一种阳台栏板式聚光集热器及安装构件和方法
【专利摘要】本发明公开了一种阳台栏板式聚光集热器，包括集热器边框、全玻璃真空集热管、铜调节器、CPC反光板、导热片、保温棉和卡套接头；本发明还公开了一种用于安装阳台栏板式聚光集热器的安装构件及安装方法，本发明结合建筑特点，充分利用建筑结构上的阳台栏板，利用在建筑设计、施工过程中预埋集热器的安装配件，后期安装只需简单连接和组装即可，降低了成本，可实现模块化、规模化、标准化生产，并作为建筑的标准构配件，适合推广。本发明具有集热效率高、安全、可靠、美观、便于安装的优点，实现太阳能集热器与建筑使用功能及建筑美观相结合，能够实现与建筑的完美结合，促进太阳能建筑一体化的发展，尤其适合装配式建筑的太阳能应用。
【专利说明】
一种阳台栏板式聚光集热器及安装构件和方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种阳台栏板式聚光太阳能集热器结构及安装构件和方法，尤其涉及一种太阳能与建筑一体化设计安装的阳台栏板式聚光太阳能集热器及安装构件和方法，属于太阳能设备与建筑安装技术领域。
【背景技术】
[0002]近几年，随着城市高层住宅的增加，对于高层住宅来说，由于每栋楼户数较多，屋顶的面积已无法满足集中安装的安装空间需求，采用集中的屋顶布置方式无法提供足够的热量，基本都选择在阳台上布置集热器，以分散的形式提供每户热水需求。阳台壁挂式家用太阳能热水系统将集热器安装在用户阳台，可满足用户的安装要求，解决了安装空间问题，在城市高层建筑得到了大量推广应用。传统的阳台壁挂式太阳能集热器分真空管和平板两大类，其中真空管集热器一般采用真空管横排结构，非聚光，集热效率低。集热器与建筑墙体的连接固定都是使用三角支架来固定，只是在建筑上的简单叠加，与建筑结合度差，不仅不美观，并且集热器是在阳台外立面悬空安装，存在很多安全隐患，并且结构复杂、成本较高以及安装费时费力、无法实现与建筑的一体化安装等弊端。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种安全、可靠、便于安装的太阳能与建筑一体化的阳台栏板式聚光集热器及其安装构件和安装方法，解决太阳能与建筑结合安装带来的安全、美观等问题。
[0004]为解决这一技术问题，本发明提供了一种阳台栏板式聚光集热器，包括集热器边框、全玻璃真空集热管、铜调节器、CPC反光板、导热片、保温棉和卡套接头;所述全玻璃真空集热管采用竖排连接结构;所述铜调节器采用竖排连接结构，由多组U形铜管与循环同程管路焊接而成，铜调节器设置在全玻璃真空集热管内，U型铜管外包导热片，导热片与全玻璃真空集热管内部接触、并固定铜调节器在全玻璃真空集热管中的相对位置;所述CPC反光板采用复合抛物面设计，设置在全玻璃真空集热管后面，嵌入式安装在集热器边框中。
[0005]所述铜调节器采用同程设计，在铜调节器上方的一侧设有U型弯头，U型弯头连接循环同程管路。
[0006]集热器进出口的连接管路均设置在集热器同一侧，通过连接卡套接头与系统的连接管路进行连接。
[0007]所述铜调节器露出全玻璃真空集热管的部分包覆有保温棉、安装在集热器边框中。
[0008]本发明还提供了一种用于安装阳台栏板式聚光集热器的安装构件，包括上底座和下底座，所述上底座由上底座连接件和卡件构成，所述上底座连接件为一端设有长孔的折弯件，卡件为Z字形结构，一端设有长孔，上底座连接件和卡件通过预埋膨胀螺栓一安装在阳台窗框下方的建筑外墙上；下底座为L形结构，一端设有长孔，通过预埋膨胀螺栓二固定在阳台栏板上；阳台栏板式聚光集热器置于上底座和下底座之间、通过螺栓紧固。
[0009]所述上底座连接件、卡件和下底座均为钣金折弯件。
[0010]本发明还提供了一种阳台栏板式聚光集热器的安装方法，包括如下步骤:
[0011]I)根据阳台栏板式聚光集热器的尺寸，在阳台窗框下方的建筑外墙上预埋膨胀螺栓一，在阳台栏板上预埋膨胀螺栓二 ；
