[發(fā)明專利]太陽能集熱系統(tǒng)內(nèi)保溫材料的支撐結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310173224.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN103216961A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹樹梁;楊玉國;許建華;蔡濱;王啟春;修大鵬;孫啟正;趙之彬;石延嶺;許建麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 曹樹梁
• 主分類號(hào): F24J2/46
• 分類號(hào): 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)明涉及太陽能集熱系統(tǒng)，涉及太陽能集熱系統(tǒng)的內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，特別涉及大面積太陽能集熱系統(tǒng)內(nèi)保溫材料的支撐結(jié)構(gòu)。

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、太陽能集熱系統(tǒng)、太陽能集熱器，應(yīng)用比較廣泛的太陽能集熱器是太陽能熱水器。傳統(tǒng)平板式太陽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，由多臺(tái)平板式太陽能集熱器可以組成大面積的平板式太陽能集熱系統(tǒng)。

通常單臺(tái)平板式太陽能集熱器尺寸只能達(dá)到2平方米左右，主要由于以下原因：1、平板式太陽能集熱器依靠周邊的金屬外殼起到支撐透明蓋板的作用，通常透明蓋板采用鋼化玻璃板，為方便生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝，適用于太陽能集熱器厚度3-5毫米的鋼化玻璃單板尺寸一般不超過2-3平方米2、僅僅依靠周邊的金屬外殼支撐透明蓋板，中間沒有支撐點(diǎn)的情況下，大尺寸玻璃板如達(dá)到3-4平方米的玻璃板中間會(huì)明顯下垂。

對(duì)于大面積的太陽能集熱系統(tǒng)，如太陽能房頂，即將整座房頂做成一個(gè)太陽能集熱系統(tǒng)，一般面積達(dá)到幾十平方米，甚至上千平方米，或者在沙漠、荒坡上建造的太陽能集熱系統(tǒng)一般面積達(dá)到幾千平方米，甚至上百平方公里，按照傳統(tǒng)辦法就是將一臺(tái)一臺(tái)的單臺(tái)面積為2平方米左右的平板式太陽能集熱器拼接起來，達(dá)到上述面積。這種情況有3個(gè)缺點(diǎn)：1、使用大量金屬材料，造價(jià)昂貴2、金屬外殼暴露在自然環(huán)境中，容易腐蝕，使用壽命短3、太陽能集熱系統(tǒng)都需要維護(hù)，大型太陽能集熱系統(tǒng)更需要定期維護(hù)，如果在每一臺(tái)太陽能集熱器周圍都留維護(hù)通道，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)占用很大的面積，如果將太陽能集熱器密排安裝，維護(hù)人員必然踩在太陽能集熱器的外殼邊框上進(jìn)行維護(hù)操作，這種情況下要求外殼邊框具有很高的強(qiáng)度，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的成本，僅僅依靠目前通用的金屬外殼只能支撐玻璃板本身，無法承受操作人員的體重。

申請(qǐng)人曾經(jīng)提出的錨樁結(jié)構(gòu)太陽能集熱系統(tǒng)是將棒狀物如金屬棒作為錨樁件，插入基層并與基層固定的結(jié)構(gòu)，以與基層固定的錨樁支撐陶瓷太陽板和透明蓋板，以與基層固定的錨樁支撐陶瓷太陽板，防止陶瓷太陽板下滑并且承擔(dān)透明蓋板的重量。所述“基層”對(duì)于房頂來說是指房頂?shù)幕炷两Y(jié)構(gòu)層，建筑上一般稱作混凝土屋面板，對(duì)于沙漠、荒坡來說是指土質(zhì)、沙質(zhì)等軟質(zhì)坡面或碎石戈壁、巖石等。上述錨樁結(jié)構(gòu)用于太陽能混凝土房頂，可以用傳統(tǒng)預(yù)埋、打孔插入、孔內(nèi)加入建筑結(jié)合劑固定等方法進(jìn)行固定，用于荒坡、荒山、荒漠、沙漠、戈壁、石漠地區(qū)時(shí)，對(duì)于土質(zhì)、沙質(zhì)等軟質(zhì)坡面或碎石戈壁灘坡面可以采用錘擊打入固定的方法。對(duì)于石漠地區(qū)，在大面積巖石上可以采用與在混凝土上打孔插入固定相同或類似的方法進(jìn)行固定。

錨樁結(jié)構(gòu)太陽能集熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)平板式太陽能集熱器相比，大幅度簡化了太陽能房頂、沙漠、荒坡太陽能集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，大幅度提高施工效率、降低了建造成本，由錨樁件支撐的鋼化玻璃板可以承受操作人員的體重。但是，錨樁結(jié)構(gòu)太陽能集熱系統(tǒng)仍然存在以下不足：1、錨樁件插入、打入、預(yù)埋、固定在基層中，工作量比較大，成本比較高2、對(duì)沙漠、荒坡太陽能集熱系統(tǒng)來說錨樁件比較長、插入的深度比較深，對(duì)不同地質(zhì)條件需要采用不同的錨樁件、不同的安裝固定方法，費(fèi)料、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)3、對(duì)太陽能房頂來說，根據(jù)建筑屋面施工規(guī)范，對(duì)于插入、打入、預(yù)埋、固定在基層中的錨樁件需要進(jìn)行嚴(yán)格的防水處理，也比較費(fèi)料、費(fèi)工、費(fèi)時(shí)4、在已經(jīng)安裝了錨樁件的基層上安裝保溫材料等工作效率比較低。

進(jìn)一步的方法是：在太陽能集熱系統(tǒng)邊框內(nèi)部鋪設(shè)硬質(zhì)保溫材料層，在硬質(zhì)保溫材料層上面鋪設(shè)剛性墊板，在剛性墊板上安裝支撐件，在支撐件之間安裝太陽能集熱體，支撐件支撐上面的透明蓋板，并且支撐件同時(shí)起到阻止太陽能集熱體下滑的作用。所述硬質(zhì)保溫材料是指硬質(zhì)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。

上述方法也有一定的缺點(diǎn)：所述的聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、高密度玻璃棉板、高密度礦渣棉板在剛性墊板、太陽能集熱體、透明蓋板(通常采用鋼化玻璃板)、太陽能集熱體中的水的長期重量的壓力下，會(huì)發(fā)生少量收縮；太陽能集熱系統(tǒng)中的長期高溫也會(huì)使聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板發(fā)生少量收縮；尤其是大面積太陽能集熱系統(tǒng)在維修時(shí)維修人員需要在鋼化玻璃板上行走和操作，也會(huì)引起聚氨酯泡沫板、聚苯乙烯泡沫板、高密度玻璃棉板、高密度礦渣棉板的局部壓縮、變形，有時(shí)會(huì)使鋼化玻璃板之間的硅酮膠發(fā)生開裂。而泡沫水泥板在上述情況下容易斷裂、壓碎。

上述方法不能采用更加廉價(jià)的軟質(zhì)保溫材料，如低密度玻璃棉、礦渣棉等。