專利名稱：太陽能平板型集熱器及其集熱板的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能集熱器，更具體地說，涉及一種太陽能平板型集熱器及其集熱板。
背景技術：
太陽能集熱器是將吸收的太陽輻射轉換為熱能并傳遞給熱介質的裝置。常見的太陽能集熱器有太陽能平板型集熱器、太陽能真空管型集熱器和太陽能聚光型集熱器。其中， 太陽能平板型集熱器是太陽能集熱器中一種最基本的類型，除了具有結構簡單、運行可靠、 成本適宜等特點外，還具有承壓能力強、吸熱面積大等特點，是太陽能與建筑結合最佳的太陽能集熱器。太陽能平板型集熱器主要包括吸熱板、隔熱層和外殼，其中，隔熱層和吸熱板從里向外設置在外殼上。太陽能平板型集熱器工作時，吸熱板吸收輻射在其上的太陽輻射并將其轉化成熱能，位于吸熱板內的傳熱介質吸收上述熱能并作為有用能進行存儲；與此同時， 溫度升高后的吸熱板不可避免的要通過傳導、對流和輻射等方式向四周散熱，降低了太陽能平板型集熱器的集熱/轉換效率。為了提高太陽能平板型集熱器的集熱效率，申請號為JP^575385的日本專利公開了 一種換氣用空氣的預熱裝置，如圖1和圖2所示，該換氣用空氣的預熱裝置包括波形集熱板12、空氣集合箱罩15、風機箱16、風機17和電動擋板18，其中，換氣用波形集熱板12被黑色涂層類熱吸收材料所覆蓋，其波形和外形均為垂直方向的，固定在南面墻11上并形成復數組13和通道14 ；四角形斷面的空氣集合箱罩15設置在波形集熱板12的上端；風機箱 16與空氣集合箱罩15中的電動擋板18相連接，其內部設置有風機17 ；電動擋板18用于混合來自于室內的空氣和來自于空氣集合箱罩15內的被加熱空氣。上述換氣用空氣預熱裝置工作時，外氣沿上述波形集熱板12向上流動，空氣被來自波形集熱板12的太陽能及來自向南墻面11的室內放射熱加熱，被加熱的空氣在波形集熱板12的上端空氣集合箱罩15取出，經空氣管送入室內。上述換氣用空氣的預熱裝置通過將集熱板設置成波形集熱板12可以增加該裝置的吸熱面積，從而提高該裝置的集熱效率。但是由于波形集熱板12的外形與建筑的協調性較差，空氣的流入及流出方向受到限制，空氣與波形集熱板12的接觸效率比較低，而且上述換氣用空氣的預熱裝置中無隔熱保溫部件的設置，其隔熱保溫效果不好。因此，雖然其集熱效率有所提高，但是由于空氣流動過程中熱量損失較為嚴重且保溫效果不好其熱交換效率并沒有顯著提高。為了解決上述問題，申請號為ZL200720123339. 0的中國專利公開了一種空氣式太陽能集熱換氣系統，包括太陽光輻射受光板21與背光板材吸熱板22，在太陽光輻射受光側與背光側的板材間，形成厚度約15mm以下，長度為數cm至數m左右，斷面內部流速5m/s 以下的極薄通氣層23，該通氣層23的一端為空氣吸入口 24，另一端為空氣吹出口 25，各端口(吸入口 24、吹出口 25)面向太陽光受光側及背光側形成的板狀體20作為空氣式集熱部材數片在太陽光輻射受光面全部排列安裝，并且為均勻吸入空氣而調整通氣阻力，空氣吹出口 25面向由板狀體20的太陽光輻射受光側與背光側形成的集合通氣層23，同時形成各板狀體20的前述空氣吸入口 M連通的送風用連續空間，從送風用連續空間將空氣吸入極薄通氣層23，空氣通過極薄通氣層23時接收輻射和對流或者傳導的熱交換，空氣被吹出至集合通氣層23。上述空氣式太陽能集熱換氣系統中集熱部材以板狀體20為單元，該板狀體 20通過極薄通氣層23吸取熱量，以求集熱/熱交換效率的提高。即，由于通氣層23變薄， 斷面內部流速5m/s以下，太陽能輻射受光板材與流過通氣層的接觸效率提高，熱交換性能得以提高。由于集熱部材雖為平板式，其條狀的集熱換熱部材使空氣的流入及流向受到制約，其內部結構復雜，不便于大規模生產、靈活設計和使用。綜上所述，如何研究出一種熱交換效率高，且結構簡單的太陽能平板型集熱器及其集熱板，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型一方面提供一種太陽能平板型集熱板，以實現提高太陽能平板型集熱器的熱交換效率，簡化其結構的目的；另一方面提供一種具有上述太陽能平板型集熱板的集熱器。