專利名稱：采集太陽(yáng)能的屋面瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能熱利用技術(shù)，尤其是涉及一種采集太陽(yáng)能的屋面瓦。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能作為經(jīng)濟(jì)、無污染的能源，已在工業(yè)和日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。但由于太陽(yáng)能的能流密度極低，因此收集太陽(yáng)能的主要設(shè)備——集熱元件就成為太陽(yáng)能利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。經(jīng)過多年的改進(jìn)，目前典型的集熱元件是采用真空管或真空板吸收太陽(yáng)能，真空管/板內(nèi)的液體吸收太陽(yáng)輻射中的直射和散射，并累積儲(chǔ)至高溫?zé)崮芎筮M(jìn)行循環(huán)。但真空管/板吸熱是雙向傳輸，因此真空管/板吸熱后的高溫液體與外界自然環(huán)境的溫差較大，必須通過真空層對(duì)高溫?zé)崮苓M(jìn)行保溫，以減小熱量的散失。所以目前集熱方式和集熱結(jié)構(gòu)存在以下問題1、集熱元件制造、使用成本高。為達(dá)到高效率的采熱效果，盡可能減少熱輻射損失問題，集熱元件內(nèi)管的液體吸收熱后，還要通過內(nèi)、外管之間真空層來減少熱能損失。全玻璃真空管雖然熱效率最高，但存在著易碎和不能承壓的問題；金屬熱管雖然解決了承壓?jiǎn)栴}，但同時(shí)也增加了金屬熱管制作工藝的復(fù)雜性，尤其是端口處的密封不易解決，造成真空層的真空度不易保證，熱輻射損失較大，熱效率相對(duì)降低；真空板式集熱器雖然也能較好地解決了承壓?jiǎn)栴}，但玻璃真空板的加工工藝更加復(fù)雜，真空度比金屬熱管還低，熱輻射損失大，保溫性能較差，其集熱效率最低。目前集熱單元為減少熱輻射損失，都在保溫方面采取措施，但這些措施又會(huì)進(jìn)一步增加集熱元件的制造成本。再則，由于流經(jīng)集熱元件內(nèi)的液體是在封閉的管路內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，而液體吸熱膨脹后就會(huì)在管內(nèi)產(chǎn)生一定的壓力，故集熱元件對(duì)液管的制造精度要求很高，這不僅會(huì)增加集熱元件的制造成本，而且由于運(yùn)行中集熱元件內(nèi)管承壓，降低了集熱單元和整個(gè)加熱系統(tǒng)的工作可靠性。2、采熱面積小。基于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的真空集熱單元的結(jié)構(gòu)，集熱單元必須放置在特定的工具架上并固定在屋面上，不僅無法實(shí)施大面積采熱、利用太陽(yáng)能，而且采用專用支架給安裝、施工帶來困難，也給日常維護(hù)工作造成不便。3、系統(tǒng)工作可靠性不高。無論是太陽(yáng)能真空管還是太陽(yáng)能真空板，均采用真空玻璃制得，因此在溫差較大或運(yùn)輸以及安裝過程中，玻璃都極易受到損壞，而破壞集熱元件的保溫層，造成采熱效率的下降，故太陽(yáng)能采熱系統(tǒng)的工作可靠性不高。4、不能實(shí)現(xiàn)全天候采熱。由于太陽(yáng)光照時(shí)間是有限的，故采集太陽(yáng)能都是間斷性采熱，受天氣影響很大，尤其在陰雨天，就不能采熱，因此就需要用電輔助加熱，但采用電輔助加熱的經(jīng)濟(jì)性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種采集太陽(yáng)能的屋面瓦，能集采熱單元與傳統(tǒng)屋面瓦為一體，不僅能大面積鋪設(shè)在斜屋面上采熱，與建筑物成一體，大幅度降低集熱單元的制造和使用成本，而且低溫采熱效率高，施工方便、運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)安全可靠。
本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)是，一種采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述的屋面瓦由下瓦體和扣合連接在下瓦體頂部的上瓦體具有拱形接邊和覆蓋在拱形接邊上部的扣合邊，下瓦體具有液腔，液腔的上、下端側(cè)具有上、下橫擋邊且液腔內(nèi)設(shè)有兩個(gè)以上橫向的積液板以構(gòu)成繞流式液道，下瓦體位于下橫擋邊的內(nèi)側(cè)具有貫穿瓦體的出液口，下瓦體的出液口下部凸起的底座與下一個(gè)下瓦體上橫擋邊的內(nèi)側(cè)相接，形成與大氣相通的縱向液道，且下瓦體的前下部覆蓋在下一個(gè)上瓦體和下瓦體上。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案后1、制造、使用成本低。由于本實(shí)用新型采集太陽(yáng)能的屋面瓦作為集熱單元，在屋面瓦內(nèi)設(shè)有常壓繞流式液道，使液體在通過瓦體吸收太陽(yáng)熱能或/和空氣熱能的同時(shí)，吸附在液道上表面的液體在吸熱脫附形成單向熱量傳輸，因此使屋面瓦即為吸收熱源的載體，又為吸收熱能液體的保溫體，無需特殊的保溫結(jié)構(gòu)，且所采集的熱能為低溫?zé)嵩?，因此可大幅度降低太?yáng)能采熱單元的制造成本。另外由于各屋面瓦之間的液通道路無需管路密封連接，因此也大幅度減低了制造成本和施工的難度，不僅能實(shí)現(xiàn)大面積輔設(shè)在屋面上采集太陽(yáng)能或/和空氣熱能的目標(biāo)，而且輔設(shè)、維修和更換屋面瓦非常方便。
