专利名称：一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有效利用太阳能产生和储存、运输热量的集热装置，特别涉及一种新型的含滲透式吸热板的，梯形结构的太阳能空气集热器，该发明为以空气为传热媒介，并且集被动太阳能生热和自主电加热集于一体的太阳能空气集热器。
背景技术：
在不可再生资源日渐枯竭的今天，能源领域的发掘和应用犹如战场，如何利用好已开发的不可再生资源是我们比较关心的一个话题，但ー些走在能源开发回收前沿的前辈们早就开始把目光转向新型能源开发与应用，而太阳能凭借价格低廉、应用广泛、储量丰富等特点倍受青睐。太阳能能源是来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。目前，除了太阳能发电以外，太阳能在建筑供暖中应用最为普遍，技术和产品主要有被动太阳房技术和太阳能热水器等等，被动太阳能房构造简单、价格低廉，但建筑的阴面无法实现采暧，尤其对于大进深建筑如教室、写字楼、会议室和商场尤为如此，解决这ー难题的方法大多采用太阳能集中供暖系统，集热器以水为エ质的真空管、热管式真空管和平板集热器为主，普遍存在抗冻性能差、防水垢和管路防锈蚀难度大等特点，且真空管一旦破裂将导致大量热水损失，系统操作要求高、维护难度大，可靠性低。而平板式集热器一般与太阳接触面积不够大，导致集热不充分，效果不好，同时热损过大。无论哪种结构形式，都存在以下三方面的缺点第一，集热器散热面积大、升温路径短，造成集热器出口温度偏低；第二，集热器内的热空气是自然流动的，循环速度较慢，不具备出ロ温度调节功能；第三，集热器也不具备储热功能，不能在夜间或不利天气条件下エ作。上述问题，激发了环保工作者的不断探索，寻找新的应用方法，研制新型集热器扬长避短，在条件允许下，尽量使产品功能最大化，同时成本最低，以达到最大的科学、经济效益。
发明内容所要解决的技术问题本发明为克服上述现有技术存在的不足，提供一种热量损失更小、一次循环升温更大、集热效率更高、保温效果更好，含滲透式吸热板的，梯形结构的，以空气为传热媒介，并且集被动太阳能生热和自主电加热集于一体的太阳能空气集热器。技术方案为了实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现。ー种新型滲透式梯形结构的太阳能空气集热器装置包括外壳I、压边型材2、内芯15等。外壳I材料为铝合金，上面可自由打孔，方便与各类基础连接；外壳I上在与内芯15对应的地方设有进风ロ 3和出风ロ 4以及电加热穿线孔14。压边型材材料2为铝合金，需用螺丝与外壳I连接后用密封胶密封，压边型材(2)和外壳(I)将内芯(15)包裹起来，内含吸热加热系统。内芯15包括盖板13、保温层9、吸热加热系统、不锈钢支架8。盖板13材料为亚克力透明蜂窝板，三层中空，其作用是将吸热加热系统封装在保温层内，盖板(13)上有内芯(15)与外壳(I)及压边型材(2)连接处。保温层9包括铝箔板16、石棉网17、保温板18，外层塑料板19，从内而外依次为铝箔板16、石棉网17、保温板18、石棉网17、外层塑料板19 ;石棉网17材料为岩棉或矿渣棉，保温板18材料为硬质聚氨酯；在铝箔板16和石棉网17中间放置ー层电热毯10，用与自主电加热，方便在夜间或不利天气条件下參与工作。在保温层上设有进风ロ 3和出风ロ 4以及电加热穿线孔14。
所述的吸热加热包括吸热板5和电热毯10。其特征在于吸热板的材料为紫铜板，同时全部表面镀高选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy或TiOYNx。吸热板5表面按照一定尺寸和规律冲成百叶孔11，所冲孔的方向在长度方向上与进气出气的方向垂直；同时吸热板表面按照一定尺寸和规律冲圆孔；在冲孔完毕以后吸热板将被折弯成等腰梯形状，但不等距，即冲孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸热板上面根据所冲圆孔依次焊接ー种吸热管6，吸热管6对称焊接在吸热板的两侧，吸热管6材料为紫铜，同时全表面镀选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy或TiOYNx。整体吸热加热装置通过不锈钢螺丝7固定在不锈钢支架8上，吸热板5四周与保温层密封，不锈钢支架8与保温层9固定，且保证吸热板上带有梯形结构的方向与进气出气方向垂直，同时吸热板所冲百叶孔突出的ロ方向向下，使得气流在腔体内做爬坡运动。梯形吸热板5将内芯腔15的腔体分为两部分，上部分是由盖板13与吸热板5所夹空间，该空间上部密封，下部仅由吸热板上所冲孔以及吸热管孔与下半部分空间联通；吸热板5下凹处所在平面将上下空间分割成2 1的比例。同时进风ロ 3开在下半部分，出气ロ 4开在上半部分。