一种孔板型太阳能空气集热器制造技术

一种孔板型太阳能空气集热器按采光玻璃窗的建筑标准设计制造成准建筑构件，外壳采用特殊结构设计的新型玻璃钢型材，强度大，安全可靠，使用寿命可达50年，从而实现了与建筑一体化设计安装和使用；产品中采用孔板型吸热板芯结构，空气流动为常压直流下的均匀泄流流态，流动阻力和传热阻力显著减小，故集热效率高；产品中大量采用建筑材料，金属材料耗量少，工艺简捷，设备投入小，适合于模具化和产业化生产；成本低，性价比高；适用于太阳能建筑采暖、降温空调、热发电、供应新鲜空气和热水多功能使用，也适合于各种物品的太阳能烘干/干燥，还可以安装到野外山脉、沙漠沙丘、海岸、岛岸等地用于山体式太阳能热发电和太阳能海水汽化制水、供水及远程调水工程。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低阻、高效、性价比高、多领域、多功能应用的建筑构件式孔板型太阳能空气集热器产品，属于太阳能热利用

技术介绍
目前，国内市场中的太阳能集热器产品主要是水(液体)集热器。存在的瓶颈性问题是:1、水集热介质的动力粘度很大，在由多根细金属管或真空玻璃管组成的集排管结构中流动阻力很大，加上传热阻力的影响，导致产品自身的集热效率较低；将该产品连接到包括循环水管在内的安装系统后，流动阻力就更大，消耗的太阳能量更多，因而系统的集热效率就更低；很难满足太阳能建筑采暖、降温空调、热发电、烘干/干燥等太阳能的主体应用的指标要求；2、在水集热器产品中大量使用昂贵的金属材料等非再生资源，加工工艺复杂，很难实现完全的产业化生产，设备投资大，成本高，性价比低；加上输水管道，系统的投资成本更大；3、水集热器和储热水箱形不成符合建筑标准的建筑构件，与建筑的装配常为倾斜一定角度的壁挂式安装，严重违背建筑施工规范，无法与建筑一体化设计安装，直接制约其市场应用；4、水集热器产品和安装系统存在怕冻、结水垢、易腐蚀、易漏水、影响建筑美观和安全等诸多问题；该产品产出的热水就不大理想，再用于建筑采暖效果就更差，更不能用于降温空调和热发电等；5、为了建筑采暖，我国个别厂家生产了一些渗透型和非渗透型空气集热器产品，进行了 10年左右的建筑采暖示范工程，因为这些产品的结构不合理，流动阻力大，集热效率低，达不到建筑采暖指标的要求，在系统中配置风机，增大了工程投资成本和运行成本，还有噪音问题，不能用于降温空调，更不能用于发电。现有市场中的集热器产品和应用系统存在的技术瓶颈一直困扰着太阳能事业的发展。
技术实现思路
本技术提供了一种孔板型太阳能空气集热器产品，按采光玻窗的建筑标准和建筑模数要求设计加工形成标准的建筑构件，适用于建筑一体化安装的太阳能建筑采暖、降温空调、热发电、供应新鲜空气和热水等多功能应用，适用于各种物品的太阳能烘干/干燥等多领域应用，也适用于野外山脉、沙漠沙丘、海岸、岛岸等恶劣环境条件下安装用于太阳能热发电和太阳能海水汽化制水、供水及远程调水工程。孔板型太阳能空气集热器是由集热器内芯、集热器外壳和集热器插条三个部件所组成。集热器内芯是由孔板型吸热板芯、自攻螺钉、套管、复合保温背板和复合保温侧板装配而成的一个整体部件。该部件中的孔板型吸热板芯是产品中的核心，由一定数量的薄金属(或非金属)下料板条在模具下冲压成一定形状的叶片，叶片的首尾两端切角<30°，之后，将所有的叶片均按自下而上的顺序排列、首尾搭接一定长度并在搭接段中间定位冲压出一排冲孔，在上下两个叶片搭接部分的对应冲孔中间置入垫圈，并在保持上中下三个零件的孔中心对齐重合的条件下进行超声波焊接，从而形成由多个叶片和垫圈组成的阶梯形链接体的孔板型吸热板芯。