2、施工靈活。本實(shí)用新型的屋面瓦可以根據(jù)所需采集的面積來任意輔設(shè)，而且輔設(shè)時(shí)與一般的屋面瓦相同，不受屋面面積大小限制，而且輔設(shè)靈活方便，因此易實(shí)現(xiàn)最大面積采集、利用太陽(yáng)能。
3、外觀平整，能與建筑物渾然成一體。本實(shí)用新型將采熱單元與傳統(tǒng)屋面瓦合二為一，不僅完整地保留了屋面瓦防水、隔熱的功能，還具有采熱的的功能，徹底解決了太陽(yáng)能采熱系統(tǒng)與建筑一體化的問題，使屋面瓦的顏色、式樣不受限制，豐富了屋面瓦的功能。
4、低熱采熱效率高，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。本實(shí)用新型斜面輔設(shè)在屋面上的屋面瓦其液腔內(nèi)設(shè)有積液板，使液體或工質(zhì)流入液腔時(shí)通過各積液板時(shí)起到撓流作用，不僅能增加液體或工質(zhì)在屋面瓦內(nèi)的行程，充分吸收熱能，而且吸附在上瓦體吸附層上的液體吸熱后脫附下流，形成熱量的單向傳輸，液體再流入下部的屋面瓦進(jìn)一步吸熱直至到最下部的屋面瓦，最后通過管道送至熱媒儲(chǔ)熱箱內(nèi)，作為低溫?zé)嵩?，?shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)供熱。本實(shí)用新型由于各屋面瓦之間僅依靠相鄰之輔設(shè)搭接，屋面瓦之間的縱向液道之間無需管路連接，形成與大氣相通的液道，因此被加熱的液體膨脹后也不會(huì)在液道內(nèi)產(chǎn)生壓力，大大提高了加熱裝置的運(yùn)行可靠性。
5、綜合熱效率高。本實(shí)用新型的屋面瓦在太陽(yáng)能不足時(shí)，可利用環(huán)境熱能加以補(bǔ)充，因此提高了太陽(yáng)能利用的穩(wěn)定性及綜合熱效率。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的屋面瓦多組輔設(shè)后的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型屋面瓦的下瓦體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型屋面瓦的下瓦體底部的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型屋面瓦的上瓦體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型屋面瓦的上瓦體底部的構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
見
圖1-5所示的本實(shí)用新型采集太陽(yáng)能的屋面瓦8由下瓦體81和上瓦體82構(gòu)成，上瓦體82具有外表面的防水層和內(nèi)表面的吸附層，上瓦體82扣合連接在下瓦體81頂部。下瓦體81的頂部具有止口81-6和高于止口81-6的支承面81-8，上瓦體82的外周邊卡接在止口81-6并支承在支承面81-8上與下瓦體81連接，下瓦體81兩側(cè)具有拱形接邊81-5和覆蓋在拱形接邊81-5上部的扣合邊81-10，扣合邊81-10的前、后部還具有內(nèi)凹的定位槽，使相鄰屋面瓦8橫向搭接在一起。見圖2所示，下瓦體81具有液腔81-11，液腔81-11的上、下端側(cè)具有上橫擋邊81-1和下橫擋邊81-8，液腔81-11內(nèi)設(shè)有兩個(gè)以上橫向的積液板81-3構(gòu)成繞流式液道，見圖3所示，積液板81-3頂部的一側(cè)設(shè)有下凹的液道81-4，且相鄰積液板81-3的液道81-4相錯(cuò)布設(shè)，使液體通過液道81-4時(shí)形成雙撓流，使吸附在上瓦體82吸附層內(nèi)的液體，在上瓦體82吸熱后，自然脫附上瓦體82的吸附層，起到單向傳輸熱能的作用，同時(shí)積液板81-3還可以增加液體的吸熱行程。下瓦體81位于下橫擋邊81-8的內(nèi)側(cè)具有貫穿瓦體的出液口81-7，下瓦體81的出液口81-7下部凸起的底座81-13與前一個(gè)下瓦體81上橫擋邊81-1的內(nèi)側(cè)相接，從而使上、下兩片屋面瓦形成縱向貫通的與大氣相通的開放液道，為便于安裝屋面瓦8，下瓦體81的出液口81-7下部凸起的底座81-13還有與上瓦體82前部凸筋82-1相配合的限位槽81-12，下瓦體81下部覆蓋在前一個(gè)上瓦體82和下瓦體81上，使各瓦之間形成良好的配合，并且下雨時(shí)，雨水可通過上瓦體82的上表面將積水排出。
見圖2、3所示，本實(shí)用新型的下瓦體81靠近上橫擋邊81-1內(nèi)側(cè)還具有與上瓦體82連接的支座81-2，且支座81-2上設(shè)有液口，上瓦體82的凸塊82-3卡接在支座81-2的液口內(nèi)，上瓦體82通過前部的凸塊82-3以及周邊方便地裝在下瓦體81上。
