專利名稱：聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及太陽能光熱利用技術領域，特別涉及一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置， 具體的涉及一種集聚熱、雙蓋保溫、熱水及熱空氣雙項熱能聯(lián)產于一體的建筑應用型太陽 能光熱收集裝置。
背景技術：
城市經濟發(fā)展迅速，人們日益追求生活的高舒適度，由此形成的高能耗成為制約 城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要屏障。近幾年，隨著新能源產品技術的日漸成熟，國家政策的大 力扶持推廣以及低碳生活理念的建立，人們開始對新能源產品認可和接納，特別是太陽能 熱利用產品，在城市發(fā)展中格外受青睞。截止2009年，全國安裝太陽能熱水器的面積總就 已超過一億平方米；太陽能空氣集熱器也因在干燥及供暖上的出色表現(xiàn)被廣泛使用。目前， 這兩類主要的太陽能熱利用產品均以單體形式存在于市場中。在中國專利號為200920111708.9的專利中，公開了一種組合式太陽能氣液集熱 器，其由邊框、透明蓋板、保溫層和板芯組成，在邊框的空間內同時設置空氣集熱板芯和一 系列金屬吸熱管，組合而成集熱器板芯，且吸熱管與熱水箱連通。集熱器工作中，其板芯將 太陽輻射轉化為熱能，空氣集熱板芯將熱量傳給空氣，吸熱器在接受太陽輻射的同時，也可 吸收熱空氣中的熱量。因此，集熱器既產生熱空氣，也提供熱的液體工質，既可將熱空氣導 入室內采暖，也可通過液體工質產生熱水。此專利公開的組合式太陽能氣液集熱器存在以 下技術設計缺陷1、透明蓋板與集熱器板芯之間所形成的空腔作為收集及加熱空氣的腔 體，空氣進、出口未設任何自動控制元件，在寒冬時常有水汽附著于玻璃蓋板內表面，嚴重 影響正常透光率，集熱效果下降；2、冷熱驟變過程中產生的水分子無法排出，積壓在內框向 下一面，產生腐蝕及氧化，嚴重影響集熱器的使用壽命；3、空氣集熱板芯、吸熱翅片、金屬吸 熱管表面未作任何吸熱膜涂層處理，實際應用中相當一部分熱能又被金屬體反射，熱效益 低，不符合國家能效標準。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對已有技術的缺陷及為彌補該技術領域內市場產品的缺失，提 供一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置。本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置具有聚光蓋板，聚光 溫度高；雙項熱能輸出，熱能形式多樣；雙蓋板，保溫性能優(yōu)異；平板型外觀，高建筑融合度 等明顯優(yōu)勢。為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置是采用以下技術方案實 施的所述聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置包括雙項熱能收集組件以及框體。其中，所述雙項熱能收集組件包括透光基板、集熱板、工作流體收集管、熱空氣收 集管、環(huán)境空氣進口、熱空氣出口、工作流體進口管、工作流體出口管以及連接管。集熱板與 透光基板通過HCEVA進入真空層壓機熱壓成一體，將組合好的組件取出，冷卻待用。工作流 體收集管通過焊接或導熱膠與集熱板固定；工作流體收集管下端與工作流體進口管密封固定，上端與工作流體出口管密封固定。優(yōu)選的，所述集熱板上噴涂有太陽能吸熱涂層，所述熱空氣收集管通過焊接或導 熱膠與集熱板固定，兩端密封并開孔，采用連接管連接，上一支熱空氣收集管的出口與下一 支的進口對接，形成S型工作流體通道；環(huán)境空氣進口與第一根熱空氣收集管一端密封固 定，熱空氣出口與最后一根熱空氣收集管一端密封固定；工作流體收集管及熱空氣收集管 管內裝填有工作流體?？蝮w包括邊框、密封膠、絕熱保溫涂層、菲涅爾聚光蓋板、絕熱限位塊、吸附劑儲 條、保溫層、底板、吸風器或排風機。