本發(fā)明涉及太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，陶瓷太陽(yáng)板建造的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，陶瓷太陽(yáng)能屋面，特別涉及陶瓷太陽(yáng)能屋面安裝錨樁結(jié)構(gòu)的剛性墊板及其打孔裝置。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能利用包括光電利用和光熱利用，光電利用主要指太陽(yáng)能電池，光熱利用主要指聚光太陽(yáng)能發(fā)電裝置、太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能集熱器，應(yīng)用比較廣泛的太陽(yáng)能集熱器是真空玻璃管太陽(yáng)能集熱器和金屬平板式太陽(yáng)能集熱器。傳統(tǒng)平板式太陽(yáng)能集熱器由平板集熱體、透明蓋板、保溫材料、金屬外殼等組成，金屬外殼起到支撐、固定透明蓋板和平板集熱體的作用，大面積的平板式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)需由多臺(tái)平板式太陽(yáng)能集熱器組成。

通常太陽(yáng)能集熱器的陽(yáng)光吸收膜是常溫下由陽(yáng)光吸收材料顆粒聚集形成，顆粒之間、顆粒與基體之間的結(jié)合力充其量是分子鍵結(jié)合，陽(yáng)光吸收率容易衰減，維修頻繁，使用壽命短，使用成本高于常規(guī)能源。陶瓷太陽(yáng)板以普通陶瓷為基體，多孔立體網(wǎng)狀釩鈦黑瓷為陽(yáng)光吸收層形成陽(yáng)光陷阱，1200℃左右一次燒成，全部是瓷質(zhì)材料，全部是離子鍵和原子鍵結(jié)合，陽(yáng)光吸收率不會(huì)衰減，效率高，維修率很低，與建筑同壽命，使用成本低于常規(guī)能源。

傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器采用鋁合金框架結(jié)構(gòu)，消耗大量鋁合金型材，成本高，一般戶(hù)用太陽(yáng)能熱水器陽(yáng)光吸收面2平方米左右。

陶瓷太陽(yáng)板錨樁結(jié)構(gòu)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)通常將整座屋面做成一個(gè)太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，一般陽(yáng)光吸收面積幾十平方米，甚至上千平方米，或者在沙漠、荒坡上建造的太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)陽(yáng)光吸收面積可達(dá)到幾千至幾萬(wàn)平方米。

錨樁結(jié)構(gòu)陶瓷太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)太陽(yáng)能集熱器相比，大幅度簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大幅度提高施工效率、降低了建造成本。錨樁結(jié)構(gòu)陶瓷太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)主要由結(jié)構(gòu)層、保溫層、剛性墊板、剛性墊板上的錨樁結(jié)構(gòu)、陶瓷太陽(yáng)板、鋼化玻璃板組成。

目前剛性墊板采用非金屬的玻鎂板或鍍鋅板，在保溫層上鋪玻鎂板或鍍鋅板，根據(jù)陶瓷太陽(yáng)板安裝尺寸要求在玻鎂板或鍍鋅板上劃線(xiàn)、鉆孔，在孔中安裝錨樁結(jié)構(gòu)，比較費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、工作效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

已經(jīng)發(fā)布、實(shí)施“陶瓷太陽(yáng)能集熱板”國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，陶瓷太陽(yáng)板尺寸正在逐步標(biāo)準(zhǔn)化，基本尺寸是700毫米×700毫米的中空陶瓷板，對(duì)角線(xiàn)上各有一個(gè)長(zhǎng)度25毫米的進(jìn)出管口。剛性墊板上打孔安裝錨樁件，每片陶瓷太陽(yáng)板下面安裝2個(gè)錨樁件，阻擋陶瓷太陽(yáng)板下滑，同時(shí)支撐上面的鋼化玻璃板。

目前陶瓷太陽(yáng)板主要用于整座建筑的陶瓷太陽(yáng)能屋面，提供建筑物冬天取暖，全年生活熱水，進(jìn)一步將用于荒坡、沙漠的太陽(yáng)能淡化海水、苦咸水，太陽(yáng)能熱能發(fā)電等，陶瓷太陽(yáng)板集熱系統(tǒng)陽(yáng)光吸收面積比較大。

工業(yè)生產(chǎn)市售的玻鎂板基本尺寸1200毫米×2400毫米，尺寸比較小，并且各工廠(chǎng)及各工廠(chǎng)不同時(shí)期生產(chǎn)的玻鎂板尺寸不穩(wěn)定，吸水率比較高，安裝時(shí)遇雨產(chǎn)生濕膨脹，玻鎂板強(qiáng)度比較低，一般厚度12毫米左右，由于厚度比較大，不能隨意搭接，只能拼接，使用不方便，不符合長(zhǎng)期使用和發(fā)展需要。

