[實用新型]一種新型折流板太陽能空氣集熱器

有效

• 申請號: 201220592125.4
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN203053041U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 胡建軍;李志顯;孫喜山;張永貴
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F24J2/20
• 分類號: F24J2/20;F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種新型折流板太陽能空氣集熱設備，屬于太陽能熱利用領域。?

背景技術

全球性能源和環境問題迫切要求新能源的開發利用，能源危機、全球變暖、環境污染的問題是當今人類面臨的重要課題，充分利用太陽能等清潔、可再生的自然資源，是降低建筑內采暖空調和熱水供應等耗能、提高室內熱舒適度的有效途徑。但太陽能具有能流密度低，間歇性和不穩定性等特點，因此在實際應用中需采用一些技術手段以更充分利用太陽能。?

太陽能的利用包括熱利用和發電兩種典型形式，其中以熱利用更為普遍，太陽能空氣集熱器就是其中一種。太陽能空氣集熱系統，結構簡單可靠，安裝維護方便，無泄漏、堵塞、防凍等問題，使用過程中不存在二次能量轉換，同時適用于水資源匱乏的地區，因此被廣泛用于輔助供暖、制取生活熱水、農副產品干燥等領域。為了提高太陽能空氣集熱器的工作性能，一般都會在其內部增設結構增加粗糙度，通過制造湍流強化腔內空氣與集熱部件的換熱，如采用V字型吸熱板、針肋型集熱板或設置折流板等，其中折流板型空氣集熱器（如圖1所示）結構簡單，易制作安裝，成本低，效率高，使用壽命較長，具有更大的推廣價值。?

傳統型的折流板空氣集熱器效能的繼續提高受到以下限制：折流板型空氣集熱器內部流動的特點是氣流在折流板的導向作用下，蛇形流動，但在折流板的后部及角隅處不可避免的形成大范圍的分離渦和角隅渦，如圖2所示。局部旋渦的形成會導致熱空氣局部堆積，使得集熱板上的熱量不能有效散失到腔內空氣中，同時局部高溫區域對應的蓋板處向外界環境的散熱損失也較大，從而限制了集熱效率的提高。?

本實用新型提出一種簡單的方法，可以用于改進折流板型空氣集熱器的效率。主要方法為在折流板與集熱芯板之間，或者在折流板與透明蓋板之間，或者在折流板與集熱芯板和透明蓋板二者之間均特意留有適當間隙，工作時，氣流除了沿著蛇形通道流動，還會從此間隙處流出，形成泄漏渦，如圖3所示，這樣既加強了空氣的擾動，形成的射流又可以強化空氣與集熱芯板的對流換熱，同時又可以很好地吹除折流板后的局部漩渦，抑制局部高溫區的形成，可以很大程度減少集熱器向外界的散熱，提高集熱器效率。本實用新型結構簡單，易于實現，成本低、實用性強。?

實用新型內容

本實用新型是針對傳統折流板型空氣集熱器的固有缺陷，借鑒葉輪機械中的葉尖泄漏流動現象，提出的一種簡單有效的改進方法。利用人造的泄漏流動強化集熱器內空氣的摻混，同時吹除局部的空氣漩渦，減少散熱損失，從而提高集熱器效率。?

該太陽能空氣集熱器包括一個框架，框架內襯支撐結構。底部是集熱芯板（保溫材料＋高吸收率涂層），框架上部設置透明玻璃蓋板，四周設置保溫材料。在集熱器的長邊方向上交錯布置一定數量的折流板，如圖1所示。折流板與集熱芯板相互垂直，且在折流板與集熱芯板之間留有適當間隙，如圖4所示。也可以在折流板與透明蓋板之間，或者折流板與集熱芯板和透明蓋板二者之間均特意留有適當間隙。?

本實用新型可通過以下技術方案實現：?

所述新型折流板太陽能空氣集熱器，外部形狀為長方體型，其長邊和寬邊的推薦尺度分別為2m和1m，厚度介于10～20厘米之間；?

所述框架為長方體框架，可以采用鋁合金或角鋼制作，連接方式為焊接，鏤空部分可用鍍鋅白鐵皮或木板當作內襯；?

所述透明蓋板可以采用雙層玻璃蓋板、單層玻璃蓋板甚至可以是透明塑料薄膜；?

所述折流板在氣流通道內沿著長邊方向垂直集熱芯板、交錯布置，折流板數量應控制在3～5個；?

所述折流板可以采用透明玻璃，以減少對集熱芯板的遮擋，或采用具有高吸收率表面涂層（如黑鉻）的非透光材料制作，以增加集熱器的得熱；?

所述折流板與集熱芯板之間或與透明蓋板間或與二者間均留有2～5mm的間隙，折流板插入框架中通過緊配合或輔以粘結劑固定；?

所述集熱芯板可以采用鍍有高吸收率涂層（如黑鉻）的薄金屬板制作；?

所述保溫材料，可以是一些常見的有機或無機類的保溫材料，如聚苯乙烯、巖棉、玻璃纖維棉或聚氨酯材料等，其厚度約為30～50㎜，加工時將保溫材料粘貼或嵌入到結構框架中；?

所述新型折流板太陽能空氣集熱器，采用機械通風的方式，如采用變頻風機驅動內部空氣流動，這樣可以根據日照條件主動控制集熱器空氣流量，調節出口空氣溫度，同時風機設置在集熱器出口，這樣設置可在集熱器內部形成負壓，減少集熱器向外的滲透損失；?

所述新型折流板太陽能空氣集熱器，為達到適宜的出口空氣溫度，其處理氣量應控制在20～40m³/(h·m²)為宜。?