優(yōu)選的，所述聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置還包括輔助控制器件如電磁調控檔柵。其中，優(yōu)選的，所述邊框內部涂有絕熱保溫涂層，防止熱量通過金屬框外泄；組合 好的雙項熱能收集組件兩邊嵌有絕熱限位塊，并用邊框固定；環(huán)境空氣進口、熱空氣出口設 置在邊框或底板上；工作流體進口管、工作流體出口管、環(huán)境空氣進口、熱空氣出口在安裝 框體的同時，從框體上預先留有的孔引出；邊框上部擠壓有密封膠，與菲涅爾聚光蓋板成膠 凝密封；上、下兩層蓋板間形成中空腔體，吸附劑儲條設置在腔體內部的框體上，用于保持 腔體內空氣干燥；保溫層安裝在雙項熱能收集組件與底板中間；底板用抽芯鉚釘固定在邊 框上；吸風器或排風機設置在熱空氣出口或熱空氣總出口管上；電磁調控檔柵固定在環(huán)境 空氣進口或環(huán)境空氣總進口管上，便于不需要熱空氣時起到封阻作用。其中，所述的菲涅爾聚光蓋板采用市售的具有高透光率、高光線匯聚率、短焦距的 線形聚光菲涅爾透鏡。其可將大量散射的太陽光能匯聚成高溫聚光帶，并照射至雙項熱能 收集組件，使工作流體在短時間內形成高溫熱能輸出。所述的HCEVA是一種塑料物料，通過在EVA原料中添加納米氧化鋅、納米氧化鎂、 氧化鋁、氮化鋁、碳化硅晶須、氮化鋁晶須或其他高導熱功能粉體及各種助劑，并按一定配 比將原料混合均勻，倒入雙螺桿擠出機，混煉塑化，擠出切粒后模壓成型。其兼具高透光率 及高導熱率的性能。所述的太陽能吸熱涂層采用可在金屬材料上使用的市售TXT-I太陽能選擇性涂 料；或選用其他對金屬體高效吸收光能的涂料，可將陽光有效地聚集起來，以提高陽光的轉 換利用率。所述的絕熱限位塊采用工程塑料、陶瓷材料或其他低熱導、高強度、耐磨損且高溫 下不易變形的材料制成。絕熱限位塊對雙項熱能收集組件起到限位固定的作用。所述的熱空氣收集管為圓管、方管、扁管或其他異型金屬管。熱空氣收集管的出口 與另一根熱空氣收集管的進口用連接管連接，形成S型氣體走道。所述的工作流體收集管采用防銹鋁合金擠壓成型，工作流體收集管為圓管，方管， 扁管及其他異型管，并與基座一次成型，基座上有大于管徑往兩邊延伸10 20mm的貼邊； 也可采用B7傳熱銅合金，不銹鋼焊接制成管板狀。也可將工作流體收集管和熱空氣收集管 通過一次性擠壓成型于一體。所述的透光基板采用市售高硼硅3. 3平板玻璃或PC透光板、增透平板鋼化玻璃及 其他低鐵透光材料。所述的吸附劑儲條采用市售的硅膠干燥劑，通過靜態(tài)吸附吸收密封空間中的水 汽。由于吸附劑儲條的存在，可以使裝配過程中雙層蓋板間的氣體被充分干燥，防止冷熱驟變過程中產生水霧，從而影響玻璃的透光度。所述的工作流體采用市售Z-Z超導介質、低溫導熱油或在低溫30°C 40°C時可以 氣化的超導液；無霜、無凍地區(qū)，可直接采用水作為工作流體；而集熱空氣通道管內工作流 體為環(huán)境空氣。本發(fā)明的聚光太陽能聯(lián)產裝置，其工作原理如下大量太陽輻射被菲涅爾聚光蓋板匯集成高溫聚光帶，透過中空層，輻射至透光基 板，透光基板溫度升高，HCEVA將熱能迅速向下傳導至集熱板，同時集熱板表面噴涂的太陽 能吸收涂層，主動吸收透過雙層蓋板的太陽輻射，大量熱能快速地向集熱板底部的工作流 體收集管及熱空氣收集管傳導。工作流體從工作流體進口管進入工作流體收集管內，迅速吸收工作流體收集管所 收集到的熱能，從而加熱工作流體，加熱后的工作流體由工作流體出口管排出使用；同時， 電磁調控檔柵開啟，環(huán)境空氣從環(huán)境空氣進口不斷進入熱空氣收集管內，迅速吸收熱空氣 收集管的熱能，進入熱空氣收集管中的熱能在需要時通過吸風裝置，將熱空氣抽出，以供使用。本發(fā)明聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置創(chuàng)新性地提出了熱水+熱空氣一體聯(lián)產的理念， 必將在太陽能光熱利用領域弓I起巨大反響。


