空心太阳能集热墙制造技术

本实用新型专利技术属于建筑领域，涉及一种空心太阳能集热墙。该集热墙由金属桁架、内墙面、透光外墙面及Ｎ个板式热管集热器组成。集热器置于由金属桁架、内墙面、透光外墙面及保温层构成的空心墙体内，由平面集热板、与其相通的第一换热器、第二换热器、导热通道及回液通道构成，第一换热器内有水管通过，进、出该热器处水管的外壁与换热器密封，第二换热器靠近内墙，在平面集热板与第二换热器间、各板式集热器间有保温材料，穿过各板式集热器第一换热器的水管通过连接管件相接后，进水管与冷水源相接；出水管进入贮水箱。该空心太阳能集热墙可根据需要向用户供热水，或向室内供暖。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于建筑领域的一种非承重填充墙，涉及一种空心太阳能集热墙。技术背景随着世界建筑业和太阳能应用技术的发展，建筑节能和太阳能集热器与建筑一体化都被提到议事日程上来了。目前，现有的各种节能建筑构件，有些是在建筑构件中加入保温材料，降低其导热系数，以增加其保温性能；或是在实体墙内设置冷桥，阻止热量的传递，这些属被动节能，它们只能减少室内热量向室外传播的量，不能吸收太阳能并转化为热能利用。目前对太阳能集热器与建筑一体化的研究也有了一定的进展，出现较多的产品是在屋面、墙面或阳台上设置外挂的真空管太阳能集热器，或在真空管内装有金属热管的太阳能热水器。虽然向太阳能集热器与建筑的结合迈进了一步，但仍然存在真空管太阳能集热器的玻璃管直接与被加热液体接触，玻璃易碎、易炸，在墙面上运行不安全的问题，还未实现真正地太阳能集热器与建筑的结合。而且，目前大多数集热器的功能都比较单一，只能提供生活用水，而不能在天冷时向室内供暖。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种既是一种建筑构件，又是太阳能集热器，可根据需要向用户供热水，或向室内供暖的空心太阳能集热墙。本技术的目的采用如下技术方案实现本技术所提供的空心太阳能集热墙由金属桁架、内、外墙面、保温材料和太阳能集热器组成，其特点是所述的太阳能集热器为N个板式热管集热器，N≥1，这N个板式热管集热器置于由金属桁架、内墙面、透光外墙面及保温层构成的空心墙体内，每个板式热管集热器由平面集热板、与其相配的第一换热器、第二换热器、导热通道及回液通道构成，平面集热板面向透光外墙，平面集热板上的热管依次与第一换热器、导热通道、第二换热器及回液通道相通，第一换热器为置于平面集热板的上方与集热板上热管相通的横向换热器，第一换热器内有水管穿过，水管进、出第一换热器处管的外壁与换热器端部密封，第二换热器靠近内墙，在面向透光外墙的平面集热板与靠近内墙的第二换热器之间、各板式集热器之间有保温材料，穿过各板式集热器第一换热器的水管通过连接管件相接后，进水管与冷水源相接；出水管进入贮水箱，贮水箱设置在室内。本技术所提供空心太阳能集热墙的工作原理如下所述太阳光透过透光外墙面，射在平面集热板的热管集热面上，热管内的工质采集太阳能并转换成热能，工质受热后蒸发，当室内温度不需要供暖时，穿过第一换热器的水管通冷水，汽态工质到达置于平面集热板的上方与板上热管相通、横向设置的第一换热器，与第一换热器内水管里的冷水交换热量，使冷水变热，流到贮水箱内提供洗浴用水，热交换后的工质变为液态流回热管，再次进行热循环；当室内温度低需要供暖时，第一换热器内的水管不通冷水，携带热量的汽态工质通过第一换热器、传热通道到达与其相通的第二换热器，通过内墙向室内传递热量，与室内冷空气交换热量，交换热量后汽态工质变为液态，通过回液通道流回平面集热板的热管，进行再次热循环，……。因为第二换热器与平面集热板之间有保温层相隔，阻断了热量向室外传递的通路，热量只能单方向往室内传递。由于在板式热管集热器上设置了与平面集热板相通的第一、第二换热器，第一换热器内设有冷水管穿过。这种结构的板式热管集热器，可根据需要控制热量的流向。使得空心集热墙可以根据需要向用户提供热水或向室内供暖。由于在各个板式集热器中平面集热板的热管、传热通道及第一、第二换热器之间相通，而且构成一个封闭系统，工质在一个闭路通道中传递热量，因此，在空心墙体内各板式集热器的集热过程中，工质不会减少，可始终保持良好的运行状态。本技术中空心墙体集热器内的板式集热器，由于设置了与平面集热板上热管相通的第一换热器、第二换热器，第一换热器内有水管，水管进、出第一换热器处管的外壁与换热器端部密封，整个系统的供水、供暖采用了双循环式，系统运行很安全。