專利名稱：采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱及建筑材料領(lǐng)域，特別涉及一種采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件。
背景技術(shù)：
在能源日趨緊張的今天，利用太陽能產(chǎn)熱水作為建筑節(jié)能的一個(gè)有效途徑，在我國的應(yīng)用越來越廣泛，目前我國已成為全世界最大的太陽能熱水器的生產(chǎn)和使用國。然而， 太陽能熱水器的應(yīng)用基本上是置于建筑物頂部，使其在城市中的應(yīng)用受到限制，并且，太陽能熱水器在建筑上的大量無序安裝，造成了城市的視覺污染，這些問題困擾著太陽能熱利用行業(yè)及建筑行業(yè)，將太陽能熱水系統(tǒng)與建筑融合為一體，已成為我國建筑節(jié)能發(fā)展的迫切要求。近年來，太陽能行業(yè)及建筑界進(jìn)行了大量的研究與探索，嘗試在向陽的屋頂、墻面、陽臺(tái)、雨罩、遮陽板等處將太陽能集熱裝置與建筑有機(jī)地結(jié)合，但是，對(duì)于傳統(tǒng)的太陽能集熱產(chǎn)品，要實(shí)現(xiàn)集熱構(gòu)件的功能還有存在很多問題。占我國太陽能集熱產(chǎn)品絕對(duì)主導(dǎo)地位的玻璃真空管集熱器，在與建筑物的結(jié)合方面存在的問題是玻璃破碎造成的運(yùn)行安全問題、產(chǎn)品壽命及密封可靠性不能滿足建筑行業(yè)需要的問題.水結(jié)垢難以清理的問題、不能承壓運(yùn)行的問題等，這些問題決定了玻璃真空管集熱器很難建材化。平板式太陽能集熱器比較薄、質(zhì)量輕，整體性和剛度較好，與玻璃真空管集熱器相比似乎較適合建材化，但是其防凍能力差，易泄露，較難維護(hù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性價(jià)比較低，作為集熱建材構(gòu)件并不理想。這些傳統(tǒng)的太陽能集熱器均存在著各自的缺陷，不易實(shí)現(xiàn)與建筑一體化。因而，尋找一種合適的太陽能集熱方式，使其能與建筑和諧地融為一體，已成為太陽能集熱器行業(yè)及建筑行業(yè)亟待解決的課題。本發(fā)明提供的采用微熱管進(jìn)行集熱的方式，能夠很好地解決上述問題，這種具有微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，成為一種可利用太陽能產(chǎn)熱水的建筑材料，與建筑很好的融合，兼具優(yōu)異的集熱性能及建筑性能。本發(fā)明提供的光熱構(gòu)件的推廣，將大大推動(dòng)太陽能與建筑一體化的進(jìn)程，也將有利于推動(dòng)太陽能集熱器的發(fā)展及建材行業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種采用微熱管對(duì)太陽能進(jìn)行集熱的建材型光熱構(gòu)件，既滿足隔熱保溫等建筑性能要求，又滿足利用太陽能產(chǎn)熱水的要求，可以方便地實(shí)現(xiàn)光熱構(gòu)件與建筑和諧地融為一體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、工作可靠、集熱效率高、抗凍及承壓性能好等優(yōu)點(diǎn)，是一種實(shí)用的新型建材型光熱構(gòu)件。本發(fā)明提供一種采用微熱管對(duì)太陽能進(jìn)行集熱的光熱構(gòu)件，由透光板、隔熱腔、微熱管、底板和導(dǎo)熱通道組成；透光板和底板平行放置，四周密封，中間為隔熱腔；微熱管的蒸發(fā)端連接在隔熱腔內(nèi)，微熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道連接。本發(fā)明所述微熱管優(yōu)選板式微熱管，其外形為板狀，板狀體內(nèi)有多組平行排列的充有相變工質(zhì)的微熱管通道。所述光熱構(gòu)件的四周放置有隔離塊，采用密封膠密封，所述隔熱腔經(jīng)過密封后處于真空或中空狀態(tài)。所述透光板為玻璃，也可采用陽光板等透明材料。所述光熱構(gòu)件底板由玻璃、金屬材料或高分子材料等組成。所述光熱構(gòu)件隔熱腔內(nèi)還可以設(shè)置反射聚光裝置，該反射聚光裝置由反光材料制成，通過與太陽成一定角度的不同平面，將光線反射到微熱管上。所述光熱構(gòu)件隔熱腔內(nèi)還可以安設(shè)保溫材料。所述光熱構(gòu)件的外形尺寸符合建筑模數(shù)的要求。所述導(dǎo)熱通道的橫截面形狀為圓形、方形或異形。 以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步補(bǔ)充說明。隔熱腔可以是以下3種情況
(1)隔熱腔抽真空；
(2)隔熱腔為中空，或腔內(nèi)充滿氬氣或者其他惰性氣體；
(3)隔熱腔為真空或中空，并有保溫材料填充；
所述微熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道連接方式為以下兩種情況之一
(1)微熱管的冷凝端直接插入到導(dǎo)熱通道中，微熱管壁與導(dǎo)熱通道內(nèi)的循環(huán)液體
