一种太阳能系统、供热通风系统及其建筑屋顶技术方案

本发明专利技术提供了一种太阳能系统、供热通风系统及其建筑屋顶，包括集热器，所述集热器包括集热管和反射镜，所述集热管是扁平管，所述扁平管的下部扁平面与反射镜的反射面相对，扁平管包括下部底板和上部上盖，上盖和底板装配在一起形成扁平管的空腔，空腔内供流体流动，所述底板包括多个换热区域，每个换热区域包括竖板和柱肋。本发明专利技术开发了一种新的太阳能系统，每个换热区域的冷板内部设有导流结构，有效减少冷媒流动死区，进一步改善热流面的均温性；采用柱肋，增强了对流场的扰动，并且扩展了换热面积，利于强化换热。

A solar energy system, heating and ventilation system and its roof

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能系统、供热通风系统及其建筑屋顶
本专利技术属于太阳能
，具体涉及一种太阳能系统、供热通风系统及其建筑屋顶。
技术介绍
随着经济的不断发展以及能源的大量消耗，节能已经成为全球关注的话题，太阳能、风能、地热能等可再生能源和工业余热、废热的利用已经成为各国研究开发的重点，然而这些能源都具有间断性和不稳定性的特点，所以，能量存储技术的研究就显得尤为重要。蓄热技术是能量存储技术中一种，蓄热技术中重要一环就是相变蓄热换热器的设计。常见的相变蓄热式换热器由两根管子套装在一起，冷、热流体分别在内管和外管中流过，此种结构一般用于两种流体之间的换热。将相变蓄热材料封装于一定形状的相变蓄热单元中，并应用于蓄热箱，则不仅可以减小常规蓄热箱的占地面积，还可解决余热、废热及太阳能利用不连续的缺点。平板式换热器是目前各类换热器中换热效率最高的一种换热器，它具有占用空间小，安装拆卸方便的优点。其由冲压成形的凹凸不锈钢板组成，两相邻板片之间的凹凸纹路成180度相对组合，因此板式热交换器两板片之间的凹凸脊线形成了交错的接触点，将接触点以真空焊接方式结合后，就形成了板式热交换器的耐高压交错流通结构，这些交错的流通结构使得板式热交换器内的冷热流体产生强烈紊流而达到高换热效果。太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×1018kW·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小（每平方米约一千瓦），而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。针对集热器的结构，现有技术已经进行了很多的研发和改进，但是整体来说集热能力不足，而且还存在运行时间长容易结垢问题，影响集热效果。无论哪种形式和结构的太阳能集热器，都要有一个用来吸收太阳辐射的吸收部件，集热器的结构对太阳能的吸收起到重要的作用。扁平管近些年被广泛应用于汽车空调单元以及住宅或商业空调换热器。此种扁平管内部设置多个小的通道，在使用时，换热流体流过扁平管内的多个通道。因为扁平管换热面积大，因此能够大大提高换热效果。柱肋：增设肋片有助于增加换热面积，并且可以增强对流场的扰动。通过增加肋片强化换热已被广泛应用于换热器中。但此次设计不能单一地考虑散热效果，还应从系统经济性的角度出发，尽量避免增设肋片后出现的压降急剧增大而散热改善效果极小的局面。再考虑冷媒进口时温度相对更低，所以，在中心高流速区域不布置肋片，以期改善冷板压降，在周边低流速区域布置柱肋，加强扰动并增加换热面积，弥补冷媒温度升高所导致的散热能力的损失。导流结构：为避免冷媒与冷板对流换热过程中出现流动死区，借鉴换热器中广泛采用的折流板，在冷板中布设一些长直型的竖板作为导流结构，在流场某些区域改变冷媒的流向，以期改善冷媒在冷板中的流场分布。针对上面的分析，现有技术中存在如下技术问题：对于蓄热换热器，结构复杂，需要单独设置换热管，热能利用效率低；集热管集热效率低；新风系统需要进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的蓄热器、集热器及其新风系统，改善了换热性能。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种太阳能系统，包括集热器，所述集热器包括集热管和反射镜，所述集热管是扁平管，所述扁平管的下部扁平面与反射镜的反射面相对，扁平管包括下部底板和上部上盖，上盖和底板装配在一起形成扁平管的空腔，空腔内供流体流动，所述底板包括多个换热区域，每个换热区域包括竖板和柱肋，所述竖板包括位于换热区域中心的第一竖板、包围在第一竖板外部的第二竖板和包围在第二竖板外部的第三竖板；第一竖板包括四块，相邻的第一竖板之间设置间隔，相邻的第一竖板之间呈垂直关系，四块第一竖板的延长线形成第一正方形；第二竖板包括四块，相邻的第二竖板之间设置间隔，相邻的第二竖板之间呈垂直关系，四块第二竖板的延长线形成第二正方形，所述每块第一竖板的延长线通过两块第二竖板的中点；第三竖板包括四块，相邻的第三竖板之间设置间隔，相邻的第三竖板之间呈垂直关系，四块第三竖板的延长线形成第三正方形，所述每块第二竖板的延长线通过两块第三竖板的中点；第二竖板和第三竖板之间设置多个柱肋；所述底板还包括设置在第三竖板外部的第四竖板，所述第四竖板为平行设置的两块，两块第三竖板的延长线经过一块第四竖板的中点；所述扁平管包括设置在上盖上的多个流体进口，每个换热区域设置一个流体进口，流体进口设置每个换热区域的中心位置。