經(jīng)過(guò)批量試驗(yàn)和使用，0.5毫米鍍鋅板和彩鋼板強(qiáng)度偏低，0.6毫米、0.8毫米強(qiáng)度適宜，鍍鋅板和彩鋼板一般寬度1200毫米、1000毫米，有長(zhǎng)度2米的板材和成卷的卷材，板材尺寸比較小。陶瓷太陽(yáng)能屋面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，保溫材料、陶瓷太陽(yáng)板、鋼化玻璃板、錨樁件等的安裝速度、效率都比較高，最費(fèi)工、費(fèi)時(shí)是剛性墊板在屋面上先試鋪、劃線(xiàn)、再拿下來(lái)手工打孔，安裝錨樁件，再拿上去安裝的過(guò)程。另外鍍鋅板表面反光，彩鋼板有反光的黑色有光彩鋼板和反光的黑色亞光彩鋼板，沒(méi)有不反光的黑色無(wú)光彩鋼板。

為此，提出新技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板是厚度0.5至1毫米的鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板，鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板上具有與陶瓷太陽(yáng)板安裝尺寸要求相一致的安裝錨樁結(jié)構(gòu)螺桿的孔，所述的孔是由陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置在鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材上連續(xù)、自動(dòng)加工的，加工后的產(chǎn)品是具有與陶瓷太陽(yáng)板安裝尺寸要求相一致的安裝錨樁結(jié)構(gòu)螺桿的孔的鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板的卷材，如圖8所示，從卷材截取板材即為陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板。

陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置由主動(dòng)軸、被動(dòng)軸、多沖頭沖床、鋼板運(yùn)行阻尼器、鋼板卷材定位盤(pán)、孔距光電傳感器、控制器組成，厚度0.5至1毫米的鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材安裝在被動(dòng)軸上，鋼板穿過(guò)鋼板運(yùn)行阻尼器、多沖頭沖床、孔距光電傳感器、固定在主動(dòng)軸的套筒上，控制器同時(shí)控制主動(dòng)軸、多沖頭沖床和鋼板運(yùn)行阻尼器的壓力，主動(dòng)軸周期性運(yùn)行，每運(yùn)行周期鋼板前進(jìn)距離是a，運(yùn)行周期之間停頓時(shí)間是1.6—3秒，多沖頭沖床沖孔時(shí)間是0.5—1.5秒，鋼板運(yùn)行時(shí)鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力比較小，鋼板運(yùn)行停止前0.1秒鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力比較大，以達(dá)到鋼板運(yùn)行穩(wěn)定，打孔位置準(zhǔn)確，設(shè)備運(yùn)行節(jié)能的目的，如圖7、圖8所示。

陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板兩排孔之間的中心距a是760毫米，同排孔中邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b是177.5毫米，孔間距c是355毫米，如圖8所示。

陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置的鋼板卷材定位盤(pán)可以移動(dòng)，調(diào)整邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b，以適應(yīng)不同寬度的板材，使板材利用最大化，如圖8所示。

陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置還可以采用單沖頭沖床，沖頭在沖床上垂直于陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板運(yùn)行方向的軌道上運(yùn)行，控制器控制主動(dòng)軸、沖頭和鋼板運(yùn)行阻尼器，陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置在陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板上根據(jù)設(shè)計(jì)的打孔位置打孔。

上述陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板及其打孔裝置適應(yīng)陶瓷太陽(yáng)板尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和安裝量不斷擴(kuò)大的發(fā)展方向，打孔效率提高數(shù)十倍，陶瓷太陽(yáng)能屋面總體安裝效率提高2—3倍。

不反光的黑色無(wú)光彩鋼板是采用黑板漆作為無(wú)光黑色涂層專(zhuān)門(mén)制造的具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板。黑板漆的特點(diǎn)是不反射光線(xiàn)，原用途是用于教室黑板。用于剛性墊板的好處是沒(méi)有被陶瓷太陽(yáng)板覆蓋的部分不會(huì)反射太陽(yáng)光，作為可見(jiàn)光的陽(yáng)光可以穿過(guò)鋼化玻璃板，遇黑色面轉(zhuǎn)化為紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)不能穿過(guò)鋼化玻璃板，進(jìn)一步加熱陶瓷太陽(yáng)板。

附圖說(shuō)明：

圖1表示采用聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、高密度玻璃棉板、高密度礦渣棉板、泡沫水泥板等相對(duì)硬質(zhì)的保溫材料作為保溫材料時(shí)，將長(zhǎng)度與保溫材料厚度相同的鐵釘垂直插入保溫材料中作為支撐件，使剛性保護(hù)層與剛性墊板之間保持穩(wěn)定的距離，使保溫材料層不承受壓力。圖2是圖1的局部放大圖。

