[发明专利]一种柔性太阳能空气加热装置

说明书

本发明涉及一种柔性太阳能空气加热装置，包括：进风口(1)，出风口(2)，三维经编间隔织物上表面(3)，三维经编间隔织物下表面(4)，三维经编间隔织物(5)和间隔丝(6)；其中三维经编间隔织物上表面(3)固化透明的柔性薄膜；三维经编间隔织物下表面(4)固化表面涂覆太阳能吸热涂层的柔性薄膜；间隔丝(6)为表面涂覆太阳能吸热涂层的圆形截面单丝，均匀排列于三维经编间隔织物(5)内部。该装置全部由柔性材料组成，价格低廉，结构简单，安装及搬运轻便，尺寸可调，能与任意形状的建筑物进行结合，使用灵活。此外，该加热装置可以折卷起来，便于储藏。

技术领域

本发明属于太阳能热利用技术领域，特别涉及一种柔性太阳能空气加热装置。

背景技术

太阳能是替代化石燃料，解决全球能源危机的最为有效的可再生能源之一。目前利用太阳能热技术的太阳能空气加热系统多为平板式和真空管式两种。平板式空气加热装置的结构及技术虽然简单，但由于空气自身热容低，使该加热装置的热收集效率受到一定程度的限制，因此，加强吸热板与空气的对流热交换是提高热收集效率的主要手段。目前有采用渗透式或矩阵式等吸热结构提高空气加热装置的集热效率，但其成本较高，且这些太阳能空气加热器均为刚性结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种柔性太阳能空气加热装置，该装置提高了太阳能的利用效率，也更便于与建筑物相结合，扩大了太阳能热收集装置的应用范围，解决现有太阳能空气集热装置普遍为刚性结构，安装与运输较为不方便，与空气热交换效率低的问题。

本发明的一种柔性太阳能空气加热装置，包括：进风口，出风口，三维经编间隔织物上表面，三维经编间隔织物下表面，三维经编间隔织物和间隔丝；其中三维经编间隔织物上表面固化透明的柔性薄膜，位于面向太阳的一侧，作为透光层；三维经编间隔织物下表面固化表面涂覆太阳能吸热涂层的柔性薄膜，用来吸收太阳辐射并转换成热能；间隔丝为表面涂覆太阳能吸热涂层的圆形截面单丝，均匀排列于三维经编间隔织物内部。

所述三维经编间隔织物的表面组织材料为透明的单丝，选自涤纶单丝、尼龙单丝或玻璃纤维。

所述太阳能吸热涂层材料为炭黑、过渡金属复合氧化物或PbS。所述单丝表面涂层可以充分与气流进行热交换，单丝密度与排列方式均影响其热交换效果。

所述间隔丝的材料为柔韧性好的单丝，选自涤纶单丝、尼龙单丝或玻璃纤维；间隔丝的粗细为0.1-0.3mm；间隔丝的密度为1-50根/cm2；间隔丝的高度为加热装置风道高度，为 1-10cm。三维经编间隔织物在织造过程中，通过改变织造组织，可以调节间隔丝的密度及间隔丝的高度，间隔丝的密度影响气流与空气热交换能力及气流流动阻力和流量。因此，该加热装置包括但不限于间隔丝材料、间隔丝粗细、间隔丝密度、间隔丝高度及表面组织不同的间隔织物。

所述间隔丝的排列需要确保空气在里面进行流动，均匀排列的间隔丝将气流分割成无数股细小的气流，这些气流通过湍流、绕流等形式流经圆柱形间隔丝表面，降低了气流流速，增大了空气与吸热涂层的接触面积。

所述三维经编间隔织物上表面固化的柔性薄膜材料为环氧树脂、PU或硅橡胶树脂材料，但不限于此。应用在本发明中与间隔织物上表面固化复合的透明材料必须是柔韧且粘合牢靠的材料，以保证装置结构的稳定性。

所述三维经编间隔织物下表面固化的柔性薄膜材料为环氧树脂、PU或硅橡胶树脂材料，作为掺杂材料粘合剂及织物固化剂，但不限于此，也可使用其他具有类似双重作用的材料。应用在本发明中与间隔织物下表面固化的材料需要掺杂太阳能吸热涂料，以保持结构的稳定性且不失柔性。

所述固化的方式为表面固化，具体工艺为：将柔性薄膜材料液体平摊在模具上，厚度为 0.5-2mm，分别将三维经编间隔织物上下表面浸泡在薄膜材料液体中，室温下固化18-32h或 50-60℃下加热固化2-5h。本固化方式方法简单，不需要大型的设备均可以生产实施，节约材料并使结构更加稳定。