[發明專利]一種平板型空氣-水兩用太陽能集熱器

無效

• 申請號: 201410136746.5
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103983023A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊旭東;熊帝戰;續宇鵬;鄧杰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F24J2/26
• 分類號: F24J2/26;F24J2/20;F24J2/46
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種平板型高效太陽能空氣-水兩用集熱器，屬于太陽能利用及建筑節能技術領域。?

背景技術

全社會節能環保意識日趨增強,太陽能作為一種環保、可持續的能源備受關注。我國絕大多數地區，日照充沛，屬于太陽能利用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類地區，有著太陽能利用的良好的資源條件；同時我國各地都有生活熱水的需要，北方地區采暖需求大，南方地區對采暖的需求也越來越大，有著太陽能利用的良好的現實基礎。?

現有的平板太陽能集熱器通常僅能單獨對空氣或水加熱,即平板太陽能熱水器只能提供熱水,平板太陽能空氣加熱器只能提供熱空氣。平板太陽能熱水器結構簡單、技術成熟,已經得到全社會的普遍認可。但其在寒冷地區應用時,會出現水溫過低甚至系統結凍的情況，從而造成系統無法正常運行，加之成本過高等，導致平板太陽能熱水器未能在我們廣泛推廣。平板太陽能空氣集熱器造價低，冬季也不會出現結凍而無法運行的情況，在北方地區農村具有巨大的發展前景。但在建筑無需采暖時，特別是夏季,出現“悶曬”問題,造成系統全年利用率低,影響了系統的經濟性。?

目前太陽能空氣-水兩用集熱器主要有以下兩種形式：一種是全玻璃真空管的基礎上增設空氣循環管路,利用風路閥門和水路閥門的開關以切換空氣、水兩種介質，因采用空氣和水共管結構，無法同時兼顧加熱空氣和水的效率,集熱效率過低，并且不能可以同時提供采暖和生活熱水。另一種是平板型兩用集熱器,空氣循環管路和水循環管路不共管，可以同時提供采暖和生活熱水，但未抓住加熱空氣效率低、但采暖季采暖需求大，加熱水效率高、但熱水需求量相對較小這一關鍵問題，所以目前設計的平板型兩用集熱器，如一種空氣水復合集熱器（CN202432722U）、一種高效氣水復合型太陽能集熱裝置及其應用（CN102141304A），空氣集熱效率過低，不能滿足實際應用的要求，導致裝置不能推廣。鑒于上述原因，為了推廣平板型太陽能空氣-水兩用集熱器，必須研究新的集熱裝置。?

發明內容

本發明的目的是提供一種平板型太陽能空氣-水兩用集熱器,以克服太陽能熱水器冬季結凍和太陽能空氣集熱器夏季悶曬,以及現有兩用集熱器加熱空氣效率低的缺陷，充分合理利用太陽能資源。?

本發明的技術方案如下：一種平板型空氣-水兩用太陽能集熱器，包括框架、透光蓋板、集熱板、背板、進水集管、出水集管、進風口和出風口；透光蓋板安裝在集熱器框架的頂部，?框架中部裝有所述集熱板，透光蓋板與所述集熱板之間形成密封空氣層；透光蓋板和集熱板固定在框架上，在框架四周及背板上設有保溫板；其特征在于：所述的集熱板背部平行固定有多根水管支管，每根水管支管的一端均與進水集管相連通，另一端均與出水集管相連通，每相鄰兩根水管支管之間布置一組翅片；所述的水管支管、進水集管和出水集管構成水流通道；所述背板和集熱板之間構成空氣流道，該空氣流道與進風口和出風口一起構成空氣流通通道。?

本發明的另一技術特征是：在靠近進風口和出風口處設置導流片，該導流片與翅片的高度相同。?

本發明的又一技術特征是：所述水管支管的數量優選為7根；布置在水管支管兩側的兩條翅片之間的距離為50～55mm；每組內翅片之間的距離為40～45mm。?

本發明的再一技術特征是：在靠近出風口的邊框上設有透氣管，該透氣管的一端與空氣流道相連通，另一端伸出邊框板與環境連通，在透氣管的出口安裝有密封塞。?

本發明與現有技術相比，具有如下優點：①本發明的一種平板型太陽能空氣-水兩用集熱器的集熱板下交替固定翅片和銅管的布局，在分別加熱空氣和水時，彼此強化，提高了加熱空氣與加熱水時的集熱效率，提高了集熱器的可利用性。②本發明的一種平板型太陽能空氣-水兩用集熱器的集熱板下焊接的7根銅管，避免了少于7根時的加熱水的能力不足，多于7根時，匯流造成紊流湍擊，從而產生氣泡影響傳熱，使得增加銅管消耗帶來的成本的同時沒提高加熱能力的問題。③本發明的一種平板型太陽能空氣-水兩用集熱器加熱空氣和加熱水的流通通道彼此獨立，在太陽能集熱系統中，與傳統太陽能空氣集熱器匹配使用，冬季加熱空氣采暖，春、夏秋、季加熱生活熱水，克服熱水器冬季結凍、空氣集熱器夏季“悶曬”問題，實現全年光熱充分利用的同時，幾乎沒有提高生產成本，提高集熱器性價比。④本發明的一種平板型太陽能空氣-水兩用集熱器的進出口導流片設計，四個導流片呈一定角度，能夠使得氣流盡量向四周擴散，使得垂直于空氣流通通道斷面上的氣流更加均勻，避免了集熱器內的局部高溫，有助于提高集熱器的集熱效率。?