專利名稱：一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能空氣熱利用設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能集熱器是太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)中的重要設(shè)備，它收集太陽(yáng)能使之轉(zhuǎn)換為熱能，太陽(yáng)能供熱系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的高低主要取決于集熱器的性能。目前，太陽(yáng)能集熱器有平板型、真空管型和聚光型三類，相對(duì)于真空管型太陽(yáng)能集熱器和聚光型太陽(yáng)能集熱器而言，平板型太陽(yáng)能集熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、造價(jià)低的特點(diǎn)，在成本、安全性、使用壽命和與建筑的匹配程度上都比真空管型太陽(yáng)能集熱器和聚光型太陽(yáng)能集熱器具有更大的優(yōu)勢(shì)。一般采用平板型太陽(yáng)能集熱器，分為空氣型和液體型兩大類。在太陽(yáng)能熱利用技術(shù)中，采用空氣作為相比集熱介質(zhì)相較于采用液體作為集熱介質(zhì)，具有不需防結(jié)冰、不需防微小滲漏、重量輕承壓小、不需防腐、不需增加中間換熱器等優(yōu)勢(shì)，可以有效減少系統(tǒng)部件數(shù)目并降低成本。因此，在各種太陽(yáng)能集熱器中，發(fā)展平板型太陽(yáng)能空氣集熱器具有很好的前景。一般而言，平板型太陽(yáng)能空氣集熱器由框架、玻璃蓋板(或別的透明材料)、吸熱板和保溫材料組成，空氣直接流過(guò)玻璃蓋板與吸熱板之間，被加熱空氣通過(guò)玻璃蓋板與環(huán)境間的自然對(duì)流換熱很大，同時(shí)吸熱板對(duì)外界環(huán)境的紅外輻射也比較大，兩者造成很大的集熱效率損失。目前普通的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的集熱效率低于50%。因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是提供一種能降低熱損失，提高集熱效率的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低熱損失，提高集熱效率的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器。為了解決上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，包括蓋板O)、底板(6)和設(shè)置在蓋板( 和底板(6)之間的加熱板(4)；以及，設(shè)置在空氣入口處的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板(8)采用八字形結(jié)構(gòu)，將空氣分為三股，分別從八字形結(jié)構(gòu)的中間和兩側(cè)流入。優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板(8)在水平方向上并列設(shè)置有多個(gè)，空氣分為多路分別從所述多個(gè)導(dǎo)流板( 流入。優(yōu)選的，所述多個(gè)導(dǎo)流板⑶之間設(shè)置有水平方向上的分隔板(9)。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器還包括設(shè)置在蓋板⑵和吸熱板⑷之間的透明隔板(3)；[0015]所述蓋板( 與透明隔板C3)形成第一預(yù)熱層，所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層中，空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中空氣從第一預(yù)熱層流入后，經(jīng)透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的一次加熱層，從吸熱板(4)與底板(6)形成的二次加熱層流出。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器還包括設(shè)置在蓋板( 和吸熱板(4)之間的透明隔板(3)；和，設(shè)置在所述底板(6)和吸熱板⑷之間的普通隔板(7)；所述蓋板⑵與透明隔板(3)形成第一預(yù)熱層，所述底板(6)與普通隔板(7)形成第二預(yù)熱層；所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中，一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層，另一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第
