流动介质在毛细管网中的循环流速和人体毛细血管中血液流动速度基本相同，都在0.05～0.2m/s之间。毛细管网薄、柔、轻、覆盖层薄，因此安装方便，铺装面积大，节省空间，使用寿命长，是一种高效的换热器。由于毛细管网换热面积大，质轻，传热效率更高，可以和建筑内装饰一起应用的优点，通常用作空调采暖末端的换热器，使得系统可以利用低品位的冷热源。毛细管材质一般为PP-R或PE-RT，若将太阳能这种可再生能源的利用与廉价的高效换热器结合起来，并且利用建筑外墙面积大的优势，和毛细管辐射需要较大散热面积的需求相一致，且易于实现太阳能利用的建筑一体化问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种利用毛细管网的太阳能集热墙，通过易于敷设在建筑外墙上的高效换热器——贴附式毛细管换热器，与高效的太阳能集热方法相结合，构造新型的毛细管太阳能毛细管集热墙体，提高太阳能在建筑中的热利用，且大大降低太阳能一体化利用的成本。
为解决以上技术问题，本实用新型包括如下技术方案：
一种利用毛细管网的太阳能集热墙，墙体结构包括基层、保温层、毛细管集热层，毛细管集热层由吸热层、空气夹层以及透明盖板组成，吸热层由水泥砂浆均匀填充在毛细管网表面形成一薄的平整包覆层，包覆层外表面敷有吸热涂层，集热墙最外层覆有透明盖板，透明盖板与吸热层之间留有间距，形成空气夹层，毛细管网内充装有流动介质，收集到流动介质中的热量通过毛细管网的进出口管路连接至其它用热设备进一步利用。
一种利用毛细管网的太阳能集热墙，与现有技术相比，本实用新型利用吸热涂层、水泥砂浆、毛细管网以及毛细管网内充装的流动介质实现太阳能的光热转化，热量的传递与利用，与传统太阳能集热器相比，有效利用了建筑外墙面积，尤其对于建筑外墙面积较大的高层、超高层建筑，提供了一种可靠的太阳能热利用方式；易于实现太阳能热水与建筑外墙的一体化设计，用敷设有毛细管网的水泥砂浆层取代平板集热器的吸热层，水泥砂浆更易与外墙外保温墙体一体化施工，毛细管网管径小，能减少吸热层尺寸，降低集热器对墙体的荷载；使用灵活，构造简单，安装方便，采用毛细管网和建筑材料一起，用毛细管网减少水体容重，可采用挂墙式结构，易做成模块化集热墙；太阳能集热墙在实现太阳能热利用的同时提高了建筑围护结构的性能，夏季将建筑外墙上的太阳辐射热通过毛细管网内的流动介质带走，减小了室内冷负荷，冬季太阳能集热墙内的保温层降低了室内热负荷，同时，保温层还作为太阳能毛细管集热层内表面的绝热层，有效减少了太阳能集热热损失。
附图说明
图1是本实用新型太阳能集热墙墙体纵向剖面图；
图2是本实用新型太阳能集热墙墙体结构图；
图中：基层1；保温层2；毛细管集热层3；透明盖板301；空气夹层302；吸热涂层303；304吸热层；毛细管网305；进口管路305a；出口管路305b。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
如附图所示，本实用新型的一种利用毛细管网的太阳能集热墙，包括基层1、保温层2、毛细管集热层3，所述的毛细管集热层3包括透明盖板301，空气夹层302、吸热涂层303、吸热层304、毛细管网305。所述的吸热层304内敷设有毛细管网305；所述毛细管网305底部有进口管路305a，顶部有出口管路305b；所述吸热层304外表面涂有一层吸热涂层303；所述吸热层304与透明盖板301之间留有厚度为2.5-3.5厘米的空气夹层302。
所述的透明盖板301为墙体外表面，为了防止像冰雹之类的外力对墙体造成损坏，透明盖板301的材质采用透光性钢化玻璃。
所述的毛细管网305材料为PP-R，为了在保证墙体整体性能的同时尽量减少成本，所述的吸热层304材质采用掺混了石墨粉和导热泥胶的水泥砂浆。
本实用新型的工作原理：
在使用过程中本实用新型作为建筑向阳面的墙体，太阳光照射在透明盖板301上，经过反射与折射，大部分的太阳光透过透明盖板301到达吸热涂层303上，被吸热涂层303吸收，也有部分被反射到空气夹层302中，在透明盖板301内表面再次反射与折射，一部分又回到吸热涂层303上，吸热涂层303在吸收了太阳辐射热之后，温度逐渐升高，由于掺混了石墨粉和导热泥胶的水泥砂浆具有良好的吸热和导热性能，热量迅速传递到吸热层304内，吸热层304温度升高，导热的作用下，敷设在吸热层304内的毛细管网305温度上升，毛细管网305内充装的流动介质与内壁面发生对流传热，流动介质收集到热量后通过毛细管网305的进口管路305a、出口管路305b连接至其它用热设备进一步利用，而吸热层304外表面的空气夹层302、内表面的保温层2增大了热阻，可有效减少集热过程的热损失。
Claims (7)
1.一种利用毛细管网的太阳能集热墙，墙体结构包括基层、保温层、毛细管集热层，其特征在于：毛细管集热层由吸热层、空气夹层以及透明盖板组成，吸热层由水泥砂浆均匀填充在毛细管网表面形成一薄的平整包覆层，包覆层外表面敷有吸热涂层，集热墙最外层覆有透明盖板，透明盖板与吸热层之间留有间距，形成空气夹层，毛细管网内充装有流动介质，收集到流动介质中的热量通过毛细管网的进出口管路连接至用热设备进一步利用。
2.根据权利要求1所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述的基层和保温层为建筑常采用的外墙外保温形式的外墙结构。
3.根据权利要求1所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述吸热层材料为水泥砂浆。
4.根据权利要求3所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述水泥砂浆掺混有石墨粉和导热泥胶。
5.根据权利要求1所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述的毛细管网材料为PP-R。
6.根据权利要求1所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述透明盖板材料为透光性钢化玻璃。
7.根据权利要求1所述的利用毛细管网的太阳能集热墙，其特征在于：所述的空气夹层厚度为2.5-3.5厘米。
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