一种钒钛功能光热转换太阳能房顶制造技术

本发明专利技术提供了一种简易实用的钒钛功能光热转换太阳能房顶，通过简单的结构安排和钒钛功能光热转换涂层的利用，可直接安装在现有房顶，实现与太阳能与建筑的一体化。所述钒钛功能光热转换涂层是将粉碎后的超微粉按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能房顶，特别是涉及一种钒钛功能光热转换太阳能房顶。
技术介绍
太阳能是一种清洁、高效的新能源。开发利用太阳能资源，是解决当前日益严峻的 能源短缺、环境污染问题的优选途径之一。目前主要有两种形式利用太阳能资源，一种是太阳能的光热应用，提供热水满足 人们的用水和采暖需求。一种是太阳能的光伏应用，将太阳能光转化为电，满足照明及动力 设备的能源需求。其中，太阳能光热转换技术较成熟，产业化进程也较领先。建筑物顶部容易获得阳光，因而人们一直希望实现太阳能利用与屋顶建筑的一体 化。目前的太阳能房顶主要分为两类一类是在房顶上安装太阳能热水器，实现太阳 能的光热转换。但是太阳能热水器结构较复杂，成本较高，影响建筑物的整齐和美观，容易 损坏屋顶的防水层，难以实现太阳能与建筑的一体化。另一类是通过在每座独立住宅建筑 上分别安装并网或离网的光伏发电系统，实现太阳能的光电转换。但是结构复杂，造价不 菲。本专利技术提供了一种简易实用的钒钛功能光热转换太阳能房顶，通过简单的结构安 排和钒钛功能光热转换涂层的利用，直接安装于现有房顶，实现太阳能与建筑的一体化。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种涂覆钒钛功能光热转换涂层的太阳能房顶。本专利技术涂覆钒钛功能光热转换涂层的太阳能房顶装置的制备(1)功能光热转换涂层材料的纳米添加剂为纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化 铝、纳米氧化铁等材料的一种或几种。(2)原材料预处理提钒尾渣与陶瓷材料按照比例混合，其中提钒尾渣的比例为30% _100%，采用 气流粉碎工艺技术将物料粉碎成粒径0. 1 μ m 5. 0 μ m的超微粉，气流粉碎后的超微粉 经超声波振动筛分选料；其中超微粉粒径优选为4. 1 μ m 4. 9 μ m，2. 5 μ m 4. 0 μ m或 0. 9 μ m 2. 0 μ m。(3)钒钛功能光热转换涂层材料制备将上述(2)的物料按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制 成钒钛功能光热转换涂层材料，其中粉料、纳米添加剂、水、无机粘结剂的重量比为 30-60 0-5 15-40 15-40。其中的无机纳米粘结剂可以是市场上买到的材料。本专利技术中光热转换涂层的主要 原材料是提钒尾渣，钒钛磁铁矿经熔炼得到铁水和钒渣，钒渣焙烧后提钒，提钒后的工业弃 渣即是提钒尾渣。改变添加剂的种类和比例，可制成不同阳光吸收率、远红外辐射率、光热转换效率 的钒钛功能光热转换涂层材料。(4)在太阳能房顶装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层在大型简易平板循环水装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层，将需涂覆光吸收涂 层的表面清洁，运用浸渍提拉法、刷涂法或喷涂法等工艺在表面上涂覆一层钒钛功能光热 转换材料。本专利技术的特点提供了一种简易实用的钒钛功能光热转换太阳能房顶，通过简单 的结构安排和钒钛功能光热转换涂层的利用，可直接安装在现有房顶，实现与太阳能与建 筑的一体化。本专利专利技术的太阳能房顶结实耐用、成本低廉，满足人们生活用热水的需求， 适用于我国广大的农村地区。附图说明图1钒钛功能光热转换太阳能房顶示意图其中1_大型简易平板循环水装置(上表面涂覆钒钛功能光热转换涂层)；2-出 水口 ；3-进水口 ；4-水垢及污物排放口 ；5-水箱；6-进水管；7-出水管；8-仪表控制显示 盘；9-用户水池；10-水箱控制系统；11-水循环泵；12-循环水装置控制系统。具体实施例方式A.太阳能房顶结构件制造和安装；B.钒钛功能光热转换涂层材料制备；C.在太阳 能房顶装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层；D.光热转换涂层常温固化；E.光热转换涂层 密封保护。太阳能房顶结构件包括大型简易平板循环水装置、水箱、上下水管路、温度和水 量控制系统。(1)大型简易平板循环水装置大型简易平板循环水装置的形状为薄片状长方 体，包括长方体外壳、进出水口、水循环泵、水垢污物排出口，具体见附图。大型简易平板循 环水装置安装在向阳面的屋顶上，以螺栓、卡具等方式固定。装置的长和宽可根据屋顶面积 调整，尽可能大的占全向阳屋顶平面，厚度根据用户用水量及使用水温制造。大型简易平板 循环水装置的材质可以为马口铁、不锈钢、镀锌板、铜合金、铝合金、塑料或玻璃等。