[发明专利]波形板太阳能空气集热器

说明书

一、技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特指一种吸热板为开有多个均匀稠密分布的原型小孔的波浪形金属板的太阳能空气集热器。

二、背景技术

平板型太阳能空气集热器是一种利用空气为介质的太阳能集热装置，非常适用于太阳能建筑采暖、除湿、工农业物料干燥等领域。与真空管型太阳能集热器相比，平板型太阳能空气集热器具有结构简单、阳光拦截面积大、密封要求低、不需防冻、清洁、响应快等优点，但也存在热损失大、集热效率低等缺点。如何进一步提高平板型太阳能空气集热器的集热效率，一直是科研人员追求的目标。

平板型太阳能空气集热器主要由透明盖板、吸热板、保温壳体三部分组成。工作时，涂有选择性吸收涂层的吸热板将太阳辐射转化为热能，热量通过导热和对流传给流动的空气。由于空气从进口到出口(通常位于吸热板斜对角线的两端)倾向于走最短路径，而且空气受热后会发生浮力对流，因此气流很难均匀流过吸热板上方各点。因此，平板型太阳能空气集热器由于气流容易“短路”致使加热不均，使空气不能高效地与吸热板换热，成为影响其集热效率的主要因素。

针对平板型太阳能空气集热器的上述问题，已有若干种改进措施。例如：专利“一种双通道波形芯板太阳能空气集热器”(专利公开号CN200986333)，其特征是吸热板的上方和下方将集热腔分隔成两个加热通道，增加了空气在集热器中加热的路径，同时采用波型集热芯片增大了集热面积并加强空气的扰动。专利“折流式双效加热太阳能空气集热器”(专利公开号CN101178260A)，在吸热板和保温底板之间采用密闭的加热风道，在加热风道上方又设置真空保温的集热管，使气体在加热风道和真空集热管之间做二次循环流动，以便获得更好的换热。

上述专利的实施都对提高太阳能空气集热器的热效率有一定的效果，但空气和吸热板之间仍属于传统的板掠式对流换热，热效率的提高幅度较小。

三、发明内容

本发明提出的一种波形板太阳能空气集热器，该集热器由进风口、吸热板、出风口、保温壳体及透明盖板构成，其中吸热板为一块开有多个均匀分布的圆形小孔的波浪形薄金属板。吸热板截面为波浪形起伏的薄板，波峰和波谷起伏比较平缓，并且分布有密集排列的圆形小孔。吸热板向阳一侧镀有选择性吸热涂层。吸热板的四个边与保温壳体紧密结合，将保温壳体与透明盖板围成的空间分割成前气腔和后气腔。在风机作用下，空气从进风口进入前气腔，穿过吸热板上的小孔后进入后气腔，并从出风口流出。吸热板形状为波浪形，能够增加其机械强度，使得抗压力和抗形变力增强。同时波浪形起伏使得日光照射在吸热板上时有更多的吸热面积、更好的吸热角度，并产生多次反射与吸收，而且吸热板与空气的传热效率也会得到增强，从而提高空气集热器的热性能。

四、附图说明

下面集合附图，对本发明作进一步说明。

图1是该装置的外观示意图。

图2是该装置的A-A面剖视图。

图3是该装置的B-B面剖视图。

图4是该装置C部分的放大图。

图中所标部位分别为：1、进风口；2、前气腔；3、吸热板；4、后气腔；5、出风口；6、保温壳体；7、透明盖板；8、圆形小孔。

五、具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明外接风机。阳光透过透明盖板7照射在吸热板3上，由于光谱选择性吸收涂层的作用，吸热板3将太阳能转化成热能，并产生高温。当用户需要使用热风时，启动风机，空气通过进风口1均匀地流入前气腔2，再穿过吸热板3上的均匀密布的矩形小孔8，与吸热板3充分换热，最后进入后气腔4，从出风口5流出。由于空气首先进入前气腔2，然后自上而下地穿过吸热板3上的密布的矩形小孔8，所以减小了空气与透明盖板7之间的对流换热所造成的热损失，提高了热效率。此外波形的吸热板能够将阳光多次反射，提高吸收率，而且波形吸热板可以增加接受光照面积。