二預(yù)熱層。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中，空氣從第一預(yù)熱層流入后，從透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的第一加熱層流出；以及，另一路空氣從第二預(yù)熱層流入后，從普通隔板(7)與吸熱板(4)形成的第二加熱層流出。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的第一預(yù)熱層中的導(dǎo)流板(8)粘附于蓋板( 下，和/或，粘附于透明隔板C3)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第一預(yù)熱層中。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板(8)粘附于透明隔板C3)下；和/或，粘附于底板(6)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第二預(yù)熱層中。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%，對(duì)紅外輻射透射率小于90%的隔板；所述普通隔板為不透明隔板。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%,對(duì)紅外輻射透射率小于20%的隔板。優(yōu)選的，所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的兩側(cè)加裝有反光板，并根據(jù)陽(yáng)光輻照角度設(shè)置安裝傾角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中的空氣入口處設(shè)置導(dǎo)流板，使空氣從所述導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使側(cè)壁、死角等部位有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中被加熱空氣與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射，從機(jī)理上改進(jìn)了平板空氣集熱器的集熱效果，在略微增加成本的前提下比普通的集熱器效率提高了 20%以上。本實(shí)用新型實(shí)施例突破了平板空氣集熱器的效率瓶頸，使得具有成本低、安全性高等多種優(yōu)勢(shì)的平板空氣集熱器在效率上比其它類型和工質(zhì)的集熱器更有優(yōu)勢(shì)。本實(shí)用新型因此可以推廣到供暖，干燥等多種家用和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。附圖明


圖1是一種典型的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型的一種導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型采用導(dǎo)流板后空氣流程的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型實(shí)施例的核心構(gòu)思之一在于，通過(guò)在平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中的空氣入口處設(shè)置導(dǎo)流板，使空氣從所述導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使側(cè)壁、死角等部位有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。本實(shí)用新型可以用在現(xiàn)有的任一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中，參考
圖1所示的典型平板型太陽(yáng)能空氣集熱器的結(jié)構(gòu)圖，一般而言，平板型太陽(yáng)能空氣集熱器至少包括蓋板2、底板6和設(shè)置在蓋板2和底板6之間的加熱板4 ；應(yīng)用本實(shí)用新型實(shí)施例，可以在空氣入口處設(shè)置導(dǎo)流板8，由所述導(dǎo)流板8將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸。參考圖2所示的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖和圖3所示的采用導(dǎo)流板后的空氣流向示意圖，在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣從導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，兩側(cè)空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱器側(cè)壁、死角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而一方面使空氣充分預(yù)熱，另一方面有效降低集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以在水平方向上并列設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板8以利于流場(chǎng)布置，在這種情況下，所述多個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)空氣入口，即空氣可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中間和兩側(cè)流入。在本實(shí)用新型實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向上的分隔板9，從而使流入的空氣預(yù)熱更加均勻。參考圖3，示出了本實(shí)用新型的一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)圖，在本實(shí)施例中，所述平板型太陽(yáng)能空氣集熱器包括入風(fēng)口 1、蓋板2、透明隔板3、吸熱板4、出風(fēng)口 5和底板6。采用本實(shí)施例，冷空氣通過(guò)入風(fēng)口 1首先進(jìn)入蓋板2與透明隔板3形成的第一預(yù)熱層，由于蓋板2和透明隔板3的溫差不大，遏制了第一預(yù)熱層中空氣與外界環(huán)境的自然對(duì)流，第一預(yù)熱層中空氣主要為層流。