[0012]2)在预埋膨胀螺栓一上安装调整好的上底座连接件;在预埋膨胀螺栓二上安装下底座；
[0013]3)将阳台栏板式聚光集热器的下方置于下底座上，其上方贴紧在上底座连接件上；
[0014]4)将卡件一端置于阳台栏板式聚光集热器上方，调整卡件使其长孔插入预埋膨胀螺栓一；
[0015]5)旋紧卡件处的预埋膨胀螺栓一，将卡件与建筑外墙连接，完成安装。
[0016]有益效果:本发明结合建筑特点和功能，充分利用建筑结构上的阳台栏板，利用在建筑设计、施工过程中预埋集热器的安装配件，后期集热器安装只需简单的连接和组装即可，成本较常规集热器安装支架降低2/3，解决了传统集热器安装支架的一些弊端，实现模块化、规模化、标准化生产，并作为建筑的标准构配件，适合推广。本发明具有集热效率高、安全、可靠、美观、便于安装的优点，实现太阳能集热器与建筑使用功能及建筑美观相结合，能够实现与建筑的完美结合，促进太阳能建筑一体化的发展，尤其适合装配式建筑的太阳能应用。
【附图说明】
[0017]图1为本发明阳台栏板式聚光集热器及构配件的建筑安装示意图；
[0018]图2为本发明阳台栏板式聚光集热器的结构示意图；
[0019]图3a为本发明铜调节器的结构示意图；
[0020]图3b为本发明铜调节器的A向结构示意图；
[0021]图4a为本发明CPC反光板在太阳光直射情况下的聚光示意图；
[0022]图4b为本发明CPC反光板在太阳光斜射情况下的聚光示意图；
[0023]图4c为本发明CPC反光板在太阳光散射情况下的聚光示意图；
[0024]图5为本发明上底座的结构示意图；
[0025]图5a为本发明上底座连接件的结构示意侧视图；
[0026]图5b为本发明卡件的结构示意侧视图；
[0027]图6a为本发明下底座的结构示意图；
[0028]图6b为本发明下底座的结构示意俯视图。
[0029]图中:I集热器边框、2保温棉、3卡套接头、4铜调节器、5导热片、6全玻璃真空集热管、7CPC反光板、8U型铜管、9U型弯头、10上底座、101上底座连接件、102卡件、11下底座、12预埋膨胀螺栓一、13预埋膨胀螺栓二、14阳台栏板式聚光集热器、15循环同程管路、Al建筑外墙、A2阳台栏板。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。
[0031]图1所示为本发明阳台栏板式聚光集热器及安装构件的建筑安装示意图。
[0032]本发明结合建筑的特点和功能要求，现有建筑在建筑规划设计之初，要求高层建筑阳台外立面必须有宽度不小于400mm的阳台栏板(图1中A2所示)。
[0033]本发明包括阳台栏板式聚光集热器和安装构件，阳台栏板式聚光集热器通过安装构件和预埋膨胀螺栓安装固定，实现太阳能与建筑一体化。
[0034]图2所示为本发明阳台栏板式聚光集热器的结构示意图。
[0035]本发明提供了一种阳台栏板式聚光集热器，包括集热器边框1、全玻璃真空集热管
6、铜调节器4、CPC反光板7、导热片5、保温棉2和卡套接头3。
[0036]所述全玻璃真空集热管6和铜调节器4采用竖排连接结构，铜调节器4设置在全玻璃真空集热管6内，根据热虹吸原理，换热效果更好。
[0037]所述全玻璃真空管6的长度根据建筑外立面阳台高度确定。
[0038]所述CPC反光板7采用复合抛物面设计，设置在全玻璃真空集热管6后面，嵌入式安装在集热器边框I中。
[0039]图3a所示为本发明铜调节器的结构示意图。
[0040]图3b所示为本发明铜调节器的A向结构示意图。
[0041]所述铜调节器4由多组U形铜管8与循环同程管路15焊接而成。
[0042]所述铜调节器4采用同程设计，在铜调节器4上方的一侧设有U型弯头9，U型弯头9连接循环同程管路15，使各循环管路阻力一致，进而保证各个循环管路等程，流量均衡，使热效率达到最大利用率。
[0043]所述铜调节器4露出全玻璃真空集热管6的部分包覆有保温棉2进行保温，铜调节器4露出全玻璃真空集热管6的部分安装在集热器边框I中。