通過下面結合附圖的詳細描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點將變得 顯而易見。其中圖1是模塊化的本發(fā)明的應用與太陽能建筑的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置的主視 示意圖；圖2是圖1中A-A面剖面示意圖；圖3是圖2中的局部放大示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置是采用以下技術方案實施的聚光太陽能雙熱 聯(lián)產裝置包括雙項熱能收集組件、框體以及輔助控制器件。結合圖1、圖2及圖3所示，本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置的雙項熱能收集組 件包括透光基板5、HCEVA(導熱EVA)6、太陽能吸熱涂層7、集熱板8、工作流體收集管3、熱 空氣收集管2、環(huán)境空氣進口 14、熱空氣出口 15、工作流體進口管16、工作流體出口管1以 及連接管18。集熱板8噴涂有太陽能吸熱涂層7，其與透光基板5通過HCEVA6進入真空層 壓機熱壓成一體，將組合好的組件取出，冷卻待用。工作流體收集管3通過焊接或導熱膠與 集熱板8固定；工作流體收集管3下端與工作流體進口管16密封固定，上端與工作流體出 口管1密封固定。熱空氣收集管2通過焊接或導熱膠與集熱板8固定；兩端密封并開孔，采用連接管 18連接，上一支熱空氣收集管2的出口與下一支的進口對接，形成S型工作流體17通道； 環(huán)境空氣進口 14與第一根熱空氣收集管2—端密封固定，熱空氣出口 15與最后一根熱空 氣收集管2 一端密封固定；工作流體收集管3及熱空氣收集管2管內裝填有工作流體17。
框體以及輔助控制器件包括邊框11、密封膠、絕熱保溫涂層、菲涅爾聚光蓋板4、 絕熱限位塊12、吸附劑儲條13、保溫層9、底板10、吸風器或排風機以及電磁調控檔柵構成。其中。邊框11內部涂有絕熱保溫涂層，防止熱量通過金屬框外泄；組合好的雙項 熱能收集組件兩邊嵌有絕熱限位塊12，并用邊框11固定；環(huán)境空氣進口 14、熱空氣出口 15 設置在邊框11或底板10上；工作流體進口管16、工作流體出口管1、環(huán)境空氣進口 14、熱 空氣出口 15在安裝框體的同時，從框體上預先留有的孔引出；邊框11上部擠壓有密封膠， 與菲涅爾聚光蓋板4成膠凝密封；上、下兩層蓋板間形成中空腔體，吸附劑儲條13設置在腔 體內部的框體上，用于保持腔體內空氣干燥；保溫層9安裝在雙項熱能收集組件與底板10 中間；底板10用抽芯鉚釘固定在邊框11上；吸風器或排風機設置在熱空氣出口 15或熱空 氣總出口管上；電磁調控檔柵固定在環(huán)境空氣進口 14或環(huán)境空氣總進口管上，便于不需要 熱空氣時起到封阻作用。所述的菲涅爾聚光蓋板4采用市售的具有高透光率、高光線匯聚率、短焦距的線 形聚光菲涅爾透鏡。可將大量散射的太陽光能匯聚成高溫聚光帶，并照射至雙項熱能收集 組件，使工作流體在短時間內形成高溫熱能輸出。所述的HCEVA6是一種塑料物料，通過在EVA原料中添加納米氧化鋅、納米氧化鎂、 氧化鋁、氮化鋁、碳化硅晶須、氮化鋁晶須或其他高導熱功能粉體及各種助劑，并按一定配 比將原料混合均勻，倒入雙螺桿擠出機，混煉塑化，擠出切粒后模壓成型。兼具高透光率及 高導熱率的性能。所述的太陽能吸熱涂層7采用可在金屬材料上使用的市售TXT-I太陽能選擇性涂 料；或選用其他對金屬體高效吸收光能的涂料，可將陽光有效地聚集起來，以提高陽光的轉 換利用率。所述的絕熱限位塊12采用工程塑料、陶瓷材料或其他低熱導、高強度、耐磨損且 高溫下不易變形的材料制成。絕熱限位塊12對雙項熱能收集組件起到限位固定的作用。所述的熱空氣收集管2為圓管、方管、扁管或其他異型金屬管。熱空氣收集管2的 出口與另一根熱空氣收集管2的進口用連接管18連接，形成S型氣體走道。所述的工作流體收集管3采用防銹鋁合金擠壓成型，工作流體收集管3為圓管，方 管，扁管及其他異型管，并與基座一次成型，基座上有大于管徑往兩邊延伸10 20mm的貼 邊。也可采用B7傳熱銅合金，不銹鋼焊接制成管板狀。所述的透光基板5采用市售高硼硅3. 3平板玻璃或PC透光板、增透平板鋼化玻璃 及其他低鐵透光材料。所述的吸附劑儲條13采用市售的硅膠干燥劑，通過靜態(tài)吸附吸收密封空間中的 水汽。