專利名稱：與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能建筑領(lǐng)域，特別是建筑墻體太陽能集熱。 技術(shù)背景目前，由于全球能源緊張，有效開發(fā)利用可再生能源資源是發(fā)展 趨勢，太陽能在建筑中應(yīng)用國內(nèi)外已有研究，但是現(xiàn)在太陽能建筑物 不多，太陽能熱水器應(yīng)用較為廣泛，但是其只考慮自身的結(jié)構(gòu)和功能， 沒有將太陽能熱水器的集熱裝置與建筑有機(jī)結(jié)合，以致某些建筑物不 允許或不適宜安裝太陽能熱水器，影響了其推廣應(yīng)用，另外太陽能熱 水器使用壽命過短，用途單一等因素，也制約了太陽能與建筑結(jié)合應(yīng) 用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述不足的問題，提供一種與建筑一體化的 墻體型太陽能集熱器，使太陽能熱利用與建筑有機(jī)結(jié)合，既具有墻體 功能又具有集熱功能。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是與建筑一體化的墻 體型太陽能集熱器，采光板與隔板構(gòu)成不規(guī)則箱體，箱體內(nèi)腔注入工 質(zhì)液，箱體頂端裝有工質(zhì)液蒸汽連接管和液體連接管，蒸汽連接管與工質(zhì)液蒸汽通道連通，液體連接管與箱體工質(zhì)液內(nèi)腔連通。所述不規(guī)則箱體是由垂直于水平面的隔板與波紋狀采光板凹點(diǎn) 橫向連接構(gòu)成若干個垂直排列的三角形腔體，三角形腔體兩端由不銹 鋼板焊接密封，腔體內(nèi)裝有工質(zhì)液，每一個三角形腔體背面隔板由上 向下依次開有蒸汽出口、液體入口和溢流口，最上面三角腔體液體入 口與液體連接管連通，每一三角形腔體溢流口與下面相鄰三角形腔體 的液體入口由溢流管連通，蒸汽出口與隔板背面的蒸汽管道連通。所述每一個三角形腔體中插入一個體積小于腔體體積的三角形 實(shí)體，剩余部分腔體為工質(zhì)液腔體，三角形實(shí)體跟工質(zhì)液不相溶且比 執(zhí)小。所述不規(guī)則箱體通過塑鋼邊框在采光板外裝有透明蓋板，采光板 與透明蓋板之間有間距形成空隙，空隙內(nèi)抽真空形成真空層。所述每一三角形腔體隔板上蒸汽出口 、液體入口和溢流口均為隔 板上等距橫向排列的 一排小圓孔。所述蒸汽通道為不銹鋼方管與隔板上的蒸汽出口連通。所述不規(guī)則箱體背面的隔板上焊接龍骨架；龍骨架及隔板上通過 模板發(fā)泡一定厚度的聚氨酯保溫層；所述采光板為鋸齒形狀的不銹鋼波紋板上涂刷黑色涂料。 所述蒸汽連接管和液體連接管分別鉸接著閥門。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(l)將太陽能集熱器與墻體材料融為一體，使 集熱器成為建筑的必要構(gòu)件；(2)本裝置的采光面設(shè)計(jì)為鋸齒狀的不 銹鋼波紋板，使太陽能集熱器可以直立安裝在建筑南立面墻體的位置，采光面垂直于陽光，采光效果最佳；(3)本裝置內(nèi)部設(shè)計(jì)成若干個 垂直排列的三角形腔體，增強(qiáng)了系統(tǒng)的承壓能力，實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)液均勻、 適量量地分布在采光面的內(nèi)側(cè)，提高了系統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)化率；(4)本裝置的 箱體為不銹鋼材質(zhì)，在使用時不與工質(zhì)液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使用壽命長;(5)本裝置既可以安裝在農(nóng)村住宅、城市的一般建筑中、又可以安 裝在高層建筑中，用來完全取代或部分取代建筑南立面的墻體，為建 筑提供生活用熱水及供暖，推動太陽能在建筑中的廣泛應(yīng)用，為太陽 能普及利用拓展了空間。


圖l為本發(fā)明主視圖。圖2為圖1中A-A視圖。 圖3為圖1中B-B視圖。