[0044]所述U型铜管8外包导热片5，导热片5与全玻璃真空集热管6内部接触，导热片5将全玻璃真空管6吸收热量传递至铜调节器4，并固定铜调节器4在全玻璃真空集热管6中的相对位置。
[0045]本发明集热器进出口的连接管路均设置在集热器同一侧，通过连接卡套接头3与系统的连接管路进行连接，便于装配。
[0046]图4a所示为本发明CPC反光板在太阳光直射情况下的聚光示意图。
[0047]图4b所示为本发明CPC反光板在太阳光斜射情况下的聚光示意图。
[0048]图4c所示为本发明CPC反光板在太阳光散射情况下的聚光示意图。
[0049]所述CPC反光板7采用复合抛物面设计，放置在全玻璃真空集热管6后面，嵌入式安装在集热器边框I中，保证了不同入射角度太阳光或漫散射太阳光均能反射聚光至全玻璃真空管6的吸收体上，提高了阳台栏板式聚光集热器14的集热效率。
[0050]本发明还提供了一种用于安装阳台栏板式聚光集热器的安装构件，包括上底座10和下底座11，所述上底座10和下底座11与建筑外墙之间通过预埋膨胀螺栓连接。
[0051]图5所示为本发明上底座的结构示意图。
[0052]所述上底座10由上底座连接件101和卡件102构成。
[0053]所述上底座连接件101为一端设有长孔的折弯件(如图5a所示)。
[0054]所述卡件102为Z字形结构，一端设有长孔(如图5b所示)。
[0055]图6a所示为本发明下底座的结构示意图。
[0056]所述下底座11为L形结构，一端设有长孔(如图6b所示)。
[0057]所述上底座连接件101、卡件102和下底座11均为钣金折弯件。
[0058]所述上底座连接件101和卡件102通过安装长孔和预埋膨胀螺栓一12安装在阳台窗框下方的建筑外墙Al上，当施工定位不准确时，可通过长孔进行位置的上下前后调整。
[0059]所述下底座11通过安装长孔和预埋膨胀螺栓二13固定在建筑外墙延伸的阳台栏板A2上。
[0060]所述上底座连接件101和下底座11与建筑外墙Al之间通过预埋膨胀螺栓连接，能够在不改变安装构件结构的情况下，满足不同尺寸阳台栏板以及不同尺寸集热器的安装要求，实现构配件的标准化设计和模块化生产。
[0061]所述阳台栏板式聚光集热器14置于上底座10和下底座11之间、通过螺栓紧固，可防止集热器的侧滑。
[0062]所述的安装构件仅起固定、支撑作用，阳台栏板式聚光集热器14经受的作用力主要在建筑外墙Al延伸的阳台栏板A2上，成为建筑的一个功能部件，实现了与建筑的一体化。
[0063]本发明还提供了一种阳台栏板式聚光集热器的安装方法，包括如下步骤:
[0064]I)根据阳台栏板式聚光集热器14的尺寸，在阳台窗框下方的建筑外墙Al上预埋膨胀螺栓一 12，在阳台栏板A2上预埋膨胀螺栓二 13;
[0065]2)在预埋膨胀螺栓一 12上安装调整好的上底座连接件101;在预埋膨胀螺栓二 13上安装下底座11;
[0066]3)将阳台栏板式聚光集热器14的下方置于下底座11上，其上方贴紧在上底座连接件101上；
[0067]4)将卡件102—端置于阳台栏板式聚光集热器14上方，调整卡件102使其长孔插入预埋膨胀螺栓一 12;
[0068]5)旋紧卡件102处的预埋膨胀螺栓一 12，将卡件102与建筑外墙Al连接，完成安装。
[0069]本发明的创新点在于:
[0070](I)阳台栏板式聚光集热器采用竖排和同程的结构设计，根据热虹吸原理，换热效果更好；
[0071](2)CPC反光板采用复合抛物面设计，保证了不同入射角度太阳光或漫散射太阳光均能反射聚光至全玻璃真空管吸收体上，提高了集热器集热效率；
[0072](3)设计的安装构配件分上下两部分，集热器固定在上底座和下底座之间，能够在不改变构配件结构的情况下，满足不同尺寸阳台栏板以及不同尺寸集热器的安装要求，实现构配件的标准化设计和模块化生产。