由于吸附劑儲條13的存在，可以使裝配過程中雙層蓋板間的氣體被充分干燥，防止 冷熱驟變過程中產生水霧，從而影響玻璃的透光度。所述的工作流體采用市售Z-Z超導介質、低溫導熱油或在低溫30°C 40°C時可以 氣化的超導液；無霜、無凍地區(qū)，可直接采用水作為工作流體；而集熱空氣通道管內工作流 體為環(huán)境空氣。本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置具有明顯的技術和性價優(yōu)勢，具體如下一、聚光、雙蓋保溫及密閉式集熱腔體集成優(yōu)化技術，兼具高效熱能收集、利用及 優(yōu)異的保溫性能。
本發(fā)明采用具有高光線匯聚率的菲涅爾聚光板作為蓋板，聚集的光線溫度最高可 達80°C以上，使工作流體在短時間內達到高溫并輸出。菲涅爾聚光蓋板與透光基板通過邊 框固定，形成雙蓋板中空腔體，保證高熱能收集的同時防止熱能通過蓋板散失，從而提高整 體裝置的保溫性能，達到熱能利用最大化。中空腔體的存在，還能解決表層蓋板在冬季接觸 溫度低，而形成結霜的問題，使整個裝置在低溫環(huán)境中也有高效的熱能輸出效率。本發(fā)明同時采用集熱板與透光基板在真空層壓機熱壓成一體的獨特制作工藝，通 過雙項熱能收集組件上表面與集熱板底面固定，下表面與保溫層緊密貼合，并由底板封裝， 形成密閉式集熱腔體，大大提高熱能吸收率。二、快速導熱雙通道，瞬間吸熱雙產出。本發(fā)明采用透光基板與集熱板通過新材料HCEVA熱壓成一體，將菲涅爾聚光蓋板 照射至透光基板上的高溫聚光帶上的熱能及透光基板本身所吸附的熱能迅速向集熱板傳 導；集熱板表面本身涂有太陽能吸熱涂層，可主動吸收透過雙層蓋板的太陽輻射。HCEVA及 太陽能吸熱涂層形成快速導熱雙通道，使整個裝置的導熱速度成倍增加。大量熱能傳導至集熱板，并被熱空氣收集管、工作流體收集管內的工作流體瞬間 吸收利用。熱空氣、熱水雙熱能收集模式，在提高熱能吸收速度、減少熱能散失的同時達到 雙熱能輸出，使整個裝置滿足一年內不同季節(jié)的熱能需要。三、建筑應用型太陽能產品，應用范圍廣本發(fā)明具備平板集熱器外觀，結構簡單，安裝方便，在與建筑結合方面具有一定的 優(yōu)勢，可廣泛應用于立面墻系統(tǒng)和屋面系統(tǒng)的安裝使用。本發(fā)明安裝在南向立面墻上，可節(jié) 省安裝費用，也不會增加房屋負荷。在夏季遮擋建筑部分墻面，降低建筑物得熱率，降低空 調耗能；在冬季，對建筑有一定保溫作用，并能利用所產熱空氣為室內供暖，大大降低建筑 能耗，打造“低碳建筑”。熱空氣和熱水雙項熱能輸出形式，同時滿足人們日常生產生活用熱水及取暖、除 濕、通風要求；還可應用于農作物烘干，例如對水果及煙草進行干燥；所產熱能可作為熱 泵、溴化鋰制冷機組的低溫熱源等，應用范圍更加廣泛。本發(fā)明在國家政策的鼓勵下提供優(yōu)越的建筑應用型太陽能產品的同時，其具備的 優(yōu)異的性價比，必將成為百姓用得起、房地產商樂意接受的新能源產品。整個裝置包含的集 成優(yōu)化技術也將引領整個太陽能光熱利用技術的發(fā)展！本發(fā)明并不局限于所述的實施例，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神即公 開范圍內，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權利保護范圍以權利要求書限定的范圍為準。
權利要求
1.一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，其包括雙項熱能收集組件以及固定所 述雙項熱能收集組件的框體；其中，所述雙項熱能收集組件包括透光基板、集熱板、工作流體收集管、熱空氣收集管、 環(huán)境空氣進口、熱空氣出口、工作流體進口管、工作流體出口管以及連接管；所述集熱板與 透光基板通過HCEVA熱壓成一體；所述工作流體收集管通過焊接或導熱膠與集熱板固定； 所述工作流體收集管下端與工作流體進口管密封固定，上端與工作流體出口管密封固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述集熱板上 噴涂有太陽能吸熱涂層，所述熱空氣收集管與集熱板固定，其兩端密封并開孔，采用連接管 連接；所述環(huán)境空氣進口與熱空氣收集管一端密封固定，熱空氣出口與熱空氣收集管另一 端密封固定；工作流體收集管及熱空氣收集管管內裝填有工作流體。