具體實(shí)施例方式如圖l-3所示的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，包括不規(guī) 則箱體、透明的鋸齒波紋蓋板1、槽鋼龍骨12、發(fā)泡聚氨酯11、塑 鋼邊框10、工質(zhì)液，不規(guī)則箱體是由不銹鋼隔板3與不銹鋼鋸齒形 狀的波紋采光板2在凹處橫向軋制(或焊接)連接，組成了若干個垂 直排列的三角形腔體16，在每一個三角形腔體中插入一個三角形實(shí) 體13后，每一個三角形腔體的兩端用不銹鋼板焊接密封；在每一個 三角形腔體頂部對應(yīng)的隔板3上鉆一定數(shù)目的等距離的橫向排列的 一排小圓孔，作為工質(zhì)液氣化后的蒸汽出口 5，在緊挨蒸汽出口的下 方再依次對應(yīng)鉆第二排和第三排小圓？L，分別作為工質(zhì)液的液體入口14和溢流口 4，通過不銹鋼溢流管15 (或銅管)將上一層面三角形 腔體的溢流口與本工作層面三角形腔體的液體入口相連通，最上層三 角形腔體的液體入口與液體連接管相連通，構(gòu)成液體工質(zhì)均勻分布在 三角形腔體中的溢流通道；在隔板背面各蒸汽出口 5處分別焊接著不 銹鋼管(或銅管)，將處于不同層面而上下呈直線排列的不銹鋼管(或 銅管)分別焊接在底部和頂部封閉的直立的不銹鋼方管9上，各直立 的不銹鋼方管9再通過不銹鋼管(或銅管)橫向焊接在一起，其中一 根不銹鋼方管9的頂部焊接著蒸汽連接管8，構(gòu)成蒸汽上升通道；不 規(guī)則箱體背面的隔板上焊接槽鋼龍骨12;槽鋼龍骨架及隔板上通過 模板發(fā)泡一定厚度的聚氨酯11形成保溫層；在箱體的鋸齒形狀的不 銹鋼波紋采光板上涂刷有黑色涂料層，透明的鋸齒波紋蓋板1罩在鋸 齒形狀的不銹鋼波紋采光板上面，通過塑鋼邊框10將不規(guī)則箱體與 蓋板組裝并用耐熱的密封條6密封，不銹鋼波紋采光板和蓋板之間保 持10mm的間距并抽真空形成真空層，液體連接管和蒸汽連接管分別 鉸接著閥門，槽鋼龍骨12的端面安裝著連接件。使用時與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器安裝在建筑南立面 墻體的位置，連接件與建筑中的預(yù)埋件焊接為一體，做好防雨構(gòu)造、 密封措施、避雷設(shè)備等各組件之間的連接。與建筑一體化的墻體型太 陽能集熱器的上部或建筑上一層房間內(nèi)裝有與其相連接的分體式熱 交換貯水水箱，分體式熱交換貯水水箱為特制結(jié)構(gòu)的熱交換貯水水 箱，如采用2mm厚不銹鋼鋼板，弧型封頭，C0 2保護(hù)焊接，承壓能力 0.6MPa，密封工作最大承壓能力設(shè)計(jì)為1.2 MPa。其形狀設(shè)計(jì)為內(nèi)外兩層的圓柱型，在兩層之間的腔體內(nèi)使用聚氨酯發(fā)泡工藝進(jìn)行保溫處 理。在熱交換貯水水箱內(nèi)層的底部設(shè)置有頂部密封的螺旋式熱交換 管，螺旋式熱交換管的下端連接著三通，三通的橫向接口通過導(dǎo)管與 閥門、集熱器的蒸汽連接管連接，構(gòu)成工質(zhì)蒸汽上升通道，三通的縱 向接口通過導(dǎo)管與閥門、液體連接管連接，構(gòu)成工質(zhì)液體回流通道， 貯水水箱的底部連接著逆止閥和自來水管，水箱的頂部連接著出水管 及接通供暖設(shè)備。整個系統(tǒng)接通后與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器就處于工 作狀態(tài)。采光板吸熱后，直接將熱量傳導(dǎo)給三角形腔體內(nèi)的工質(zhì)液， 工質(zhì)液吸收熱量溫度升高而氣化，蒸汽經(jīng)過蒸汽出口、蒸汽通道、蒸 汽連接管進(jìn)入分體式貯水箱的熱交換器內(nèi)，通過與水熱交換，蒸汽凝 結(jié)為液體，釋放潛熱，液體經(jīng)過液體連接管回流到集熱器最上層的三 角形腔體內(nèi)，然后依次溢流到其下面的三角形腔體中，如此反復(fù)循環(huán) 實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞和轉(zhuǎn)移，從而使分體式熱交換貯水水箱中的水以自然 循環(huán)方式被加熱，打開水箱頂部的水龍頭就可以放出生活用的熱水； 地?zé)峁┡瘯r，則需要采用強(qiáng)制循環(huán)方式即啟動水泵將分體式熱交換貯 水水箱中的水與地?zé)岜P管中的水強(qiáng)制循環(huán)，以達(dá)到采曖的目的。