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案一種太陽能平板型集熱板，包括外框、底板和吸熱板，三者形成吸熱腔，所述吸熱板通過所述底板設置在所述外框上，所述外框上設置有與所述吸熱腔相連通的吸入口，所述吸熱腔內設置有與所述吸熱板和所述底板相抵定位的金屬夾芯，所述金屬夾芯上設置有多個吸熱孔，相鄰的所述吸熱孔通過設置在其孔壁上的通風口相連通。優選的，在上述太陽能平板型集熱板中，所述吸熱孔的孔形為正六邊形。優選的，在上述太陽能平板型集熱板中，所述吸熱板上設置有透明蓋板。優選的，在上述太陽能平板型集熱板中，所述底板與所述外框之間還設置有隔熱層。優選的，在上述太陽能平板型集熱板中，所述吸熱口設置在所述外框的側面上。一種太陽能平板型集熱器，包括風管、風機至少兩個集熱板，其中，所述集熱板包括外框、底板和吸熱板，三者形成吸熱腔，所述吸熱板通過所述底板設置在所述外框上，所述外框上設置有與所述吸熱腔相連通的吸入口 ；所述風管與所述吸熱腔和風機相連通；所述吸熱腔內設置有與所述吸熱板和所述底板相抵定位的金屬夾芯，所述金屬夾芯上設置有多個吸熱孔，相鄰的所述吸熱孔通過設置在其孔壁上的通風口相連通。優選的，在上述太陽能平板型集熱器中，所述吸熱孔的孔形為正六邊形。優選的，在上述太陽能平板型集熱器中，所述吸熱口設置在所述外框的側面上。優選的，在上述太陽能平板型集熱器中，相鄰的所述集熱板縱向相連。優選的，在上述太陽能平板型集熱器中，相鄰的所述集熱板橫向相連。從上述技術方案可以看出，本實用新型實施例中的太陽能平板型集熱板的吸熱腔中設置金屬夾芯，且金屬夾芯上設置有多個吸熱孔，相鄰的吸熱孔通過設置在其孔壁上的通風口相連通。當該太陽能平板型集熱板工作時，吸熱板吸收太陽輻射并使之轉換成熱能， 空氣從吸入口進入吸熱腔中，通過吸收吸熱板上的熱量其溫度上升。上述太陽能平板型集熱板工作過程中，相鄰的吸熱孔通過通風口相互連通，空氣在吸熱孔流通過程中所受限制較少，其流通方向相對于現有技術較多。因此空氣在金屬夾芯的作用下可以延長空氣與吸熱板的接觸時間，空氣與吸熱板的接觸面積就相對增加，從而提高了空氣與吸熱板接觸效率，進而提高了太陽能平板型集熱板的熱交換效率。采用本實用新型結構的太陽能平板型集熱板與板狀體結構相比，只需在吸熱腔中曾設金屬夾芯，其他部件無需作出太大改動，具有結構簡單的特點。另外，底板上安裝有隔熱保溫性能的隔熱層，使得太陽能熱量的散失大大降低，使得太陽能的利用效率得以提高。其次，太陽能吸熱板可與建筑外部裝飾材料協調，也可再加裝玻璃等透明材料與建筑幕墻結構協調。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術中換氣用空氣的預熱裝置的結構示意圖；圖2為現有技術中換氣用空氣的預熱裝置的剖視結構示意圖；圖3為現有技術中空氣式太陽能集熱換氣系統的結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的一種太陽能平板型集熱板的主視結構示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱板的側視結構示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱板的俯視結構示意圖；圖7為本實用新型實施例提供的另一種太陽能平板型集熱板的主視結構示意圖；圖8為本實用新型實施例提供的金屬夾芯一種結構示意圖；圖9為本實用新型實施例提供的金屬夾芯另一種結構示意圖；圖10本實用新型實施例提供的金屬夾芯第三種結構示意圖；[0032]圖11本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器的豎直安裝示意圖；圖12為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器的傾斜安裝示意圖；圖13為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器縱向組合主視安裝結構示意圖；圖14為