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述框體 包括邊框、密封膠、菲涅爾聚光蓋板、絕熱限位塊、吸附劑儲條、保溫層、底板、吸風器或排風 機。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述聚光太陽 能雙熱聯(lián)產裝置還包括輔助控制器件，所述輔助控制器件包括電磁調控檔柵，固定在環(huán)境 空氣進口或環(huán)境空氣總進口管上。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述邊框內部 涂有絕熱保溫涂層；組合好的雙項熱能收集組件兩邊嵌有絕熱限位塊，并通過邊框固定； 所述環(huán)境空氣進口、熱空氣出口設置在邊框或底板上；框體上設有工作流體進口管、工作流 體出口管、環(huán)境空氣進口、熱空氣出口的引出孔；所述絕熱限位塊采用工程塑料、陶瓷材料 或其他低熱導、高強度、耐磨損且高溫下不易變形的材料制成。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述邊框上部 擠壓有密封膠，與菲涅爾聚光蓋板成膠凝密封；上、下兩層蓋板間形成中空腔體，吸附劑儲 條設置在腔體內部的框體上；所述保溫層安裝在雙項熱能收集組件與底板中間；所述底板 固定在邊框上；吸風器或排風機設置在熱空氣出口或熱空氣總出口管上。
7.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述的熱空氣 收集管為圓管、方管、扁管或其他異型金屬管；熱空氣收集管的出口與另一根熱空氣收集管 的進口用連接管連接，形成S型工作流體走道。
8.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述的工作流 體收集管采用防銹鋁合金擠壓成型，工作流體收集管為圓管，方管，扁管及其他異型管，并 與基座一次成型；或采用B7傳熱銅合金，不銹鋼焊接制成管板狀；所述工作流體收集管和 熱空氣收集管通過一次性擠壓成型于一體。
9.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述的透光基 板為市售高硼硅3. 3平板玻璃、PC透光板、增透平板鋼化玻璃或其他低鐵透光材料。
10.根據(jù)權利要求3所述的一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其特征在于，所述的工作流 體收集管的工作流體為水、市售Z-Z超導介質、低溫導熱油或在低溫30°C 40°C時可以氣 化的超導液；所述集熱空氣通道管內工作流體為環(huán)境空氣。
全文摘要
本發(fā)明提出一種聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置，其包括雙項熱能收集組件以及固定所述雙項熱能收集組件的框體；所述雙項熱能收集組件包括透光基板、集熱板、工作流體收集管、熱空氣收集管、環(huán)境空氣進口、熱空氣出口、工作流體進口管、工作流體出口管以及連接管；所述集熱板與透光基板通過HCEVA熱壓成一體；所述工作流體收集管通過焊接或導熱膠與集熱板固定；所述工作流體收集管下端與工作流體進口管密封固定，上端與工作流體出口管密封固定。本發(fā)明的聚光太陽能雙熱聯(lián)產裝置具有聚光蓋板，聚光溫度高；雙項熱能輸出，熱能形式多樣；雙蓋板，保溫性能優(yōu)異；平板型外觀，高建筑融合度等明顯優(yōu)勢。
文檔編號F24J2/20GK102095259SQ20101057008
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者姚伯龍, 李勇強, 李勇良, 趙廉, 陳東輝 申請人:無錫中陽新能源科技有限公司