直接接觸；
(2)微熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道的外壁相貼合，微熱管與導(dǎo)熱通道內(nèi)的循環(huán)液體
間接接觸。隔熱腔四周放置帶有干燥劑的隔離塊，固定好后用密封膠將四周嚴(yán)格密封，中間可抽真空，或中空狀態(tài)填充保溫材料，干燥劑能夠保持隔熱腔干燥。這樣隔熱腔起到隔熱保溫并防止水霧產(chǎn)生的作用，延長了微熱管使用壽命，提高集熱效率，使光熱構(gòu)件作為建筑材料可以滿足隔熱保溫等建筑性能要求。采用微熱管集熱的光熱構(gòu)件的底板由玻璃、高分子材料或鋁板等材料組成，可根據(jù)光熱構(gòu)件不同的用途采用不同的材料，以達(dá)到最佳效果，比如有透光性要求時(shí)采用玻璃或其他透光材料作為底板材料，用于屋頂無透光要求時(shí)可采用鋁板作為底板材料。采用微熱管集熱的光熱構(gòu)件在有陽光照射情況下，通過微熱管散熱機(jī)構(gòu)中微熱管的蒸發(fā)端吸收熱量，微熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道緊密相連，微熱管吸收的熱量在其冷凝端放熱，從而加熱導(dǎo)熱通道中的循環(huán)液體(如水)。多個(gè)構(gòu)件之間的導(dǎo)熱通道相互聯(lián)通，通道中的液體可循環(huán)流動(dòng)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于
(1)本發(fā)明提供一種高效集熱的新型建材光熱構(gòu)件，這種光熱構(gòu)件不僅可能作為太陽能集熱裝置，為建筑提供熱水，還可以作為一種建材，與建筑融為一體，方便地實(shí)現(xiàn)太陽能集熱與建筑一體化。所述光熱構(gòu)件可根據(jù)用途不同，組成光熱真空玻璃、光熱瓦、光熱遮陽板等建筑構(gòu)件，解決了城市建筑中難以大面積安裝太陽能集熱裝置的難題，為太陽能與建筑一體化提供了一種新的有效途徑和方法。(2)由于本發(fā)明的光熱構(gòu)件采用高效導(dǎo)熱的微熱管進(jìn)行集熱，特別是采用新型的板式微熱管進(jìn)行集熱，使得在保證集熱效率的同時(shí)能方便地制成建材構(gòu)件，與其他集熱器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、承壓能力大、抗凍性能好，維修方便，工作可靠，單根熱管損壞系統(tǒng)還能正常運(yùn)行，特別是能與建筑融合在一體。(3)由于本發(fā)明的光熱構(gòu)件安設(shè)有反射聚光裝置，使穿過微熱管間隙的太陽光經(jīng)過反射回照在熱管上，有效提高了太陽能利用率和集熱效率。
(4)由于本發(fā)明的光熱構(gòu)件具有隔熱腔，隔熱腔起到隔熱保溫的作用，滿足建材隔熱保溫等建筑性能要求，并具有防止水霧產(chǎn)生的作用，可增加集熱效率和延長光熱構(gòu)件使用壽命，使本發(fā)明所述光熱構(gòu)件作為建筑材料的性能更加優(yōu)異。


圖1為本發(fā)明光熱構(gòu)件第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。這種光熱構(gòu)件適合于做成真空玻璃構(gòu)件等有透光要求的構(gòu)件。圖2為本發(fā)明光熱構(gòu)件第一種實(shí)施例的橫截面圖。圖3是本發(fā)明光熱構(gòu)件第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。底板的材料為金屬或者其他高分子材料，一般用于沒有透光要求的場(chǎng)合。圖4為本發(fā)明光熱構(gòu)件第二種實(shí)施例的橫截面圖。圖5是本發(fā)明光熱構(gòu)件第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明光熱構(gòu)件的第四種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中
1 一透光板，2—隔熱腔，3—密封膠，
4 一隔離塊，5—微熱管，6—底板，
7—封裝層，8—導(dǎo)熱通道，9 一反射聚光裝置，
10—保溫材料。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明光熱構(gòu)件，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明光熱構(gòu)件做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本發(fā)明光熱構(gòu)件要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。實(shí)施例1
如圖1所示，該光熱構(gòu)件由透光板1、隔熱腔2、微熱管5、底板6和導(dǎo)熱通道8組成；透光板1和底板6平行放置，四周采用隔離塊4及密封膠3連接并密封，中間為隔熱腔2 ；微熱管5的內(nèi)端為蒸發(fā)端，連接在隔熱腔2內(nèi)，微熱管5的外端為冷凝端，與導(dǎo)熱通道8連接。 通過微熱管5的蒸發(fā)端吸收熱量，并在其冷凝端放熱，加熱導(dǎo)熱通道8中的循環(huán)水。這一實(shí)施例底板6的材料選擇為玻璃或其他透光性能較好的材料，一般用于有透光要求的場(chǎng)合。實(shí)施例2