该空心太阳能集热墙既是一种建筑构件——非承重式填充墙，又是一种太阳能集热器，板式热管集热器及输送冷、热水的管道均设置在该空心墙体内，真正地实现了太阳能集热器与建筑的一体化，避免了由于外设输水管道与建筑物不协调的尴尬，和对建筑物格调的破坏，也避免了风、雨、雪等对集热器的损害，延长了其使用寿命。同时，避免了由于屋顶面积小，造成许多高层建筑物的用户使用太阳能热水器的困难。充分利用了墙体的可采光面积，由于板式热管集热器采用的是平面集热板集热，整个集热板都是采热面，集热效率可达到60％以上，按8小时日照时间计算，平均每平方米日产60℃热水100KG。板式热管集热器中两个换热器的设置，使该空心太阳能集热墙同时具备向用户提供热水与供暖的功能，解决了北方地区的取暖问题，特别是淮河、长江流域的太阳能取暖问题。大大降低了常规能源的消耗，充分显示了本技术的节能和环保作用。取全年平均太阳辐射能为700千卡/米2.小时，平面集热板平均热效率取60％，每小时每平方米产生热量相当0.5千瓦的电能，一块10平方米的空心集热墙，按平面集热板集热面占其中的80％，每日按8小时日照计算，全年可节约11680千瓦时。平面集热板与第二换热器之间的保温材料增强了墙体的保温功能，同时平面集热板吸收太阳热，降低了太阳对墙面的辐射热量，从而降低了夏季使用空调的用电量，也增强了节能效果。本技术所给出的空心太阳能集热墙，可以根据需要做成南、东、西立面整体填充墙、部分填充墙(窗上墙、窗下墙)、部分填充屋面、护栏等。一般，一个三、四口人之家有3-4m2的集热面积供热水用足够用了，所以，如果是南、东、西立面整体集热墙，在热天有足够的热水用；在冷天，可以采用一部分板式热管集热器穿过第一换热器的水管通冷水，通过第一换热器使冷水变热，向用户提供生活用热水，另一部分板式热管集热器穿过第一换热器的水管不通冷水，热管采集的热量经汽态工质直接送达靠近内墙的第二换热器，向室内供暖。该空心太阳能集热墙本身就是一种建筑构件。太阳能集热器设置在空心墙体内，使一体化设计的建筑以全新的面目出现。根据安装位置的不同可设计出相应的空心太阳能集热墙，建筑师在设计过程中，可根据建筑构思的需要，充分考虑并选择构件产品的安装位置尺寸、形状外观，并比较容易实现与建筑物的整体造型整合。附图说明图1为本技术所提供的空心太阳能集热墙实施例一的结构示意图(正面示意图)；图2为图1所示空心太阳能集热墙的结构示意图(纵向剖面示意图)；图3为图1所示空心太阳能集热墙的结构示意图(立体示意图)；图4为本技术所提供的空心太阳能集热墙的实施例二的结构示意图(正面示意图)；图5为图4所示空心太阳能集热墙的结构示意图(纵向剖面示意图)；图6为本技术所提供的空心太阳能集热墙的实施例三的结构示意图(正面示意图)；图7为图6所示空心太阳能集热墙的结构示意图(纵向剖面示意图)。图中1、透光外墙，2、内墙，2.1、在内墙上的百叶窗，3、金属桁架，4、板式热管集热器，4.1、平面集热板，4.11、平面集热板上的热管，4.2、第一换热器，4.21、通过第一换热器的水管。4.3、导热通道，4.4、第二换热器，4.5、回液通道，5、保温材料。具体实施方式以下结合附图说明本技术的具体实施方式。图1所示为本技术所提供空心太阳能集热墙实施例一的正面结构示意图。图2为图1所示空心太阳能集热墙的纵向剖面结构示意图。图3为图1所示空心太阳能集热墙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心太阳能集热墙，由金属桁架、内、外墙面、保温材料和太阳能集热器组成，其特征在于所述的太阳能集热器为Ｎ个板式热管集热器，Ｎ≥１，这Ｎ个板式热管集热器置于由金属桁架、内墙面、透光外墙面及保温层构成的空心墙体内，每个板式热管集热器由平面集热板、与其相配的第一换热器、第二换热器、导热通道及回液通道构成，平面集热板面向透光外墙，平面集热板上的热管依次与第一换热器、导热通道、第二换热器及回液通道相通，第一换热器为置于平面集热板的上方与集热板上热管相通的横向换热器，第一换热器内有水管穿过，水管进、出第一换热器处的外壁与换热器端部密封，第二换热器靠近内墙，在面向透光外墙的平面集热板与靠近内墙的第二换热器之间、各板式集热器之间有保温材料，穿过各板式集热器第一换热器的水管通过连接管件相接后，进水管与冷水源相接；出水管进入贮水箱，贮水箱设置在室内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴冠昌，吴锡波，
申请(专利权)人：吴锡波，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]