經(jīng)第一預(yù)熱層預(yù)熱后的空氣進(jìn)入透明隔板3和吸熱板4形成的一次加熱層，空氣被吸熱板4加熱，一次加熱層中空氣自然對(duì)流較強(qiáng)，湍流加劇，但熱量主要傳遞給第一預(yù)熱層中的空氣。同時(shí)，透明隔板3可以采用對(duì)可見光透射率很大而對(duì)紅外輻射透射率較小的隔板，比如去鐵玻璃(超白玻璃)，可見光透射率92%，紅外透射率10% ；可見光透射率應(yīng)在90%以上且越高越好，紅外透射率應(yīng)在90%以下且越低越好，以20%以下為佳。因此吸熱板4的紅外輻射被透明隔板3及第一預(yù)熱層的空氣吸收或反射，輻射損失降低。加熱后的空氣進(jìn)入吸熱板4和底板6形成的二次加熱層，繼續(xù)被吸熱板4加熱，在具體實(shí)現(xiàn)中，底板6上通常設(shè)置有保溫材料以保溫，最終高溫空氣從出風(fēng)口 5流出。本實(shí)施例利用了氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中被加熱空氣與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射。通過(guò)在蓋板的下表面維持一層低溫空氣，從而維持蓋板的較低溫度，降低蓋板向外界的散熱。本實(shí)施例可以在略微增加成本的前提下，將平板型空氣集熱器的集熱效率提高至70%以上。參考圖2所示的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖和圖3所示的采用導(dǎo)流板后的空氣流向示意圖，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以設(shè)置在入風(fēng)口 1處，采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣分為三股分別從導(dǎo)流板中間及兩側(cè)流入，所述導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱器側(cè)壁、死角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱而集熱器側(cè)壁充分冷卻，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以根據(jù)第一預(yù)熱層的寬度(通常表現(xiàn)為集熱器的寬度)，在水平方向上并列設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板8，在這種情況下，所述多個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)入風(fēng)口 1，空氣可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。在本實(shí)用新型實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向上的分隔板9，從而使第一預(yù)熱層中的空氣預(yù)熱更加均勻。在具體應(yīng)用中，所述第一預(yù)熱層的導(dǎo)流板8可以粘附于蓋板下，或者，可以粘附于透明隔板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第一預(yù)熱層中，本實(shí)用新型對(duì)此無(wú)需加以限制。在本實(shí)用新型一種更為優(yōu)選的實(shí)施例中，為增加換熱，在所述一次加熱層和/或二次加熱層中還可以設(shè)置翅片，當(dāng)空氣進(jìn)入一次加熱層和/或二次加熱層時(shí)，經(jīng)過(guò)所述翅片折流，可以增加流程從而增加換熱，并且翅片同時(shí)也可以作為導(dǎo)流板，從而更進(jìn)一步提高集熱效率。參考圖4所示本實(shí)用新型的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述翅片10可以設(shè)置在吸熱板4之上，在具體實(shí)現(xiàn)中，所述翅片10還可以設(shè)置在吸熱板4之下(圖中未示出)，或者獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置于一次加熱層和/或二次加熱層中。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任何設(shè)置所述翅片均可，本實(shí)用新型對(duì)此無(wú)需加以限制。參考圖5，示出了本實(shí)用新型的一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)圖，在本實(shí)施例中，所述平板型太陽(yáng)能空氣集熱器包括上下兩個(gè)入風(fēng)口 1、蓋板2、透明隔板3、吸熱板4、上下兩個(gè)出風(fēng)口 5、底板6和普通隔板7。采用本實(shí)施例，一路冷空氣通過(guò)上面的入風(fēng)口 1進(jìn)入蓋板2和透明隔板3形成的第一預(yù)熱層，另一路冷空氣通過(guò)下面的入風(fēng)口 1進(jìn)入底板6與普通隔板7形成的第二預(yù)熱層；由于蓋板2和透明隔板3，以及，底板6與普通隔板7的溫差不大，遏制了第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層中空氣與外界環(huán)境的自然對(duì)流，第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層中的空氣主要為層流。