再后，用不同规格长度的自攻螺钉，自上而下依次穿过吸热板芯上的各排冲孔和不同规格长度的套管，直接拧紧并固定在预先打好小螺孔的复合保温背板上；再将复合保温侧板铅垂向粘接在复合保温背板的侧面，形成一个矩形断面、顶面开口的集热槽:最后，将集热槽内的吸热板芯镀膜，便形成了集热器内芯的部件整体。孔板式吸热板芯中的集热叶片按纵向断面的形状分为直板型、折线型和流线型三种，折线型和流线型叶片表面上沿流线方向上所有各点的切线夹角均< 15° ;在孔板式吸热板芯中，相邻两个叶片间因加装垫圈而重叠成的空间间隙构成了吸热板芯的管嘴式孔口，孔口的长度和高度之比为2?5 ;各集热叶片因套管的依次增高而形成一个倾斜式中空的阶梯，从而使集热器内的空气流动形成上游均匀泄流和下游均匀汇流的流动型态。集热器外壳是由玻璃钢型材加工成的四个边框、上下插件、超白布纹钢化玻璃板、密封胶条、小角钢和自攻螺钉依次组装而成的整体部件。玻璃钢型材设有上下空腹和插条孔槽，定尺45°切割下料成四个边框，依次在边框的上下空腹中插入直角形的上下插件，套紧后用自攻螺钉拧紧固定，组成长方形的集热器框；在框内装入由超白布纹钢化玻璃板和密封胶条组成的透明盖板，再在边框内侧的小凸台上压入小角钢并用自攻螺钉锁紧，使透明盖板和集热器框、小角钢密封紧固成一体的集热器外壳。集热器插条是一种断面形状为杠杆结构的扁条形玻璃钢型材，定尺45°切割下料成四个插条零件，当集热器内芯装入集热器外壳内之后，分别将四个集热器插条相应的插入集热器外壳中四个插条孔槽中，通过杠杆作用将集热器内芯压紧并固定封闭在集热器外壳内，从而形成集热器整体。根据集热器产品在建筑和其它工程中实际安装位置的不同要求，集热器的进风口和出风口开设位置也不同，按空气进出口位置和流速方向的不同，集热器分为直流式、背流式和混流式三种:进出口分别设在集热器外壳底框和顶框的为直流式集热器，进出口分别设在集热器内芯背板底部和顶部的为背流式集热器，进出口分别设在集热器外壳底框和集热器内芯背板顶部的，或者进出口分别设在集热器内芯背板底部和集热器外壳顶框的为混流式集热器。背流式和混流式集热器在背板上设有矩形大孔口的空气进口和出口，在矩形大孔口中安装通风窗；在通风窗上面相应的吸热板芯部分采用导流式集热叶片，装配方法与直流式集热器相同。有益效果:1、叶片采用模具下压型和定位冲孔，以及叶片间加垫圈超声波焊接，所形成的孔板式吸热板芯精度高，工艺简捷，适合于产业化生产，生产效率高，产品的一致性好；2、孔板式吸热板芯中的管嘴式孔口均匀一致，空气流动阻力和传热阻力减小、流量系数大，故集热器产品的集热效率高；3、用多个自攻螺钉将孔板式吸热板芯和复合保温背板紧固，再装配复合保温侧板，装配成的集热器内芯部件整体性好、牢固可靠，便于快速装配成集热器产品，生产率提高，也便于使用过程中的维修；4、由集热器内芯、集热器外壳和边框插条三个部件装配成整体集热器产品，再性能检测，工艺简捷，总装生产线短；5、集热器外壳的边框采用玻璃钢型材，节省金属材料，彻底解决了热桥/冷桥问题，与建筑颜色匹配容易，而且使用寿命长(可达50年以上)，和铝合金边框相比，有多方面优点；6、将集热器产品按采光玻窗标准和建筑模数生产形成准建筑构件，便于与建筑一体化安装和多功能使用，也适合于野外山脉、沙漠沙丘、海岸等恶劣条件下安装和多领域应用。