出风ロ 4处设有风机12，用于吸风，方便带动腔体内空气流通。有益效果本发明的吸热板采用新型滲透式梯形结构，一方面可以增加集热面积，使进入集热器的空气产生扰动，促进空气和吸热板之间的热交換，另ー方面，梯形吸热板沿厚度方向将集热腔分隔为两个密闭加热通道，延长了加热路径，同时焊接在吸热板上的吸热管结构，将热交换效率放大，提高加热效率。本发明的保温系统其内部依次安装有4种吸热、保温材料，控制吸热、放热，同时在保温材料的夹层里安装有电加热系统，整体来说，一方面可以控制梯形吸热板的最高温度，板温不会升温过高，縮小集热器内部与外部环境的温差，从而减小热量损失。另ー方面，储热材料可在夜间或不利天气条件下释放储热，延长了集热器的使用时间。同时将太阳能利用的更加充分。
图I为整体压边示意图。图2为内芯的正面剖视图。图3为内芯的左视图。[0016]图4为内芯的右视图。图5为保温层示意图。图6为渗透式梯形吸热板俯视图。I为外売、2为压边型材、3为进风ロ、4为出风ロ、5为渗透式梯形吸热板、6为吸热管、7为不锈钢螺丝、8为吸热板支架、9为保温层、10为电热毯、11为百叶孔、12为风机、13为盖板、14为穿线孔、15为内芯、16为招箔板、17为石棉网、18为保温板、19为外层塑料外板。
具体实施方式
如图1，本发明由外壳I、压边型材2以及内芯15等构成本发明的外壳I由铝合金材料构成,兼起支撑作用。压边型材2由铝合金材料构成，压边型材2与内芯15以及外壳I通过螺丝相互固定。如图2、3、4、5、6，内芯由盖板13、保温层9、渗透式梯形吸热板5、吸热管6、不锈钢螺丝7、不锈钢支架8、电热毯10构成。盖板13材料为亚克力透明蜂窝板，三层中空，在有效透光的前提下，利用空气与外界隔热，盖板13与保温层9以及外壳I 一起构成了密封的集热腔体，盖板13的下部即为滲透式梯形吸热板5。保温层9除内芯15顶部没有以外，分布于整个腔体内，除进出风ロ 4和电加热穿线孔14外与外界隔离。保温层从内而外依次为铝箔板16、石棉网17、保温板18、石棉网17、外层塑料板19，除外层塑料板19与外壳I连接外，其余均填充后用密封胶密封为一体。滲透式梯形吸热板5的材料为紫铜板，同时全部表面镀高选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy或TiOYNx。吸热板表面按照一定尺寸和规律冲成百叶孔，所冲孔的方向在长度方向上与进气出气的方向垂直；同时吸热板表面按照一定尺寸和规律冲圆孔；在冲孔完毕以后吸热板将被折弯成等腰梯形状，但不等距，即冲孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸热板上面根据所冲圆孔依次焊接ー种吸热管6，吸热管对称焊接在吸热板的两侧，吸热管材料为紫铜，同时全表面镀选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy或TiOYNx。渗透式梯形吸热板5通过不锈钢螺钉7与吸热板支架8固定，吸热板5四周与保温层密封，不锈钢支架8与保温层9固定。保温层9的铝箔板和石棉网中间放置ー层电热毯10，电线等从穿线孔14穿出。由梯形吸热板5以下凹的表面为基准将内芯腔体分为2:1的2个部分，而3个进风ロ 3均匀分布在下半部分保温层9的右側，I个出风ロ 4居中分布于上半部分保温层9的左側。在出风ロ 4处放置有风机12，其电源由太阳能电池板提供。主要用于加速集热器内热空气的流动，调节出口空气温度，并将热空气输送到所需场所。空气在本发明中的运行过程如下冷空气由进风ロ 3进入下半腔体，通过下半腔体的原始温度将空气预热，受热后的空气，向上集中与梯形吸热板5进行第一次加热，同时直接接受阳光加热，这个过程里空气可以分别由梯形吸热板5上的百叶孔或者吸热管6这两个途径进入上半腔体加热，由于冷热交替以及梯形吸热板5的特殊结构，空气将会沿着梯形表面上下游走形成气流，如此往复，加热后的空气最后进入出风ロ 4，被风机12吸入后输送至需要热空气的地方。在此过程中如果加热效果受天气条件影响的可以打开电热毯10辅助加热。 本发明可以根据实际情况开启关闭电加热，也可根据实际需要调节出口处的温度，可以适用于不同情况的太阳能采暖、太阳能干燥及其它需要用太阳能热空气的地方。
权利要求1.一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置包括外壳(I)、压边型材(2)、内芯(15)，其特征在于外壳(I)材料为铝合金，可任意打孔，外壳(I)上在与内芯(15)对应的地方设有进风口(3)和出风口(4)以及电加热穿线孔(14)，压边型材材料(2)为铝合金，需用螺丝与外壳(I)连接后用密封胶密封，压边型材(2)和外壳(I)将内芯(15)包裹起来，内含吸热加热系统。