經(jīng)第一預(yù)熱層預(yù)熱后的一路空氣進(jìn)入透明隔板3和吸熱板4形成的第一加熱層進(jìn)行加熱，經(jīng)第二預(yù)熱層預(yù)熱后的另一路空氣進(jìn)入吸熱板4和普通隔板7形成的第二加熱層進(jìn)行加熱，第一加熱層和第二加熱層中空氣自然對(duì)流較強(qiáng)，湍流加劇，但熱量主要傳遞給第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中的空氣；同時(shí)，透明隔板3可以采用對(duì)可見光透射率很大而對(duì)紅外輻射透射率較小的隔板，普通隔板7可以采用不透光的隔板，比如普通鐵皮，因此，吸熱板4的紅外輻射被透明隔板3和普通隔板7及第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層的空氣吸收或反射，輻射損失降低。當(dāng)然，由于在本實(shí)施例中，一個(gè)加熱板對(duì)兩個(gè)通道的空氣進(jìn)行加熱，因此，為了達(dá)到和實(shí)施例1相近似的出口溫度，則需要控制各個(gè)通道空氣進(jìn)入的流量和流速。在這兩個(gè)實(shí)施例中，雖然流量和流速的控制參數(shù)不同，但是都能夠大大減少熱量向周圍環(huán)境的散熱損失。進(jìn)一步，對(duì)于前述的兩個(gè)通道(包括上面的入風(fēng)口和上面的出風(fēng)口形成的一個(gè)通道以及下面的入風(fēng)口和下面的出風(fēng)口形成的另一個(gè)通道)而言，其可以為兩個(gè)獨(dú)立的加熱供氣通道。作為另一種實(shí)現(xiàn)方式，這兩個(gè)通道也可以為一個(gè)整體，即冷空氣從統(tǒng)一入口進(jìn)來(lái)后被分為兩個(gè)通道進(jìn)行加熱，加熱后的熱空氣然后又匯總到一個(gè)統(tǒng)一出口送出。本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任何設(shè)置均可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限制。本實(shí)施例也利用了氣膜冷卻原理有效降低平板型太陽(yáng)能空氣集熱器中被加熱空氣與環(huán)境的自然對(duì)流換熱，以及，吸熱板對(duì)環(huán)境的紅外輻射。通過(guò)在集熱器玻璃蓋板的下表面維持一層低溫空氣，從而維持玻璃蓋板的較低溫度，降低玻璃蓋板向外界的散熱；此外，在集熱器的下底面處，也維持一層低溫空氣，從而降低底板向外界的散熱。相較于前述實(shí)施例1而言，本實(shí)施例2的優(yōu)勢(shì)在于底部也采用了氣膜冷卻，因此底板上的保溫材料可以用量很少甚至不用。參考圖2所示的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)示意圖和圖3所示的采用導(dǎo)流板后的空氣流向示意圖，在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)流板8可以設(shè)置在上下兩個(gè)入風(fēng)口 1處，采用八字形結(jié)構(gòu)，空氣分為三股分別從導(dǎo)流板中間和兩側(cè)流入，所述導(dǎo)流板將部分空氣導(dǎo)流至與側(cè)壁接觸，使集熱器側(cè)壁、死角等部位都有空氣流經(jīng)，熱量被空氣吸收，從而達(dá)到層流效果，使空氣充分預(yù)熱而集熱器側(cè)壁充分冷卻，從而有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。如圖2所示，在具體實(shí)現(xiàn)中，若集熱器面積較大，則可以根據(jù)第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層的寬度(通常表現(xiàn)為集熱器的寬度)，在水平方向上并列設(shè)置多個(gè)導(dǎo)流板8以利于流場(chǎng)布置，在這種情況下，所述多個(gè)導(dǎo)流板可連通多個(gè)入風(fēng)口，空氣可以從所述多個(gè)導(dǎo)流板8中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層。在本實(shí)用新型實(shí)施例中更為優(yōu)選的是，還可以在所述多個(gè)導(dǎo)流板8之間設(shè)置水平方向上的分隔板9，從而使第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中的空氣預(yù)熱更加均勻。在具體應(yīng)用中，所述第一預(yù)熱層的導(dǎo)流板8可以粘附于蓋板下，或者，可以粘附于透明隔板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第一預(yù)熱層中；所述第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板可以粘附于透明隔板下，或者，可以粘附于底板上，或者，還可以獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置在第二預(yù)熱層中，本實(shí)用新型對(duì)此無(wú)需加以限制。在本實(shí)用新型一種更為優(yōu)選的實(shí)施例中，為增加換熱，在所述第一加熱層和/或第二加熱層中還可以上設(shè)置翅片，當(dāng)空氣進(jìn)入第一加熱層和/或第二加熱層時(shí)，經(jīng)過(guò)所述翅片折流，可以增加流程從而增加換熱，并且翅片同時(shí)也可以作為導(dǎo)流板，從而更進(jìn)一步提高集熱效率。參考圖4所示本實(shí)用新型的一種吸熱板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述翅片10可以設(shè)置在吸熱板4之上，在具體實(shí)現(xiàn)中，所述翅片10還可以設(shè)置在吸熱板4之下(圖中未示出)，或者獨(dú)立、可拆卸地設(shè)置于第一加熱層和/或第二加熱層中。