如圖3所示，本實(shí)例與圖1的不同之處在于，在隔熱腔2內(nèi)安設(shè)有反射聚光裝置9或保溫材料10，在微熱管5呈一定距離布置時(shí)，反射聚光裝置9可以將穿過微熱管5間隙的太陽光經(jīng)過反射回照在微熱5管上，提高太陽能利用率。底板6的材料選擇為玻璃或其他透光性能較好的材料，一般用于有透光要求的場(chǎng)合。實(shí)施例3
如圖5所示，光熱構(gòu)件的組成和原理與圖3相同，主要區(qū)別在與微熱管5冷凝端與導(dǎo)熱通道8的連接方式不同，該結(jié)構(gòu)中的微熱管5冷凝端與導(dǎo)熱通道8外壁直接貼合。這樣傳熱效果比圖3所示稍差，但是導(dǎo)熱通道8和微熱管5的連接更加可靠，且導(dǎo)熱通道8可承受較大的壓力。實(shí)施例4如圖6所示，光熱構(gòu)件的組成和原理與圖3、5相同，主要區(qū)別在與微熱管5冷凝端與導(dǎo)熱通道8的連接方式不同，該結(jié)構(gòu)中圓形導(dǎo)熱通道8上加工有向內(nèi)凹的槽道，微熱管5的冷凝端直接插入到槽道內(nèi)，并 在接觸表面涂上導(dǎo)熱膠，如圖5相比，在提高連接可靠性的同時(shí)，增大了冷凝段傳熱面積，使集熱效果更佳。
權(quán)利要求
1.一種采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，由透光板(1)、隔熱腔(2)、微熱管(5)、底板(6)和導(dǎo)熱通道(8)組成；透光板(1)和底板(6)平行放置，四周密封，中間為隔熱腔(2);微熱管(5)的蒸發(fā)端連接在隔熱腔(2)內(nèi)，微熱管(5)的冷凝端與導(dǎo)熱通道(8) 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述微熱管(5) 為板式微熱管，其外形為板狀，板狀體內(nèi)有多組平行排列的、充有相變工質(zhì)的微熱管通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(2) 經(jīng)過密封后處于真空或中空狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述透光板(1) 為玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(2) 內(nèi)有反射聚光裝置(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1及權(quán)利要求5所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(2)內(nèi)的反射聚光裝置(9)由反光材料制成，通過與太陽成一定角度的不同平面， 將光線反射到微熱管(5)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述底板(6)由玻璃、金屬材料或高分子材料組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述隔熱腔(2) 內(nèi)有保溫材料(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，所述光熱構(gòu)件的外形尺寸符合建筑模數(shù)的要求。
10.據(jù)權(quán)利要求1所述采用微熱管集熱的建材型光熱構(gòu)件，其特征是，微熱管(5)的冷凝端與導(dǎo)熱通道(8)以下面任意一種方式連接①微熱管(5)的冷凝端直接插入到導(dǎo)熱通道(8 )中，微熱管與導(dǎo)熱通道(8 )內(nèi)的循環(huán)液體直接接觸；②微熱管(5)的冷凝端與導(dǎo)熱通道(8)的外壁相貼合，微熱管與導(dǎo)熱通道(8)內(nèi)的循環(huán)液體間接接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用微熱管對(duì)太陽能進(jìn)行集熱的建材型光熱構(gòu)件。該光熱構(gòu)件由透光板、隔熱腔、微熱管、底板和導(dǎo)熱通道組成；透光板和底板平行放置，四周密封，中間為隔熱腔；微熱管的蒸發(fā)端連接在隔熱腔內(nèi)，微熱管的冷凝端與導(dǎo)熱通道連接。隔熱腔為真空或中空，內(nèi)部可放置反射聚光裝置。本發(fā)明不僅可以作為太陽能集熱器生產(chǎn)熱水，還可以作為建筑材料，方便地實(shí)現(xiàn)太陽能建筑一體化。本發(fā)明所述的光熱構(gòu)件不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、易于安裝、集熱效率高、抗凍及承壓性能好等優(yōu)點(diǎn)，還具有建筑材料的隔熱、保溫等建筑性能。
文檔編號(hào)E04D13/18GK102220799SQ20111009238
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者江樂新 申請(qǐng)人:江樂新