[实用新型]一种带有起伏型条形翅片的太阳能空气集热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热设备，尤其涉及一种利用太阳能辐射热量加热空气的空气集热装置，属于太阳能利用及建筑节能技术领域。

背景技术

在传统能源(如煤炭、石油等)日趋紧张的今天，可再生能源(如太阳能、风能、水能、生物质能等)作为替代能源有了长足的发展。在我国北方地区，日照充沛，属于太阳能利用的I、II、III类地区([1]Chris C.S.Lau，Joseph C.Lam，Liu Yang，Climate classification and passive solar design implications in China，Energy Conversion & Management，2007：2006～2015)，因此太阳能利用在北方地区有着良好的发展前景。由于我国北方地区气候寒冷，供暖能耗大，如果利用太阳能解决一部分供暖负荷，将对我国建筑节能减排，尤其是村镇建筑节能减排工作，起到重要的作用。

太阳能空气集热装置是太阳能热利用的常用技术之一。由于空气本身具有的特性，空气集热装置多以平板式为主，而平板式集热装置由于其向外散热量的原因，其效率一般较低(与真空管集热装置相比)。尤其是空气系统，由于空气的热容较小，导致单位质量流量的空气所能携带的热量较少，进而引起框架温度较高，向外散热较多。因此，太阳能空气集热装置效率的提高应以减少集热装置向外热损失为主要途径。而减少热损失的方式主要有两种：一是增加集热装置本身的保温性能减少热损失；二是减小空气与集热板之间的换热热阻，提高换热效率。对于第一种减少热损失的方式，众多空气集热装置多以增加框架保温层厚度或采用蜂窝透光板(申请(专利)号：85200928，半蜂窝双回流太阳能空气集热装置)的方式予以实现，但有些保温材料或透光材料较为昂贵，导致最终集热装置的成本提高；对于第二种减少热损失的方式，多数集热装置通过提高风机转速、采用扰流柱、折流板(专利申请号：200710195030，折流式双效加热太阳能空气集热装置)或双层风道(专利申请号：200720034396，太阳能空气集热装置)等方式实现，这种做法虽然对提高效率有一定帮助，但效率提高的幅度有限。此外，增加流速会在一定程度上增加功耗，使得运行费用提高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有起伏型条形翅片的太阳能空气集热装置，以进一步提高空气集热装置的效率，同时降低产品的生产和运行成本。

本实用新型的技术方案如下：

一种带有起伏型条形翅片的太阳能空气集热装置，含有透光盖板、集热板、进风管、进风口、出风口、出风管、背板和侧板；所述的背板与侧板上均设有保温板；所述的透光盖板与集热板之间形成密封空气层，所述的集热板与设置在背板上的保温板之间设有空气流通通道；在靠近出风管的框架上设有透气管，透气管的一端与空气流通通道相连通，透气管的另一端伸出框架外，并在透气管的出口安装有密封塞；所述的进风管和出风管位于所述的空气流通通道的中心线上，其特征在于：在空气流通通道中沿着空气流通的方向设有至少两组条形翅片，相邻两组条形翅片之间错落布置，且每组条形翅片的横断面呈起伏型的矩齿状；在空气流通通道内靠近进风口处且沿空气流通的方向设有导流结构。

所述的每组条形翅片沿空气流通方向的长度L为200～300mm，矩齿的宽度D为20～40mm，矩齿的高度H为40～60mm；所述的集热板和条形翅片均采用铝板。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

①利用起伏型条形翅片实现无源强化传热。利用条形翅片可以大大增加空气与集热板之间的换热面积，同时利用条形翅片之间的错落布置的缝隙增加空气扰动，提高换热系数。此两方面的优势，大大降低空气与集热板之间的换热热阻，实现无源强化传热。

②利用导流结构优化空气流通通道的流场，使集热器内流场更加均匀，避免局部高温，在一定程度上提高集热器的效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的太阳能空气集热装置结构原理示意图。

图2为条形翅片的结构示意图。

图3为导流结构及摆放位置示意图。

图中各部件表示：1-透光盖板；2-封闭空气层；3-集热板；4-条形翅片；5-背板；6-保温板；7-导流结构；8-进风管；9-出风管；10-空气流通通道；11-透气管；12-密封塞；13-密封胶及压条；14-垫块；15-侧板；16-进风口；17-出风口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的工作原理、具体结构作进一步的说明。