一种供热通风系统，包括太阳能系统，所述太阳能系统包括集热器及其热利用装置，所述集热器与热利用装置之间通过管路连接；所述热利用装置是蓄热换热器，所述蓄热换热器中设置流体通道和冷源通道，所述集热器中的流体通过流体通道将热量传递给蓄热材料，冷源流经冷源通道吸收蓄热材料的热量；所述的冷源包括空气，所述的空气加热后输送到建筑物房间内，从而形成送风系统；所述的冷源包括水，所述的水加热后输送到建筑物房间内，用于供暖，从而形成供热系统。作为优选，采取地暖的方式进行供热。作为优选，按照热源的流动方向，蓄热器分为多个阶段换热。热源的上游和水进行换热，用于供暖，热源的下游和空气进行换热，用于送风。一种建筑屋顶，包括太阳能系统。本专利技术具有如下优点：1）本专利技术开发了一种新的扁平集热管结构，每个换热区域的冷板内部设有导流结构，有效减少冷媒流动死区，进一步改善热流面的均温性；采用柱肋，增强了对流场的扰动，并且扩展了换热面积，利于强化换热。2)本专利技术中提供了一种新的蓄热换热器，可以节省蓄热材料的成本，提高蓄热效果。3)提供了一种新风系统，能够根据检测的PM2.5实现自动控制超声波发生器的功率，具有智能控制的技术效果。4）本专利技术开发了一种新的扁平集热管结构，扁平管设置多个换热区域，每个换热区域的冷媒从上盖中心区域流入，在冷媒刚进入冷板时，温度尚低，与换热区域温差大，冷却能力强，可以更有效地控制换热区域的温度。5）本专利技术集热管每个换热区域都采用单进口、双出口的流动方式，改善了以往单进单出的流动方式所导致的温度沿流动方向逐渐升高的现象，更进一步地改善了散热的均温性。6）本专利技术通过大量的研究对热管结构进行了模拟，首次确定了上述结构的努塞尔数等公式，可以通过上述各式预估扁平管的散热性能和泵功消耗。7）本专利技术提供了一种新风系统，满足建筑物送风需要。附图说明：构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为太阳能系统示意图；图2为太阳能集热器系统结构示意图；图3为优选集热管俯视结构示意图；图4为优选的集热管底板结构示意图；图5是换热区域结构标示图；图6是上盖结构示意图；图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能系统，包括集热器，所述集热器包括集热管和反射镜，所述集热管是扁平管，所述扁平管的下部扁平面与反射镜的反射面相对，扁平管包括下部底板和上部上盖，上盖和底板装配在一起形成扁平管的空腔，空腔内供流体流动，所述底板包括多个换热区域，每个换热区域包括竖板和柱肋，所述竖板包括位于换热区域中心的第一竖板、包围在第一竖板外部的第二竖板和包围在第二竖板外部的第三竖板；/n第一竖板包括四块，相邻的第一竖板之间设置间隔，相邻的第一竖板之间呈垂直关系，四块第一竖板的延长线形成第一正方形；/n第二竖板包括四块，相邻的第二竖板之间设置间隔，相邻的第二竖板之间呈垂直关系，四块第二竖板的延长线形成第二正方形，所述每块第一竖板的延长线通过两块第二竖板的中点；/n第三竖板包括四块，相邻的第三竖板之间设置间隔，相邻的第三竖板之间呈垂直关系，四块第三竖板的延长线形成第三正方形，所述每块第二竖板的延长线通过两块第三竖板的中点；/n第二竖板和第三竖板之间设置多个柱肋；/n所述底板还包括设置在第三竖板外部的第四竖板，所述第四竖板为平行设置的两块，两块第三竖板的延长线经过一块第四竖板的中点；/n所述扁平管包括设置在上盖上的多个流体进口，每个换热区域设置一个流体进口，流体进口设置每个换热区域的中心位置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能系统，包括集热器，所述集热器包括集热管和反射镜，所述集热管是扁平管，所述扁平管的下部扁平面与反射镜的反射面相对，扁平管包括下部底板和上部上盖，上盖和底板装配在一起形成扁平管的空腔，空腔内供流体流动，所述底板包括多个换热区域，每个换热区域包括竖板和柱肋，所述竖板包括位于换热区域中心的第一竖板、包围在第一竖板外部的第二竖板和包围在第二竖板外部的第三竖板；
第一竖板包括四块，相邻的第一竖板之间设置间隔，相邻的第一竖板之间呈垂直关系，四块第一竖板的延长线形成第一正方形；
第二竖板包括四块，相邻的第二竖板之间设置间隔，相邻的第二竖板之间呈垂直关系，四块第二竖板的延长线形成第二正方形，所述每块第一竖板的延长线通过两块第二竖板的中点；
第三竖板包括四块，相邻的第三竖板之间设置间隔，相邻的第三竖板之间呈垂直关系，四块第三竖板的延长线形成第三正方形，所述每块第二竖板的延长线通过两块第三竖板的中点；
第二竖板和第三竖板之间设置多个柱肋；
所述底板还包括设置在第三竖板外部的第四竖板，所述第四竖板为平行设置的两块，两块第三竖板的延长线经过一块第四竖板的中点；
所述扁平管包括设置在上盖上...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱思远，曹兆军，郭娟，李翠翠，吴广志，
申请(专利权)人：青岛建设集团有限公司，青建集团股份公司，
类型：发明
国别省市：山东;37