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際情況任何設(shè)置所述翅片均可，本實(shí)用新型對(duì)此無(wú)需加以限制。本實(shí)用新型實(shí)施例在具體實(shí)現(xiàn)中，所述蓋板可以采用鋼化玻璃蓋板，其余各面設(shè)置保溫材料減少散熱。更為優(yōu)選的是，所述平板型太陽(yáng)能空氣集熱器可以根據(jù)陽(yáng)光輻照角度變更安裝傾角，并加裝反光板聚集輻照，以起到增加入射強(qiáng)度的作用。在具體應(yīng)用中，可根據(jù)需求制造不同面積的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，如lm*aii的矩形。集熱器每層厚度可以參考如下取值預(yù)熱層(包括第一預(yù)熱層、第二預(yù)熱層)l-3cm;加熱層(包括一次加熱層、二次加熱層、第一加熱層、第二加熱層)4-6cm;此外，底板上所設(shè)置的保溫層，根據(jù)保溫材料不同，約為2-6cm。以下通過(guò)一次具體的實(shí)驗(yàn)測(cè)試情況，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的運(yùn)行情況和所能取得的良好效果。本次實(shí)驗(yàn)中，所述平板型太陽(yáng)能空氣集熱器(以下簡(jiǎn)稱“集熱器”)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。集熱器面積為lm*50cm，每層厚度為km，進(jìn)出風(fēng)口為2cm*30cm的矩形。鋼化玻璃蓋板與透明隔板對(duì)太陽(yáng)光的透射率均為90%以上，吸熱板對(duì)太陽(yáng)光的吸收率為91%。同時(shí)，在集熱器側(cè)面與底部增加保溫材料，在吸熱板的兩側(cè)增加翅片以增加換熱面積。集熱器平放于地面并被太陽(yáng)光輻照，實(shí)驗(yàn)中設(shè)置一臺(tái)普通的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器作為對(duì)照。集熱器的入口處通過(guò)風(fēng)扇提供一定風(fēng)速的風(fēng)，實(shí)驗(yàn)中利用熱電偶測(cè)量進(jìn)口溫度Tin與出口溫度Tout，利用太陽(yáng)能功率計(jì)測(cè)量垂直于集熱器吸熱板的入射太陽(yáng)輻射強(qiáng)度I，利用風(fēng)速計(jì)測(cè)量出口的風(fēng)速V。集熱器的集熱效率通過(guò)如下公式計(jì)算η = CpXvXsX P X (Tout-Tin)/(IXS)其中，η為集熱器效率，Cp為空氣的定壓質(zhì)量熱容1.00 !/(kg*K)，ν為出口風(fēng)速，s為出風(fēng)口面積60cm3，P為空氣密度U93g/L，S為實(shí)際吸熱板積，本實(shí)例中為0. 45m2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。其中在I = 790ff/m2的輻照條件下對(duì)比了兩種集熱器的效率，之后在進(jìn)一步改進(jìn)本實(shí)用新型的各項(xiàng)性能后(比如增加導(dǎo)流板，和/或，增加一倍翅片數(shù)量)，在590W/m2的輻照條件下進(jìn)行了第二次效率測(cè)試表 1
實(shí)驗(yàn)結(jié)果普通集熱器本實(shí)用新型不加導(dǎo)流板的集熱器本實(shí)用新型加導(dǎo)流板的集熱器垂直輻照強(qiáng)度(W/m2)790785590出口流量(L/s )666入口溫度(V)202221出口溫度(V)4552.545集熱器效率54.8%67.3%70.5%[0071]可以看到，本實(shí)用新型在基本相同的輻照條件下比普通的平板空氣集熱器效率提高了 20%左右，經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)化后的集熱器效率達(dá)到70%。經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，本實(shí)用新型的集熱效率比較穩(wěn)定。在通過(guò)發(fā)射聚光手段提高輻射強(qiáng)度達(dá)到1200W/m2時(shí)，出口溫度可以達(dá)到70°C以上，而效率仍然保持70%以上，在中低溫段不存在明顯的溫度瓶頸。在具體應(yīng)用中，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度可任意變化，集熱器效率比較穩(wěn)定。集熱器可根據(jù)陽(yáng)光直射角度調(diào)整仰角。基本可以全天候使用，室外溫度為零下50°C至零上50°C之間，流質(zhì)溫度可達(dá)100°C以上?？諝饬魉俜秶?. lm/s-lOm/s，集熱器效率隨流速不同而有所變化。本實(shí)用新型利用太陽(yáng)能加熱空氣后，在多個(gè)領(lǐng)域可以得到應(yīng)用。例如熱風(fēng)供暖，熱風(fēng)干燥等。具體而言，我國(guó)北方采暖系統(tǒng)多采用熱水系統(tǒng)，本身需要管道防凍裂等保護(hù)措施，利用空氣熱風(fēng)供暖，可以大大降低防凍裂等安全措施的成本，是現(xiàn)有供暖系統(tǒng)的重要替代。我國(guó)南方也擁有巨大的市場(chǎng)潛力。近年南方低溫天氣日益增加，供暖需求越來(lái)越大。而由于充足的太陽(yáng)能供給和相對(duì)較高的環(huán)境溫度，太陽(yáng)能空氣集熱供暖是南方最適宜的供暖形式。