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器縱向組合側視安裝結構示意圖；圖15為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器橫向組合分散出風側視安裝結構示意圖；圖16為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器橫向組合分散出風主視安裝結構示意圖；圖17為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器橫向組合單口出風主視安裝結構示意圖；圖18為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器橫向組合集中出風主視安裝結構示意圖；圖19為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器橫向組合集中出風側視安
5裝結構示意圖；圖20為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器縱向、橫向組合主視安裝結構示意圖；圖21為本實用新型實施例提供的太陽能平板型集熱器縱向、橫向組合側視安裝結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型一方面公開一種太陽能平板型集熱板，以實現提高太陽能平板型集熱器的熱交換效率，簡化其結構的目的；另一方面公開一種具有上述太陽能平板型集熱板的集熱器。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖4至圖6以及圖8所示，該太陽能平板型集熱板31包括外框311、底板314和吸熱板312，三者形成吸熱腔(圖中未標注)，吸熱板312通過底板314設置在外框311上， 外框311上設置有與吸熱腔相連通的吸入口 316，吸熱腔內設置有與吸熱板312和底板314 相抵定位的金屬夾芯313，金屬夾芯313上設置有多個吸熱孔3131，相鄰的吸熱孔3131通過設置在其孔壁上的通風口 3132相連通。本實用新型實施例中的太陽能平板型集熱板31的吸熱腔中設置金屬夾芯313，且金屬夾芯313上設置有多個吸熱孔3131，相鄰的吸熱孔3131通過設置在其孔壁上的通風口 3132相連通。當該太陽能平板型集熱板31工作時，吸熱板312吸收太陽輻射并使之轉換成熱能，空氣從吸入口 316進入吸熱腔中，通過吸收吸熱板312上的熱量其溫度上升。上述太陽能平板型集熱板工作過程中，相鄰的吸熱孔3131通過通風口 3132相互連通，空氣在吸熱孔3131流通過程中所受限制較少，其流通方向相對于現有技術較多。因此空氣在金屬夾芯313的作用下可以延長空氣與吸熱板的接觸時間，空氣與吸熱板312的接觸面積就相對增加，從而提高了空氣與吸熱板312接觸效率，進而提高了太陽能平板型集熱板31的熱交換效率。為了降低能量轉換過程中的熱損失，本實用新型實施例中還可以在吸熱板312上設置透明蓋板317，如圖7所示。該透明蓋板317與外框311和吸熱板312形成密封腔體， 由于空氣的導熱效率低，因此就可以降低吸熱板312熱量的對外散失。為了更進一步減少熱量損失，本實用新型實施例中，在底板314與外框311之間還設置有具有保溫隔熱性能的隔熱層315，該隔熱層315可以為密封腔體結構，還可以為具有良好保溫性能的保溫材料，例如泡沫塑料、礦物棉制品、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖絕熱制品、膠粉EPS顆粒保溫漿料、礦物噴涂棉、發泡水泥保溫制品等。吸入口 316可以設置在外框311的底面上，還可以設置在外框311的側面上，本實用新型實施例中優選的將吸入口 316設置在外框311的側面上，如圖6所示，將吸入口 316 設置在外框311的側面上可以減小空氣進入吸熱腔的阻力。另外，為了延長空氣在吸熱腔的停留時間，吸入口 316設置在距離風管32最遠的側面上。[0050]金屬夾芯313用于延長空氣與吸熱板312的接觸時間以及接觸面積。