专利名称：用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能热利用技术领域，具体涉及一种用于建筑保温、隔热的真空管太阳能 集热装置。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，能源紧张以及环境污染问题日益突出，节能减排及新能源开 发利用显得极为紧迫。(1)在节能减排方面，据初步测算，我国建筑耗能量已经占到社会总能 耗的25%以上，建筑能耗包括采暖、空调、热水、照明、炊事、家用电器等多个方面，其中 采暖、空调能耗占了很大部分。建筑围护结构的保温隔热效果直接影响到建筑的采暖和空调 能耗。实践证明，提高建筑的保温隔热水平，能够显著降低采暖、空调能耗。我国大部分地 区冬季寒冷，需要采暖；夏季炎热，需要空调制冷。我国大量既有建筑的保温隔热水平很差， 围护结构的传热系数远高于发达国家的同类建筑，对这类建筑进行节能改造的任务十分艰巨。 (2)在新能源开发利用方面，太阳能作为一种十分重要的清洁可再生资源，其应用研究已经成 为社会各界关注的问题。目前在我国太阳能建筑热水系统的使用己比较成熟，太阳能采暖和 空调也正处于实验研究和工程示范阶段。我国大多采用真空管集热器热水器，架设于屋面之 上或者贴附于墙面安装，大多没有实现集热装置与建筑的真正集成和一体化，不但不够美观， 而且无法做到有效的防风、防雷措施，容易产生安全事故，更难以提高建筑围护结构的保温、 隔热水平。由于真空管集热器的集热管间存在空隙，因此真空管集热器与建筑的一体化比平 板集热器困难，所以研究真空管集热器如何与建筑围护结构集成，在保证高效集热的同时， 提高建筑围护结构的保温隔热水平，对于大规模利用太阳能以及建筑节能，具有十分重要的 现实意义。发明内容本发明公开了一种用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，其目的在于克服现有 太阳能集热装置不能实现与建筑物的真正集成和一体化，既无法做到有效的防风、防雷，容 易造成安全隐患，更难以提高建筑围护结构的保温、隔热水平。本发明提供的一种用于建筑 保温、隔热的真空管太阳能集热装置，不但使其在外观上实现与建筑一体化，而且在功能上 也实现与建筑的一体化，在高效集热的同时，对建筑具有保温隔热作用。所适用的建筑围护结构类型可以是外墙面或者屋顶，集热装置既可为单个的太阳能集热模块，也可为多个太阳 能集热模块组成的集热器阵列。用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，由真空集热管、透明薄板、季节性启闭 通风门、后背板、联箱和尾架组成；真空集热管支撑在联箱、尾架上，其特征在于真空集 热管间用透明薄板防水密封连接，形成一整体防水盖层，在防水盖层下的两侧设置季节性启 闭通风门，防水盖层的背面设置后背板；两侧的季节性启闭通风门，防水盖层，后背板，联 箱与尾架，共同形成一个封闭的腔室；集热装置的后背板及联箱四周与建筑围护结构面防水 密封连接。所述的真空集热管可以为全玻璃真空集热管，也可以为金属-玻璃真空集热管；真空集热 管内的传热管的形式可以是热管、u形管等形式。所述的后背板可以为太阳能反射板，采用漫反射型或聚光型，也可以为保温板。 所述的集热装置既可设置单个的太阳能集热模块，也可设置多个集热模块组成的集热器 阵列。适用的建筑围护结构类型为外墙面或屋顶。整个集热装置可使其背后的建筑围护结构面免受风雨的侵蚀。两侧设置的季节性启闭通 风门根据建筑的保温或者隔热要求可以打开和关闭；在采暖季节将季节性启闭通风门关闭， 由于真空集热管和透明薄板密封件具有良好的保温作用，以及真空集热管的散热，腔室内空 气温度高于环境温度，有时甚至高于室内温度，对建筑具有良好的保温作用。在非采暖季节 将季节性启闭通风门打开，真空集热管和后背板分别吸收和反射太阳辐射，对建筑围护结构 隔热、降温效果显著。本发明的优点和积极效果是1、 实现了集热器与建筑集成，不但实现了外观上的一体化，而且实现了功能上的一体化。2、 提高建筑围护结构的冬季保温水平和夏季的隔热水平。3、 保护建筑表面，建筑围护结构不与外界环境直接接触，减少太阳能辐射对墙体的照射 以及风雨的侵蚀，建筑外表面的温度和湿度变化大大减小，可大幅提高建筑构件的使 用寿命。4、 提高太阳能集热效率，腔室内空气温度在冬季高于环境温度，集热装置热损失将有所 减少，效率有所提高。本发明所适用的建筑围护结构类型既可以是外墙，包括直立或者倾斜墙面、阳台护栏墙， 也可以是屋顶，包括平屋顶或者坡屋顶等；既可以应用于新建建筑中，也可直接应用于既有建筑的墙体或者屋顶节能改造，在添加太阳能热水系统的同时，完成节能改造。