現(xiàn)在南方多個(gè)省市開始考慮開始區(qū)域供暖，如果抓住此機(jī)會(huì)進(jìn)入南方供暖市場(chǎng)，利用本產(chǎn)品集熱效率的優(yōu)勢(shì)，會(huì)有很大的市場(chǎng)回報(bào)。再者，空氣干燥需求大能耗高，糧食，果品，木材等干燥工藝都是耗能大戶。進(jìn)一步的，目前城市大量產(chǎn)生的垃圾，以及大量污泥等在進(jìn)行焚燒或者堆肥等處理之前都必須干燥。在干燥過(guò)程中會(huì)消耗大量的能量，利用太陽(yáng)能加熱空氣制造熱風(fēng)干燥污泥，可以大量減少能耗。這部分潛力很大。以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，包括蓋板O)、底板(6)和設(shè)置在蓋板⑵和底板(6)之間的加熱板⑷；以及，設(shè)置在空氣入口處的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述導(dǎo)流板(8)采用八字形結(jié)構(gòu)，將空氣分為三股，分別從八字形結(jié)構(gòu)的中間和兩側(cè)流入。
3.如權(quán)利要求2所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述導(dǎo)流板(8)在水平方向上并列設(shè)置有多個(gè)，空氣分為多路分別從所述多個(gè)導(dǎo)流板(8)流入。
4.如權(quán)利要求3所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述多個(gè)導(dǎo)流板(8)之間設(shè)置有水平方向上的分隔板(9)。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，還包括設(shè)置在蓋板⑵和吸熱板⑷之間的透明隔板⑶；所述蓋板( 與透明隔板C3)形成第一預(yù)熱層，所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層中，空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層。
6.如權(quán)利要求5所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，空氣從第一預(yù)熱層流入后，經(jīng)透明隔板(3)與吸熱板(4)形成的一次加熱層，從吸熱板(4)與底板(6)形成的二次加熱層流出。
7.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，還包括設(shè)置在蓋板( 和吸熱板(4)之間的透明隔板(3)；和，設(shè)置在所述底板(6)和吸熱板⑷之間的普通隔板(7)；所述蓋板( 與透明隔板C3)形成第一預(yù)熱層，所述底板(6)與普通隔板(7)形成第二預(yù)熱層；所述導(dǎo)流板(8)設(shè)置在所述第一預(yù)熱層和第二預(yù)熱層中，一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第一預(yù)熱層，另一路空氣從所述導(dǎo)流板(8)中間和兩側(cè)流入第二預(yù)執(zhí)層。
8.如權(quán)利要求7所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，空氣從第一預(yù)熱層流入后，從透明隔板C3)與吸熱板(4)形成的第一加熱層流出；以及，另一路空氣從第二預(yù)熱層流入后，從普通隔板(7)與吸熱板(4)形成的第二加熱層流出ο
9.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述第一預(yù)熱層中的導(dǎo)流板(8)粘附于蓋板( 下，和/或，粘附于透明隔板C3)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第一預(yù)熱層中。
10.如權(quán)利要求8所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述第二預(yù)熱層的導(dǎo)流板(8)粘附于透明隔板C3)下；和/或，粘附于底板(6)上；或者，獨(dú)立設(shè)置在第二預(yù)熱層中。
11.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%，對(duì)紅外輻射透射率小于90%的隔板；所述普通隔板為不透明隔板。
12.如權(quán)利要求6或8所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述透明隔板為對(duì)可見光透射率大于90%，對(duì)紅外輻射透射率小于20%的隔板。
13.如權(quán)利要求1所述的平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，其特征在于，所述平板型太陽(yáng)能空氣集熱器兩側(cè)加裝有反光板，并根據(jù)陽(yáng)光輻照角度設(shè)置安裝傾角。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種平板型太陽(yáng)能空氣集熱器，包括蓋板(2)、底板(6)和設(shè)置在蓋板(2)和底板(6)之間的加熱板(4)；以及，設(shè)置在空氣入口處的導(dǎo)流板(8)，所述導(dǎo)流板(8)將部分空氣導(dǎo)流至與集熱器的側(cè)壁接觸。本實(shí)用新型可以有效降低空氣流入時(shí)集熱器的死角、側(cè)壁等部位造成的熱損失，提高集熱效率。
文檔編號(hào)F24J2/16GK202303981SQ20112036416
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者王昊 申請(qǐng)人:北京大學(xué), 北京綠色熵達(dá)科技有限公司