圖3表示采用低密度玻璃棉（板）、低密度礦渣棉（板）等相對(duì)軟質(zhì)的保溫材料作為保溫材料時(shí)，將螺桿換成通螺紋的長(zhǎng)螺桿，用雙螺帽將螺桿固定在剛性墊板上，增加的螺桿長(zhǎng)度等于保溫材料厚度，作為支撐件，使剛性保護(hù)層與剛性墊板之間保持穩(wěn)定的距離，使保溫材料層不承受壓力。

圖4是圖3的局部放大圖。

圖5表示在混凝土結(jié)構(gòu)斜房頂上建造錨樁結(jié)構(gòu)陶瓷太陽(yáng)能屋面，圖中表示了混凝土邊框、在剛性墊板上安裝了錨樁結(jié)構(gòu)、底層防水層、保溫層、陶瓷太陽(yáng)板、鋼化玻璃板，鋼化玻璃板是上下搭接的，鋼化玻璃板是依靠不銹鋼S鉤上下結(jié)合的，鋼化玻璃板的重量由錨樁和下面的混凝土邊框共同承擔(dān)。

圖6是圖5的俯視圖，陶瓷太陽(yáng)板下面是剛性墊板，錨樁件安裝在剛性墊板孔的位置。

圖7表示陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置由主動(dòng)軸、被動(dòng)軸、多沖頭沖床、鋼板運(yùn)行阻尼器、鋼板卷材定位盤(pán)、孔距光電傳感器、控制器（未畫(huà)出）組成，厚度0.5至1毫米的鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材安裝在被動(dòng)軸上，鋼板穿過(guò)鋼板運(yùn)行阻尼器、多沖頭沖床，孔距光電傳感器、固定在主動(dòng)軸的套筒上，控制器同時(shí)控制主動(dòng)軸、多沖頭沖床和鋼板運(yùn)行阻尼器的壓力。

圖8是圖7的俯視圖，表示主動(dòng)軸周期性運(yùn)行，每運(yùn)行周期鋼板前進(jìn)距離是a，運(yùn)行周期之間停頓時(shí)間是1.6—3秒，多沖頭沖床沖孔時(shí)間是0.5—1.5秒，鋼板運(yùn)行時(shí)鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力比較小，鋼板運(yùn)行停止前0.1秒鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力比較大，以達(dá)到鋼板運(yùn)行穩(wěn)定，打孔位置準(zhǔn)確，設(shè)備運(yùn)行節(jié)能的目的。表示鋼板卷材定位盤(pán)可以移動(dòng)，調(diào)整鋼板卷材的位置。

圖中標(biāo)記的說(shuō)明：

1、下邊框 2、螺桿、螺帽固定在剛性墊板上 3、鋼化玻璃板 4、陶瓷太陽(yáng)板 5、通螺紋長(zhǎng)螺桿、螺帽固定在剛性墊板上 6、剛性墊板 7、相對(duì)硬質(zhì)的保溫材料 8、房頂基礎(chǔ)層或荒漠、沙漠、戈壁、石漠地區(qū)的土質(zhì)、沙質(zhì)、碎石、戈壁灘、巖石基礎(chǔ)層 9、上邊框 10、螺帽 11、鐵釘 12、硅橡膠帽或塑料帽 13、長(zhǎng)螺帽 14、螺絲

15、剛性保護(hù)層 16、防水層 17、相對(duì)軟質(zhì)的保溫材料 18、不銹鋼S鉤 19、上匯集水管 20、下匯集水管 21、鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材 22、主動(dòng)軸 23、有孔的鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板 24、多沖頭沖床 25、鋼板運(yùn)行阻尼器 26、鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板 27、被動(dòng)軸 28、鋼板卷材定位盤(pán) 29、鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材上的孔 30、孔距光電傳感器。