金屬夾芯313 可以由單個金屬單元按照預定的排布方式排布而成；可以由若干金屬片彎折而成，彎折后具有特定的空心結構，例如正多邊形，不規則圖形，圓形等；還可以由若干金屬片焊接而成。如圖8所示的金屬夾芯313，該金屬夾芯313中的吸熱孔3131的孔形為正六邊形， 其孔壁上設置有連通相鄰吸熱孔3131的通風口 3132，空氣通過該通風口 3132在吸熱孔 3131中流通，并吸收吸熱板312的熱量。如圖9所示的金屬夾芯313，該金屬夾芯313中的吸熱孔3131的孔形為矩形，其孔壁上設置有連通相鄰吸熱孔3131的通風口 3132，空氣通過該通風口 3132在吸熱孔3131 中流通，并吸收吸熱板312的熱量。如圖10所示的金屬夾芯313，該金屬夾芯313中的吸熱孔3131的孔形為圓形，其相互接觸的孔壁上設置有連通相鄰吸熱孔3131的通風口 3132，空氣通過該通風口 3132在吸熱孔3131中流通，并吸收吸熱板312的熱量。上述金屬夾芯313的高度以及吸熱孔3131橫截面的大小是根據不同型號的集熱板31決定的，在本實用新型實施例中吸熱孔3131的孔型優選的為正六邊形，采用正六邊形的結構不僅加工簡便，而且較之于其他形狀的吸熱孔3131，還可以節省型材，降低金屬夾芯 313的加工成本。本實用新型實施例還公開的一種太陽能平板型集熱器，如圖11并結合圖8所示， 該太陽能平板型集熱器包括風管32、風機33和至少兩個集熱板31，其中，集熱板31包括外框311、底板314和吸熱板312，三者形成吸熱腔，吸熱板312通過底板314設置在外框311 上，外框311上設置有與吸熱腔相連通的吸入口 316 ；風管32與吸熱腔和風機33相連通； 吸熱腔內設置有與吸熱板312和底板314相抵定位的金屬夾芯313，金屬夾芯313上設置有多個吸熱孔3131，相鄰的吸熱孔3131通過設置在其孔壁上的通風口 3132相連通。本實用新型實施例中的太陽能平板型集熱器的所采用的集熱板31中的吸熱腔中設置金屬夾芯313，且金屬夾芯313上設置有多個吸熱孔3131，相鄰的吸熱孔3131通過設置在其孔壁上的通風口 3132相連通。當該太陽能平板型集熱板31工作時，吸熱板312吸收太陽輻射并使之轉換成熱能，空氣從吸入口 316進入吸熱腔中，空氣吸收吸熱板312上的熱量溫度升高，溫度升高后的空氣通過風機33進入加熱空間34。上述太陽能平板型集熱板工作過程中，相鄰的吸熱孔3131通過通風口 3132相互連通，空氣在吸熱孔3131流通過程中所受限制較少，其流通方向相對于現有技術較多。因此空氣在金屬夾芯313的作用下可以延長空氣與吸熱板的接觸時間，空氣與吸熱板312的接觸面積就相對增加，從而提高了空氣與吸熱板312接觸效率，進而提高了太陽能平板型集熱板31的熱交換效率。當需要安裝在建筑物上時，可以根據建筑物實際情況進行安裝，
以下結合附圖介紹集熱板31安裝的豎直墻體和傾斜墻體的結構。如圖11所示，集熱板31豎直設置在豎直墻體35上，并與豎直墻體35保持平行， 其他部件包括風機33和加熱空間34均按照平常的安裝要求設置在預設位置。如圖12所示，集熱板31傾斜設置在傾斜墻體36上，并與傾斜墻體36保持平行， 其他部件包括風機33和加熱空間34均按照平常的安裝要求設置在預設位置。吸熱板312吸收太陽輻射并使之轉換成熱能，空氣從吸入口 316進入吸熱腔中，空氣吸收吸熱板312上的熱量溫度升高，溫度升高后的空氣在風機33的帶動下通過風管32進入加熱空間擬。為了節省集熱板31的安裝占有空間，通常采用將集熱器與建筑物進行一體化設計，
