[發(fā)明專利]平板式太陽能集熱系統(tǒng)防凍裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110052924.2
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102080890A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹樹梁;蔡濱;許建華;王啟春;石延嶺;許建麗;楊玉國;修大鵬;趙之彬;孫啟正
• 申請（專利權(quán)）人: 曹樹梁
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平板式太陽能集熱系統(tǒng)的防凍裝置，特別涉及以玻璃器皿作為防凍裝置。

背景技術(shù)

太陽能利用包括光電利用和光熱利用，光電利用主要指太陽能電池，光熱利用主要指聚光太陽能發(fā)電裝置和太陽能集熱(器)系統(tǒng)，應(yīng)用最廣泛的太陽能集熱(器)系統(tǒng)是太陽能熱水(器)系統(tǒng)。

太陽能熱水(器)系統(tǒng)可以簡稱太陽能熱水器，一般主要由支架、集熱器、水箱構(gòu)成，集熱器分為玻璃真空管式和平板式兩種，一般平板式集熱器由金屬平板集熱體、金屬外殼、保溫材料、透明蓋板構(gòu)成，玻璃真空管本身是集熱器也是集熱體，太陽能熱水器中最關(guān)鍵的部件是太陽能集熱體，太陽能集熱體主要分為真空玻璃管和金屬平板式兩大類，金屬平板式分為管板式、翼管式、蛇管式和通孔扁盒式集熱體，實質(zhì)上翼管式、蛇管式與管板式一樣都是銅管和金屬板的結(jié)合，本發(fā)明中統(tǒng)稱為金屬管板式，目前能夠長期承受熱水腐蝕的金屬材料是銅材，所以金屬平板式集熱體中與水接觸部位一般都是銅材，通常太陽能熱水器以其集熱體的種類來分類。

太陽能是面能源，理論和實踐都已經(jīng)證明效率最高的太陽能集熱體是金屬材料制造的通孔扁盒式太陽能集熱體，在這種集熱體中，陽光吸收面下面布滿待加熱的介質(zhì)，熱交換最直接、迅速，熱傳導(dǎo)距離最短，這種結(jié)構(gòu)需要使用大量銅材，銅材非常昂貴，焊縫很長，制造工藝復(fù)雜，制造成本很高，難以大規(guī)模使用。

本發(fā)明人在近幾年發(fā)明了黑瓷復(fù)合陶瓷太陽板，也是一種平板式太陽能集熱體，其結(jié)構(gòu)是通孔扁盒式，與金屬材料制造的通孔扁盒式太陽能集熱體相比，形狀基本相同，只是材料不同；黑瓷復(fù)合陶瓷太陽板由普通陶瓷和釩鈦黑瓷組成，其基體是普通陶瓷，表面層是對陽光具有很高吸收率的釩鈦黑瓷層。沒有白度要求的普通陶瓷是目前已知的成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一，以提釩尾渣為主要原料的釩鈦黑瓷是目前已知的成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的太陽能吸收材料；制造一平方米陶瓷太陽板的成本是制造同面積常規(guī)太陽能集熱體的幾分之一到十分之一，能耗是幾分之一到幾十分之一，使用壽命是幾倍到十幾倍；經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，黑瓷復(fù)合陶瓷太陽板的陽光吸收比是0.95，以黑瓷復(fù)合陶瓷太陽板組成的太陽能熱水器的日得熱量是8.6MJ以上，高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7.0MJ。

我國目前主要采用真空玻璃管太陽能熱水器，約占90％，其余是金屬管板式太陽能熱水器，也有極少量主要用于試驗的通孔扁盒式太陽能熱水器，歐、美、日、澳大利亞等國主要采用金屬平板式太陽能熱水器，也有少量通孔扁盒式太陽能熱水器商品。

一般房頂至少由結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層構(gòu)成，大多數(shù)房頂由混凝土結(jié)構(gòu)層、保溫層、水泥層、防水層構(gòu)成；房頂?shù)闹饕δ苁歉魺帷⒈兀钟L(fēng)、雨、雪、日曬等對室內(nèi)環(huán)境的影響；通常房頂包括平房頂、人字形的斜房頂和一面坡的斜房頂。

房頂是離人類最近、使人類最容易獲得陽光的場所。所以一般人們將太陽能熱水器安裝在房頂上，以取得太陽能。如上所述，太陽能熱水器主要由支架、集熱器、水箱構(gòu)成，經(jīng)過多年使用，人們發(fā)現(xiàn)在房頂上大量安裝太陽能熱水器會嚴(yán)重影響建筑物的整齊和美觀，安裝過程和支架的壓力容易損壞房頂防水層，支架腐蝕等原因會造成安全問題。

長期以來人們一直希望實現(xiàn)太陽能熱水器與建筑一體化。

06年生效的國家標(biāo)準(zhǔn)“民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”，09年7月6日財政部、建設(shè)部發(fā)出的關(guān)于“可再生能源建筑應(yīng)用”的兩項通知；各省正在醞釀、出臺的新建筑必須采用太陽能熱水系統(tǒng)的強(qiáng)制性規(guī)定等，都強(qiáng)調(diào)太陽能熱水系統(tǒng)與建筑一體化。

盡管06年生效的國家標(biāo)準(zhǔn)“民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范”明確提出“太陽能熱水系統(tǒng)與建筑結(jié)合，就是把太陽能熱水系統(tǒng)產(chǎn)品作為建筑構(gòu)件安裝，使其與建筑有機(jī)結(jié)合”“使太陽能熱水系統(tǒng)與建筑有機(jī)結(jié)合，成為建筑的一部分”，已經(jīng)過去5年了，但是，到目前為至，房頂仍然主要是包括結(jié)構(gòu)層、保溫層、水泥層、防水層，自成體系；太陽能熱水器仍然只是由支架、集熱器、水箱構(gòu)成，自成體系。

至今，太陽能熱水器仍然主要是架設(shè)在房頂上的自成體系的后置設(shè)備，個別的變化是將加固的集熱器外殼緊貼斜房頂?shù)姆浪畬庸潭ǎ瑥倪h(yuǎn)處看似乎與房頂實現(xiàn)了一體化，本質(zhì)上根本沒有實現(xiàn)太陽能熱水器與建筑一體化。

合并平板式太陽能熱水器與普通建筑物房頂功能相同的部分，合并平板式太陽能熱水器與普通建筑物房頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層，實現(xiàn)太陽能熱水器與建筑一體化稱作太陽能房頂，采用金屬平板式太陽能集熱體的稱作金屬平板式太陽能房頂，采用陶瓷平板式太陽能集熱體的稱作陶瓷平板式太陽能房頂，簡稱平板式太陽能房頂或太陽能房頂。