具體實(shí)施例：

1、陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板是專(zhuān)門(mén)定制的表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材作為原料板材，厚度0.6毫米，表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板上具有與陶瓷太陽(yáng)板安裝尺寸要求相一致的安裝錨樁結(jié)構(gòu)螺桿的孔，所述的孔是由陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置在表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材上連續(xù)、自動(dòng)加工的，兩排孔之間的中心距a是760毫米，同排孔中邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b是177.5毫米，孔間距c是355毫米，在打孔的彩鋼板卷材上根據(jù)陶瓷太陽(yáng)能屋面的南北長(zhǎng)度截取打孔的彩鋼板作為陶瓷太陽(yáng)能屋面的剛性墊板，在剛性墊板的孔中安裝螺桿、螺帽、長(zhǎng)螺帽、硅橡膠帽或塑料帽，組成錨樁結(jié)構(gòu)。在別墅或農(nóng)居房頂?shù)囊幻嫫禄炷廖菝姘迳箱佡N防水材料層，在防水層上鋪裝聚氨酯保溫層，在保溫層上鋪裝具有錨樁結(jié)構(gòu)的無(wú)光黑色涂層的彩鋼板剛性墊板，在剛性墊板上安裝700毫米×700毫米的陶瓷太陽(yáng)板和連接管道，將屋面的管道與水箱連接，水箱的最高點(diǎn)低于陶瓷太陽(yáng)能屋面的最低點(diǎn)，當(dāng)陽(yáng)光照射屋面，使陶瓷太陽(yáng)板的溫度超過(guò)水箱水溫8℃時(shí)，控制器指令水泵啟動(dòng)，水泵將水泵上屋面，使水在屋面陶瓷太陽(yáng)板與水箱之間運(yùn)行，每個(gè)運(yùn)行周期是15分鐘左右，水被不斷加熱，當(dāng)陶瓷太陽(yáng)板溫度與水箱水溫度接近時(shí)，控制器指令水泵停止運(yùn)行，陶瓷太陽(yáng)板中的水全部回落到水箱中，陶瓷太陽(yáng)板中沒(méi)有水，一般到下午15點(diǎn)左右，太陽(yáng)西斜，上述太陽(yáng)能加熱過(guò)程結(jié)束，熱水全部存儲(chǔ)在保溫水箱中，用于提供別墅或農(nóng)居取暖和生活熱水。上述全過(guò)程第二天太陽(yáng)升起時(shí)，重新開(kāi)始。

2、陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板的原料是厚度0.8毫米的鍍鋅鋼板卷材，陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置由主動(dòng)軸、被動(dòng)軸、多沖頭沖床、鋼板運(yùn)行阻尼器、鋼板卷材定位盤(pán)、孔距光電傳感器、控制器組成，厚度0.8毫米的鍍鋅鋼板卷材安裝在被動(dòng)軸上，鋼板穿過(guò)鋼板運(yùn)行阻尼器、多沖頭沖床，孔距光電傳感器、固定在主動(dòng)軸的套筒上，控制器同時(shí)控制主動(dòng)軸、多沖頭沖床和鋼板運(yùn)行阻尼器的壓力，主動(dòng)軸周期性運(yùn)行，每運(yùn)行周期鋼板前進(jìn)距離是a，運(yùn)行周期之間停頓時(shí)間是2秒，多沖頭沖床沖孔時(shí)間是1秒，鋼板運(yùn)行時(shí)鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力是100公斤力，鋼板運(yùn)行停止前0.1秒鋼板運(yùn)行阻尼器的摩擦力300公斤力，鋼板運(yùn)行穩(wěn)定，打孔位置準(zhǔn)確，設(shè)備運(yùn)行節(jié)能。陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板兩排孔之間的中心距a是760毫米，同排孔中邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b是177.5毫米，孔間距c是355毫米。

3、陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置的鋼板卷材定位盤(pán)可以移動(dòng)，調(diào)整邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b，以適應(yīng)不同寬度的板材，使板材利用最大化，調(diào)整后的陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板兩排孔之間的中心距a是760毫米，同排孔中邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b是50毫米，孔間距c是355毫米。

4、陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置采用單沖頭沖床，沖頭在沖床上垂直于陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板運(yùn)行方向的軌道上運(yùn)行，控制器控制主動(dòng)軸、沖頭和鋼板運(yùn)行阻尼器，陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板打孔裝置在陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板上根據(jù)設(shè)計(jì)的打孔位置打孔，陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板兩排孔之間的中心距a是660毫米，同排孔中邊緣孔中心到陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板近邊的距離b是100毫米，孔間距c是330毫米，此類(lèi)型陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板主要用于生產(chǎn)數(shù)量比較少的陶瓷太陽(yáng)能陽(yáng)臺(tái)欄板用的陶瓷太陽(yáng)板和600毫米×600毫米陶瓷太陽(yáng)板，鍍鋅鋼板或表面具有無(wú)光黑色涂層的彩鋼板卷材的寬度是1000毫米，卷材的利用率最高。

上述陶瓷太陽(yáng)能剛性墊板及其打孔裝置適應(yīng)陶瓷太陽(yáng)板尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和安裝量不斷擴(kuò)大的發(fā)展方向，打孔效率提高數(shù)十倍，陶瓷太陽(yáng)能屋面總體安裝效率提高2—3倍。