[0073]本发明结合建筑特点和功能，充分利用建筑结构上的阳台栏板，利用在建筑设计、施工过程中预埋集热器的安装配件，后期集热器安装只需简单的连接和组装即可，成本较常规集热器安装支架降低2/3，解决了传统集热器安装支架的一些弊端，实现模块化、规模化、标准化生产，并作为建筑的标准构配件，适合推广。本发明具有集热效率高、安全、可靠、美观、便于安装的优点，实现太阳能集热器与建筑使用功能及建筑美观相结合，能够实现与建筑的完美结合，促进太阳能建筑一体化的发展，尤其适合装配式建筑的太阳能应用。
[0074]本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。
【主权项】
1.一种阳台栏板式聚光集热器，其特征在于:包括集热器边框(I)、全玻璃真空集热管(6)、铜调节器(4)、CPC反光板(7)、导热片(5)、保温棉(2)和卡套接头(3)，所述全玻璃真空集热管(6)采用竖排连接结构;所述铜调节器(4)采用竖排连接结构，由多组U形铜管(8)与循环同程管路(15)焊接而成，铜调节器(4)设置在全玻璃真空集热管(6)内，U型铜管(8)夕卜包导热片(5)，导热片(5)与全玻璃真空集热管(6)内部接触、并固定铜调节器(4)在全玻璃真空集热管(6)中的相对位置;所述CPC反光板(7)采用复合抛物面设计，设置在全玻璃真空集热管(6)后面，嵌入式安装在集热器边框(I)中。2.根据权利要求1所述的阳台栏板式聚光集热器，其特征在于:所述铜调节器(4)采用同程设计，在铜调节器(4)上方的一侧设有U型弯头(9)，U型弯头(9)连接循环同程管路(15)。3.根据权利要求1所述的阳台栏板式聚光集热器，其特征在于:集热器进出口的连接管路均设置在集热器同一侧，通过连接卡套接头(3)与系统的连接管路进行连接。4.根据权利要求1所述的阳台栏板式聚光集热器，其特征在于:所述铜调节器(4)露出全玻璃真空集热管(6)的部分包覆有保温棉(2)、安装在集热器边框(I)中。5.一种用于安装权利要求1-4任一项所述的阳台栏板式聚光集热器的安装构件，其特征在于:包括上底座(10)和下底座(11)，所述上底座(10)由上底座连接件(101)和卡件(102)构成，所述上底座连接件(101)为一端设有长孔的折弯件，卡件(102)为Z字形结构，一端设有长孔，上底座连接件(101)和卡件(102)通过预埋膨胀螺栓一(12)安装在阳台窗框下方的建筑外墙(Al)上;下底座(11)为L形结构，一端设有长孔，通过预埋膨胀螺栓二(13)固定在阳台栏板(A2)上；阳台栏板式聚光集热器(14)置于上底座(10)和下底座(11)之间、通过螺栓紧固。6.根据权利要求5所述的阳台栏板式聚光集热器的安装构件，其特征在于:所述上底座连接件(101)、卡件(102)和下底座(11)均为钣金折弯件。7.一种阳台栏板式聚光集热器的安装方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)根据阳台栏板式聚光集热器(14)的尺寸，在阳台窗框下方的建筑外墙(Al)上预埋膨胀螺栓一 (12)，在阳台栏板(A2)上预埋膨胀螺栓二 (13); 2)在预埋膨胀螺栓一(12)上安装调整好的上底座连接件(101);在预埋膨胀螺栓二(13)上安装下底座(11); 3)将阳台栏板式聚光集热器(14)的下方置于下底座(11)上，其上方贴紧在上底座连接件(101)上； 4)将卡件(102)—端置于阳台栏板式聚光集热器(14)上方，调整卡件(102)使其长孔插入预埋膨胀螺栓一(12); 5)旋紧卡件(102)处的预埋膨胀螺栓一(12)，将卡件(102)与建筑外墙(Al)连接，完成安装。
【文档编号】F24J2/52GK105841362SQ201610330326
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】闫芳, 冯红旭, 王磊
【申请人】山东力诺瑞特新能源有限公司