以下結合附圖具體進行介紹。當建筑物的橫向安裝面積較小時，采用如圖13和圖14所示的組合方式，圖中將多個集熱板31縱向組合，相鄰的集熱板31的吸熱腔相互連通，并通過一個風管32與風機33 相連，此種安裝方式，不僅可以節省安裝面積，還可以提高加熱空間34的儲熱率。當建筑物的縱向安裝面積較小時，采用如圖15至19所示的組合方式，圖中將多個集熱板31橫向組合。在此需要說明的是，多個集熱板31可以分別對應一個風管32，如圖16 所示，圖中多個集熱板31分別對應一個風管32，每個風管32對應一個風機33，供不同的用戶使用；多個集熱板31可以共同對應一個風管32，如圖17所示，此時相鄰的集熱板31的吸熱腔相互連通，并通過該風管32與風機33相連；還可以多個集熱板31分別對應一個風管32，多個風管32通過集合風管37與一個風機33相連，如圖18和19所示。上述安裝方式，不僅可以節省安裝面積，還可以提高加熱空間34的儲熱率。另外，當安裝面積足夠大時，多個集熱板31還可以既縱向組合又可橫向組合，如圖20和圖21所示。采用此種安裝方式可以最大程度提高太陽能平板型集熱器的儲熱率。太陽能平板型集熱器在與建筑物進行結合時，還可以采用與建筑物相協調的色彩、外形、波紋等，也可以加裝玻璃等，與建筑幕墻結構協調，從而提高太陽能系統與建筑的協調性、美觀度。太陽能利用產品的建筑一體化、構件化，可降低建筑成本，縮短施工工期， 從而提高低碳建筑的經濟性、實用性。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種太陽能平板型集熱板，包括外框(311)、底板(314)和吸熱板(312)，三者形成吸熱腔，所述吸熱板(31 通過所述底板(314)設置在所述外框(311)上，所述外框(311)上設置有與所述吸熱腔相連通的吸入口(316)，其特征在于，所述吸熱腔內設置有與所述吸熱板(312)和所述底板(314)相抵定位的金屬夾芯(313)，所述金屬夾芯(313)上設置有多個吸熱孔(3131)，相鄰的所述吸熱孔(3131)通過設置在其孔壁上的通風口(313 相連通。
2.根據權利要求1所述的太陽能平板型集熱板，其特征在于，所述吸熱孔(3131)的孔形為正六邊形。
3.根據權利要求1所述的太陽能平板型集熱板，其特征在于，所述吸熱板(312)上設置有透明蓋板。
4.根據權利要求1所述的太陽能平板型集熱板，其特征在于，所述底板(314)與所述外框(311)之間還設置有隔熱層。
5.根據權利要求1所述的太陽能平板型集熱板，其特征在于，所述吸熱口設置在所述外框(311)的側面上。
6.一種太陽能平板型集熱器，包括風管(32)、風機(3 至少兩個集熱板，其中，所述集熱板(31)包括外框(311)、底板(314)和吸熱板(312)，三者形成吸熱腔，所述吸熱板(312) 通過所述底板(314)設置在所述外框(311)上，所述外框(311)上設置有與所述吸熱腔相連通的吸入口(316)；所述風管(32)與所述吸熱腔和風機(33)相連通；其特征在于，所述吸熱腔內設置有與所述吸熱板(312)和所述底板(314)相抵定位的金屬夾芯(313)，所述金屬夾芯(313)上設置有多個吸熱孔(3131)，相鄰的所述吸熱孔(3131)通過設置在其孔壁上的通風口(3132)相連通。
7.根據權利要求6所述的太陽能平板型集熱器，其特征在于，所述吸熱孔(3131)的孔形為正六邊形。
8.根據權利要求6所述的太陽能平板型集熱器，其特征在于，所述吸熱口設置在所述外框(311)的側面上。
9.根據權利要求6所述的太陽能平板型集熱器，其特征在于，相鄰的所述集熱板(31) 縱向相連。
10.根據權利要求6所述的太陽能平板型集熱器，其特征在于，相鄰的所述集熱板(31) 橫向相連。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種太陽能平板型集熱板，該其吸熱腔中設置金屬夾芯，且金屬夾芯上設置有多個吸熱孔，相鄰的吸熱孔通過設置在其孔壁上的通風口相連通。當該太陽能平板型集熱板工作時，吸熱板吸收太陽輻射并使之轉換成熱能，空氣從吸入口進入吸熱腔中，通過吸收吸熱板上的熱量其溫度上升。空氣在吸熱孔流通過程中所受限制較少，其流通方向相對于現有技術較多。因此空氣在金屬夾芯的作用下可以延長空氣與吸熱板的接觸時間，空氣與吸熱板的接觸面積就相對增加，從而提高了太陽能平板型集熱板的熱交換效率。本實用新型實施例中還公開了一種太陽能平板型集熱器。
文檔編號F24J2/51GK202092334SQ20112011858
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月20日 優先權日2011年4月20日
發明者趙云 申請人:上海福奧建筑科技有限公司