图l是本发明装置的外形轴测图； 图2是本发明装置横断面剖视图； 图3是本发明装置的俯视图；图4是真空集热管与透明薄板的连接结构示意图。1. 真空集热管，2.透明薄板，3.季节性启闭通风门，4.后背板，5.联箱，6.尾架，7.建 筑围护结构。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明加以详细说明。用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，如图l所示由真空集热管l、透明薄板2、 季节性启闭通风门3、太阳能反射板4、联箱5和尾架6组成；真空集热管2支撑在联箱5 和尾架6上；如图3所示真空集热管间用透明薄板2防水密封连接，形成一整体防水盖层，在防水盖层下的两侧设置季节性启闭通风门3;防水盖层背面设置的后背板为太阳能反射板4; 如图2所示由两侧的季节性启闭通风门，防水盖层，太阳能反射板，联箱与尾架，共同形 成一个封闭的腔室，集热装置的联箱四周、太阳能反射板与建筑围护结构面7防水密封连接； 整个集热装置使其后面的建筑围护结构免受风雨的侵蚀。透明薄板2可以采用玻璃或者透明塑料，可以采用单层或者双层。本实施例中透明薄板采用了双层中空玻璃板，以提高集热装置的保温效果，如图4所示，双层中空玻璃板的上表面与真空集热管的中心线平齐，以便让更多的光线进入真空集热管，双层中空玻璃板的两端分别架设在联箱5和尾架6上，同时其两侧由相邻的真空集热管1压住，确保中空玻璃板不会脱离集热装置。真空集热管1选用全玻璃真空集热管，真空集热管内的传热管则采用了热管型。太阳能 反射板，根据集热和保温隔热的需要，可以设反射板，也可以设保温板，反射板可以为漫反 射型或者聚光型，本实施例中采用了漫反射型反射板。本实施例在建筑围护结构的外墙面和屋顶分别设置多个集热模块组成的集热器阵列。本发明工作原理如下太阳照射在集热装置的表面上，投射在真空集热管1上的太阳能大部分被真空集热管吸收，投射在透明薄板2上的部分太阳能透过透明薄板后，经过太阳能反射板的反射重新投射在真空集热管1上被吸收，真空集热管吸收的太阳能加热工作流体， 一部分变为有效热量，被工作流体带走， 一部分散失在大气中， 一部分散失在集热装置的腔 室内。两侧的季节性启闭通风门3根据建筑的保温或者隔热要求打开和关闭；当建筑需要供暖 时，季节性启闭通风门3关闭，由于真空集热管和中空玻璃板具有良好的保温作用，以及真 空集热管的散热，集热装置的腔室内空气温度高于环境温度，有时甚至高于室内温度，对建 筑具有良好的保温作用。当室外空气温度高于建筑内的温度吋，两侧的季节性启闭通风门3 打开，腔室内空气与大气相同，带走集热管的散热，真空集热管和太阳能反射板分别吸收和 反射太阳辐射，建筑围护结构外表面吸收的太阳辐射大幅减小，从而具有显著的隔热、降温 效果。
权利要求
1.用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，由真空集热管、透明薄板、季节性启闭通风门、后背板、联箱和尾架组成；真空集热管支撑在联箱、尾架上，其特征在于真空集热管间用透明薄板防水密封连接，形成一整体防水盖层，在防水盖层下的两侧设置季节性启闭通风门，防水盖层的背面设置后背板；两侧的季节性启闭通风门，防水盖层，后背板，联箱与尾架，共同形成一个封闭的腔室；集热装置的后背板及联箱四周与建筑围护结构面防水密封连接。
2. 根据权利要求1所述的用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，其特征在于真空 集热管可以为全玻璃真空集热管，也可以为金属-玻璃真空集热管。
3. 根据权利要求l所述的用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，其特征在于后背 板可以为漫反射型或聚光型太阳能反射板，也可以为保温板。
4. 根据权利要求1所述的用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，其特征在于所述 的集热装置既可设置单个的太阳能集热模块，也可设置多个集热模块组成的集热器阵列。5根据权利要求1所述的用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装覃，其特征在于适用的 建筑围护结构类型为外墙面或屋顶。
全文摘要
用于建筑保温、隔热的真空管太阳能集热装置，由真空集热管、透明薄板、季节性启闭通风门、后背板、联箱和尾架组成；真空集热管支撑在联箱、尾架上，其特征在于真空集热管间用透明薄板防水密封连接，形成一整体防水盖层，在防水盖层下的两侧设置季节性启闭通风门，防水盖层的背面设置后背板；两侧的季节性启闭通风门，防水盖层，后背板，联箱与尾架，共同形成一个封闭的腔室；集热装置的后背板及联箱四周与建筑围护结构面防水密封连接。本发明不但实现了真空管太阳能集热装置与建筑在外观上的一体化，而且实现了功能上的一体化，在保证集热装置高效集热的同时，对建筑围护结构具有保温、隔热、防风雨侵蚀作用。
文档编号F24J2/10GK101261039SQ20081003483
公开日2008年9月10日 申请日期2008年3月19日 优先权日2008年3月19日
发明者于国清, 季 羌, 赵惠忠, 龚小辉 申请人:上海理工大学