2.根据权利要求I所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于所述的内芯(15)包括盖板(13)、保温层(9)、吸热加热系统、不锈钢架(8)，盖板(13)材料为亚克力透明蜂窝板，三层中空，其作用是将吸热加热系统封装在保温层(9)内，盖板(13)上有内芯(15)与外壳(I)及压边型材(2)连 接处。
3.根据权利要求2所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于保温层(9)由铝箔板(16)、石棉网(17)、保温板(18)、外层塑料板(19)构成，从内而外依次为铝箔板(16)、石棉网(17)、保温板(18)、石棉网(17)、外层塑料板(18)，除外层塑料板(19)与外壳(I)连接外,其余均填充后用密封胶密封为一体,石棉网(17)材料为岩棉或矿渣棉，保温板(18)材料为硬质聚氨酯；在保温层(9)上设有进风口(3)和出风口(4)以及电加热穿线孔(14)，保温层(9)除内芯(15)顶部没有以外，分布于整个腔体内，除进出风口⑷和电加热穿线孔(14)外与外界隔离。
4.根据权利要求2或3所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于吸热加热系统包括吸热板(5)和电热毯(10)，一层电热毯(10)放置在铝箔板(16)和石棉网(17)中间，用与自主电加热，方便在夜间或不利天气条件下参与工作。
5.根据权利要求4所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于吸热板(5)的材料为紫铜板，同时全部表面镀高选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy 或 TiOyNx。
6.根据权利要求4所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于吸热板(5)表面冲成百叶孔(11),所冲孔的方向在长度方向上与进气出气的方向垂直；同时吸热板(5)表面按照一定尺寸和规律冲圆孔；在冲孔完毕以后吸热板将被折弯成等腰梯形状，但不等距，即冲孔后，上凸的梯形大于下凹的梯形；吸热板(5)上面根据所冲圆孔依次焊接一种吸热管(6)，吸热管(6)对称焊接在吸热板的两侧，吸热管(6)材料为紫铜，同时全表面镀选择性钛涂层，其涂层材料选用为NiCrOxNy或TiOYNx。
7.根据权利要求5或6所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于整体吸热加热装置通过不锈钢螺丝(7)固定在不锈钢支架(8)上，吸热板(5)四周与保温层密封，不锈钢支架(8)与保温层(9)固定，且保证吸热板(5)上带有梯形结构的方向与进气出气方向垂直，同时吸热板(5)所冲百叶孔(11)突出的口方向向下，使得气流在腔体内做爬坡运动。
8.根据权利要求5或6所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于梯形吸热板(5)将内芯(15)的腔体分为两部分，上部分是由盖板(13)与吸热板(5)所夹空间，该空间上部密封，下部仅由吸热板上所冲孔以及吸热管孔与下半部分空间联通，同时进风口(3)开在下半部分，出气口(4)开在上半部分，出风口(4)处设有风机(12)，用于吸风，方便带动腔体内空气流通。
9.根据权利要求8所述的一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，其特征在于吸热板(5)下凹处所在 平面将内芯(15)的腔体空间分割成2:1比例。
专利摘要本实用新型涉及一种高效新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置，包括外壳、压边型材、内芯等；内芯包括盖板、多层高效保温层、梯形吸热板和吸热热管以及不锈钢支架。其吸热板采用渗透式梯形结构，一方面可以增加集热面积，使进入集热器的空气产生扰动，促进空气和吸热板之间的热交换，另一方面，梯形吸热板沿厚度方向将集热腔分隔为两个密闭加热通道，延长了加热路径，同时覆盖在吸热板上的吸热网结构，将热交换效率放大，提高加热效率。保温层从内而外依次为铝箔板、石棉网、保温板、石棉网、外层塑料板；石棉网材料为岩棉或矿渣棉，保温板材料为硬质聚氨酯；在铝箔板和石棉网中间放置一层电热毯，用与自主电加热，方便在夜间或不利天气条件下参与工作。
文档编号F24J2/00GK202393018SQ201120451718
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者拾亚男, 林忠伟, 赵黎东, 陈松 申请人:江苏同盛环保技术有限公司, 赵黎东, 陈松