權(quán)利要求
1、與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是采光板(2)與隔板(3)構(gòu)成不規(guī)則箱體，箱體內(nèi)腔注入工質(zhì)液，箱體頂端裝有工質(zhì)液蒸汽連接管(8)和液體連接管(7)，蒸汽連接管與工質(zhì)液蒸汽通道(9)連通，液體連接管與箱體工質(zhì)液腔體連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是不規(guī)則箱體是由垂直于水平面的隔板(3)與波紋狀采光板(2)凹點(diǎn)橫向連接構(gòu)成若干個垂直排列的三角形腔體(16),三角 形腔體兩端由不銹鋼板焊接密封，腔體內(nèi)裝有工質(zhì)液，每一個三角形 腔體背面隔板由上向下依次開有蒸汽出口 (5)、液體入口 (14)和溢 流口 (4)，最上面三角腔體液體入口與液體連接管連通，每一三角形 腔體溢流口與下面相鄰三角形腔體的液體入口由溢流管連通，蒸汽出 口與隔板背面的蒸汽管道連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器， 其特征是每一個三角形腔體(16)中插入一個體積小于腔體體積的 三角形實(shí)體(13)，剩余部分腔體為工質(zhì)液腔體，三角形實(shí)體跟工質(zhì) 液不相溶且比熱小。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集 熱器，其特征是不規(guī)則箱體通過塑鋼邊框(10)在采光板外裝有透 明蓋板(1)，采光板與透明蓋板之間有間距形成空隙，空隙內(nèi)抽真空 形成真空層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是每一三角形腔體隔板上蒸汽出口、液體入口和溢流 口均為隔板上等距橫向排列的一排小圓孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l一3任一所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是蒸汽通道(9)為不銹鋼方管與隔板上的蒸汽出 口連通。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是不規(guī)則箱體背面的隔板上焊接龍骨架(12);龍骨 架及隔板上通過模板發(fā)泡一定厚度的聚氨酯保溫層(11)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是采光板(2)為鋸齒形狀的不銹鋼波紋板上涂刷黑色涂料。
9、根據(jù)權(quán)利要求1 —3任一所述的與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，其特征是蒸汽連接管(8)和液體連接管(7)分別鉸接著閥門。
全文摘要
本發(fā)明涉及太陽能建筑領(lǐng)域。與建筑一體化的墻體型太陽能集熱器，采光板與隔板構(gòu)成不規(guī)則箱體，箱體內(nèi)腔注入工質(zhì)液，箱體頂端裝有工質(zhì)液蒸汽連接管和液體連接管，蒸汽連接管與工質(zhì)液蒸汽通道連通，液體連接管與箱體工質(zhì)液內(nèi)腔連通。本發(fā)明將太陽能集熱器與墻體材料融為一體，采光效果最佳，既可以安裝在農(nóng)村住宅、城市的一般建筑中、又可以安裝在高層建筑中，用來完全取代或部分取代建筑南立面的墻體，為建筑提供生活用熱水及供暖，推動太陽能在建筑中的廣泛應(yīng)用，為太陽能普及利用拓展了空間。
文檔編號F24J2/04GK101216216SQ20081001018
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者任勝義, 劉文順, 孫久艷, 宋秀靜, 林春江, 蘇德利 申請人:大連水產(chǎn)學(xué)院職業(yè)技術(shù)學(xué)院