在大型 简易平板循环水装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层，受阳光照射的装置表面温度升高， 底面温度相对较低，装置内水产生温差，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水循环而形成生 活所需热水。(2)水箱根据大型简易平板循环水装置的水量，在房顶最上方安装水箱。(3)上下水管路在大型简易平板循环水装置和水箱之间、水箱和用户水池之间 安装上下水管路。(4)控制系统在大型简易平板循环水装置靠近水箱处通过电路连接安装温度传 感器和液位传感器等，在用户水池处安装仪表控制显示盘。当循环水装置内水温高于水箱 内水温时，循环泵可自动启动；用户也可以根据自身需要，手动控制循环泵是否启动。B.钒钛功能光热转换涂层材料由纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁等材料的一种或几种，制成钒钛功能光热转换涂层材料纳米添加剂。提钒尾渣与陶瓷材料按照比例混合，其中提钒尾渣的比例为70 %，采用气流粉碎 工艺技术将物料粉碎成超微粉。气流粉碎后的超微粉经超声波振动筛分选料。将上述粉碎后的物料按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制 成钒钛功能光热转换涂层材料，其中粉料、纳米添加剂、水、无机粘结剂的重量比为 50 0. 1 25 24.9。C.在太阳能房顶装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层在大型简易平板循环水装置上表面涂覆钒钛功能光热转换涂层，将需涂覆光吸收 涂层的表面清洁，运用浸渍提拉法、刷涂法、喷涂法等工艺在表面上涂覆一层钒钛功能光热 转换材料。D.光热转换涂层常温固化钒钛功能光热转换涂层表面在常温空气中固化数小时至一天。E.光热转换涂层密封保护钒钛功能光热转换涂层常温固化后，运用浸渍提拉法、刷涂法、喷涂法等工艺，在 其表面涂覆一层无机纳米SiO2、建筑用透明防水材料或陶瓷密封蜡作为密封保护剂，以提 高其使用寿命。本专利技术中的钒钛功能光热转换涂层材料能够在马口铁、不锈钢、镀锌板、铜合金、 铝合金、玻璃、塑料等材料表面形成附着力强、坚固、细微多孔的黑色涂层。成本低廉、表面 涂覆工艺简便、光热转换效率高(光吸收率可达95-99. 99%)、抗老化效果好(寿命可长达 20年以上)。根据季节气候及光照条件不同，白天循环水装置内水温可以达到20°C-50°C左 右，夜间无阳光照射时水温不会降低，仍能保持生活用水所需温度。用户可及时查看温度、 水量等信息，控制循环泵是否启动。结实耐用、成本低廉，能够满足人们生活用热水的需求， 适用于我国广大的农村地区。权利要求一种钒钛功能光热转换太阳能房顶，其特征在于在太阳能房顶装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层，即在大型简易平板循环水装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层；所述钒钛功能光热转换涂层是将粉碎后的超微粉按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制成钒钛功能光热转换涂层材料，其中超微粉、纳米添加剂、水、无机粘结剂的重量比为30 60∶0 5∶15 40∶15 40；纳米添加剂为纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁材料中的一种或几种；超微粉是提钒尾渣与陶瓷材料按照比例混合，其中提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒钛功能光热转换太阳能房顶，其特征在于在太阳能房顶装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层，即在大型简易平板循环水装置表面涂覆钒钛功能光热转换涂层；所述钒钛功能光热转换涂层是将粉碎后的超微粉按照比例加入纳米添加剂、水和无机粘结剂混合搅拌制成钒钛功能光热转换涂层材料，其中超微粉、纳米添加剂、水、无机粘结剂的重量比为：３０－６０∶０－５∶１５－４０∶１５－４０；纳米添加剂为纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化铁材料中的一种或几种；超微粉是提钒尾渣与陶瓷材料按照比例混合，其中提钒尾渣的比例为３０％－１００％，采用气流粉碎工艺技术将物料粉碎成粒径０．１μｍ～５．０μｍ超微粉，气流粉碎后的超微粉经超声波振动筛分选料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕大川，张新宇，
申请(专利权)人：北京前沿科学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]