【附图说明】下面结合附图和实施例对本技术进一步说明技术方案。图1、图2和图3分别是薄金属(或非金属)叶片下料板条的俯视图和A-A、B_B剖面图。图4、图5、图6、图7和图8分别是加工后叶片的俯视图和A-A、B_B剖面图，其中，图6、图7和图8分别是直板型、折线型和流线型三种叶片纵向断面的B-B剖面图。图9、图10和图11分别是复合保温背板的俯视图和A-A、B-B剖面图。图12、图13和图14分别是复合保温侧板的俯视图和B_B、A_A剖面图.。图15和图16分别是自攻螺钉的俯视图和A-A剖面图。图17和图18分别是垫圈的俯视图和A-A剖面图。图19和图20分别是套管的俯视图和A-A剖面图。图21、图22和图23分别是集热器内芯的俯视图和A-A、B-B剖面图。图24、图25和图26分别是玻璃板的俯视图和A_A、B-B剖面图。图27、图28和图29分别是密封胶条的俯视图、正视图和当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔板型太阳能空气集热器，所述的孔板型太阳能空气集热器产品是由集热器内芯、集热器外壳和集热器插条三个部件所组成，其特征是：集热器内芯是由孔板型吸热板芯、自攻螺钉、套管、复合保温背板和复合保温侧板装配组成的：孔板型吸热板芯是由一定数量冲压成型的叶片、按自下而上的排列顺序、首尾搭接一定长度、在搭接段中间定位冲压一排冲孔、在上下冲孔之间置入垫圈、保持上中下三孔的中心重合焊接成一体，形成阶梯形链接体的孔板型吸热板芯；用不同规格长度的自攻螺钉，自上而下依次穿过吸热板芯上的各排冲孔和不同规格长度的套管，直接拧紧并固定在预先打好小螺孔的复合保温背板上，再将复合保温侧板铅垂向粘接在复合保温背板的侧面形成一个矩形断面、顶面开口的集热槽体，将集热槽内的吸热板芯镀膜，便形成了集热器内芯的部件整体；集热器外壳是由玻璃钢型材加工成的四个边框、上下内插件、超白布纹钢化玻璃板、密封胶条、小角钢和自攻螺钉依次组装而成的部件；设有上下空腹和插条孔槽的玻璃钢型材定尺45°切割下料成四个边框，依次在边框的上下空腹中插入直角形的上下插件，套紧后用自攻螺钉拧紧固定，组成长方形的集热器框，在框内装入由超白布纹钢化玻璃板和密封胶条组成的透明盖板，再在边框内侧的小凸台上压入小角钢并用自攻螺钉锁紧，使透明盖板和集热器框、小角钢密封紧固成一体的集热器外壳；集热器插条是一种扁条形的玻璃钢型材，定尺45°切割下料成四个插条零件，当集热器内芯装入集热器外壳内之后，分别将四个集热器插条相应的插入集热器外壳中四个插条孔槽中，使集热器内芯压紧固定而形成集热器整体；根据空气进出口位置和流速方向的不同，集热器分为直流式、背流式和混流式三种，进出口分别设在集热器外壳底框和顶框的为直流式，进出口分别设在集热器内芯背板底部和顶部的为背流式，进出口分别设在集热器外壳底框和集热器内芯背板顶部的，或者进出口分别设在集热器内芯背板底部和集热器外壳顶框的为混流式，背流式和混流式集热器在背板上设置的空气进口或出口中装配通风窗，通风窗上面相应的吸热板芯部分采用导流式集热叶片。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵贵，
申请(专利权)人：赵贵，
类型：新型
国别省市：河北;13