[发明专利]一种新型渗透式梯形结构的太阳能空气集热器装置

说明书

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渗透式吸热板的，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，但一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暖，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，解决这一难题的方法大多采用太阳能集中供暖系统，集热器以水为工质的真空管、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，不具备出口温度调节功能；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工作。

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，含渗透式吸热板的，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。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1、压边型材2、内芯15等。外壳1材料为铝合金，上面可自由打孔，方便与各类基础连接；外壳1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1连接后用密封胶密封。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，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中间放置一层电热毯10，用与自主电加热，方便在夜间或不利天气条件下参与工作。在保温层上设有进风口3和出风口4以及电加热穿线孔14。

所述的吸热加热系统由吸热板5和电热毯10等构成。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NiCrO_xN_Y或TiO_YN_x。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NiCrO_xN_Y或TiO_YN_x。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口方向向下，使得气流在腔体内做爬坡运动。