為進(jìn)一步提高采熱效率，見圖5，上瓦體82的下部還具有插入在下瓦體81液腔81-11內(nèi)的翅片82-4，將上瓦體82吸收的熱量通過翅片傳遞到液體內(nèi)對(duì)液體進(jìn)行換熱，最好上瓦體82相鄰的翅片82-4相錯(cuò)布設(shè)，進(jìn)一步增加液體在屋面瓦內(nèi)的吸熱路程。
為使屋面瓦保持傳統(tǒng)瓦的形狀，下瓦體81中部具有上凸弧面81-9，其兩側(cè)具有液腔81-11，上瓦體82也具有與其相配的弧面82-2。
本實(shí)用新型由于采用結(jié)構(gòu)新穎的屋面瓦，大幅度地降低了集熱單元的制造和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)大面積采用太陽(yáng)能的目的。
權(quán)利要求1.一種采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述的屋面瓦(8)由下瓦體(81)和扣合連接在下瓦體(81)頂部的上瓦體(82)構(gòu)成，上瓦體(82)具有外表面的防水層和內(nèi)表面的吸附層，下瓦體(81)兩側(cè)具有拱形接邊(81-5)和覆蓋在拱形接邊(81-5)上部的扣合邊(81-10)，下瓦體(81)具有液腔(81-11)，液腔(81-11)的上、下端側(cè)具有上、下橫擋邊(81-1、81-8)，且液腔(81-11)內(nèi)設(shè)有兩個(gè)以上橫向的積液板(81-3)以構(gòu)成繞流式液道，下瓦體(81)位于下橫擋邊(81-8)的內(nèi)側(cè)具有貫穿瓦體的出液口(81-7)，下瓦體(81)的出液口(81-7)下部凸起的底座(81-13)與下一個(gè)下瓦體(81)上橫擋邊(81-1)的內(nèi)側(cè)相接，形成與大氣相通的縱向液道，且下瓦體(81)的前下部覆蓋在下一個(gè)上瓦體(82)和下瓦體(81)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述的下瓦體(81)靠近上橫擋邊(81-1)內(nèi)側(cè)還具有與上瓦體(82)連接的支座(81-2)，支座(81-2)上設(shè)有液口，上瓦體(82)的凸塊(82-3)卡接在液口內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述積液板(81-3)頂部的一側(cè)設(shè)有下凹的液道(81-4)，且相鄰積液板(81-3)的流道(81-10)相錯(cuò)布設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述的上瓦體(82)的下部還具有插入在下瓦體(81)液腔(81-11)內(nèi)的翅片(82-4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述上瓦體(82)相鄰的翅片(82-4)相錯(cuò)布設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述下瓦體(81)的頂部具有止口(81-6)和高出止口(81-6)的支承面(81-8)，上瓦體(82)的外周邊卡接在止口(81-6)并支承在支承面(81-8)上與下瓦體(81)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述在下瓦體(81)的出液口(81-7)下部凸起的底座(81-13)上，還有與上瓦體(82)前部凸筋(82-1)相配合的限位槽(81-12)
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集太陽(yáng)能的屋面瓦，其特征在于所述的下瓦體(81)中部具有上凸弧面(81-9)，其兩側(cè)具有液腔(81-11)，上瓦體(82)也具有與其相配的弧面(82-2)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種采集太陽(yáng)能的屋面瓦，由下瓦體和扣合連接在下瓦體頂部的上瓦體具有拱形接邊和覆蓋在拱形接邊上部的扣合邊，下瓦體具有液腔，液腔的上、下端側(cè)具有上、下橫擋邊且液腔內(nèi)設(shè)有兩個(gè)以上橫向的積液板以構(gòu)成繞流式液道，下瓦體位于下橫擋邊的內(nèi)側(cè)具有貫穿瓦體的出液口，下瓦體的出液口下部凸起的底座與下一個(gè)下瓦體上橫擋邊的內(nèi)側(cè)相接，形成與大氣相通的縱向液道，且下瓦體的前下部覆蓋在下一個(gè)上瓦體和下瓦體上。本實(shí)用新型能集采熱單元與傳統(tǒng)屋面瓦為一體，不僅能大面積鋪設(shè)在斜屋面上與建筑物成一體，大幅度降低集熱單元的制造和使用成本，而且低溫采熱效率高，施工方便、運(yùn)行成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)安全可靠。
文檔編號(hào)E04D1/02GK2729192SQ20042007953
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月16日
發(fā)明者楊家華, 王偉強(qiáng), 唐曉東, 楊斌旭, 張利平, 何安江 申請(qǐng)人:楊家華