專利名稱：承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱利用中能與坡屋頂相配套的、與建筑同壽命的太陽能集熱系統(tǒng)，尤其是一種能提供采暖、制冷熱源及生活熱水的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂。
背景技術(shù)：
目前，不少太陽能熱水器廠家，都在探究太陽能與建筑一體化的新方案，但還沒有一家設(shè)計出與建筑同壽命、任意大面積且經(jīng)濟實用的太陽能集熱坡屋頂，其原因是真空管太陽能屋頂造價高，而且受真空管長度及使用壽命的限制無法規(guī)模化、商業(yè)化運作，平板式太陽熱水器抗凍性差、無法在冬天使用、很難用于冬天采暖。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中太陽能熱水裝置與建筑結(jié)合不緊密、造價高、壽命短的缺陷，本發(fā)明提供了一種本身就是建筑構(gòu)件，同時又能提供采暖、制冷熱源及大量生活熱水的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層中后即為集熱坡頂板，集熱坡頂板蓋上透光板后構(gòu)成了集熱器，集熱芯通過循環(huán)泵與水罐內(nèi)的換熱器相連通，有光照時，光線通過透光板照在黑色涂料上產(chǎn)熱，混凝土層將熱量傳給集熱芯，在泵的作用下，循環(huán)液通過換熱器將水罐內(nèi)的水加熱。
本發(fā)明的有益效果是，樓頂構(gòu)件本身就是集熱器，它的造價與普通屋頂相差無幾，因此，所有的屋頂都可以做成太陽能集熱屋頂。
本發(fā)明的集熱器還可以與真空管集熱器復(fù)合安裝，這樣可提高集熱器的出水溫度。
本發(fā)明的集熱器產(chǎn)生的大量熱水，既可以作為生活熱水使用，又可作為采暖、制冷熱源使用。
本發(fā)明的透光板做成真空透光板時，能有效的減少集熱器的熱傳導(dǎo)損失，提高集熱效率，尤其是能大幅度提高集熱器冬季的熱效率。
本發(fā)明的水罐內(nèi)安裝有一層或多層隔離板，可使罐底的低溫水永不影響罐頂高溫水的水溫。
本發(fā)明可以使用全塑承壓水罐，水罐壁內(nèi)有多個孔，這樣在節(jié)約材料的情況下也有較高的強度，還使水箱壁成了一個熱交換器，這個做法一舉多得。
本發(fā)明的水罐可安裝在建筑物的任何位置，熱水使用非常方便。
本發(fā)明承壓、抗凍、高效、低成本，適合熱帶、溫帶、寒帶及高寒地區(qū)使用，有廣闊的市場前景。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是承壓強迫雙循環(huán)太陽能集熱坡屋頂?shù)钠拭鎴D。
圖2是圖1的A-A又一剖視圖。
圖3是圖1中集熱芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中盤管集熱芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖1的B-B又一剖視圖。
圖6是又一種承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂?shù)钠拭鎴D。
圖7是又一種承壓強迫雙循環(huán)太陽能集熱坡屋頂?shù)钠拭鎴D。
圖8是圖6的C-C又一剖視圖。
圖9是圖6的C-C又一剖視圖。
圖10是圖7循環(huán)系統(tǒng)連接示意圖。
圖中1.管子，2.保溫層，3.集管，4.集熱管，5.混凝土層，6.透光板，7.集管，8.保溫層，9.脊瓦，10.排氣管，11.膨脹箱，12.保溫層，13.脊檁，14.循環(huán)管，15.保溫層，16.后坡頂，17.熱水管，18.保溫水罐外殼，19.水罐端蓋，20.環(huán)形孔，21.水罐，22，保溫層，23.水罐壁內(nèi)的孔，24.環(huán)形孔，25.水罐端蓋，26.底座，27.循環(huán)液管，28.自來水管，29.管，30.循環(huán)液進/排閥，31.管，32.循環(huán)泵，33.管，34.循環(huán)液管，35.循環(huán)管，36.樓板，37.墻，38.固定板，39.螺釘，40.混凝土臺階，41.波浪形混凝土面，42..金屬網(wǎng)，43.保溫層，44.鋼筋，45.保溫層，46.管，47.保溫層，48.集管，49.集熱管，50.混凝土層，51.透光板，52.集管，53.保溫層，54.膨脹箱，55.排氣管，56.脊瓦，57.保溫層，58.脊檁，59.管，60.保溫層，61.樓板，62.后坡頂，63.固定板，64.水罐，65.熱水管，66.隔離板，67.螺釘，68.冷水管，69.底座，70.管，71.循環(huán)泵，72.管，73.保溫層，74.集管，75.透光板，76.集熱管，77.混凝土層，78.集管，79.保溫層，80.集管，81.真空集熱管，82.集管，83.排氣管，84.膨脹箱，85.保溫層，86.保溫層，87.脊檁，88.保溫層，89.后坡頂，90.管，91.樓板，92.熱水管，93.換熱器，94.冷水管，95.管，96.管，97.泵，98.管，99.固定板，100.螺釘，101.混凝土固定臺，102.金屬網(wǎng)，103.鋼筋，104.透光板，105.排水溝，106.凹槽，107.凸起，108.鋼筋。
具體實施例方式
圖1、圖2、圖3、圖5共同描述了一種承壓強迫雙循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，集熱管(4)與集管(3)、(7)的橫斷面可為圓形、橢圓形或多邊形，它們可用金屬材料或非金屬材料制造，當使用金屬材料制造時，其內(nèi)腔可塗上防腐層，亦可制成外層為金屬，內(nèi)層為高分子材料的金屬-高分子復(fù)合管，集熱管與集管相連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯四周安裝有保溫層(2)、(8)、(43)、(45)，集熱芯底部有保溫層(15)，保溫層中有金屬網(wǎng)(42)，金屬網(wǎng)均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(44)。金屬網(wǎng)、鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層中，混凝土表面涂一層長壽命黑色吸光涂料，混凝土上面(41)為波浪形，亦可為平板形，螺釘(39)通過固定板(38)將透光板(6)固定在混凝土臺階(40)上構(gòu)成了一個太陽能集熱器，透光板可用有機材料做成，亦可用無機材料做成，可以是平板、中空平板，中空真空平板，亦可是中空格子板。保溫材料(22)將水罐(21)固定于其外殼(18)中間，水罐可用金屬或高分子材料制成，當它使用金屬材料制造時，可采用擠出或澆鑄工藝成型，當它使用高分子材料制造時，可采用擠出或注塑工藝成型，水罐兩端蓋(19)、(25)上的環(huán)形槽與罐端熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后形成環(huán)形孔(20)、(24)，環(huán)形孔與水罐壁內(nèi)的孔(23)相互連通，孔(23)的橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形，環(huán)形孔(20)、(24)分別與循環(huán)液管(34)、(27)相連通，有光照時，循環(huán)泵(32)啟動，循環(huán)液經(jīng)管(33)、(1)送給集熱器加熱后，經(jīng)循環(huán)管(14)、(35)循環(huán)液管(34)、環(huán)形管(20)、水罐壁內(nèi)的孔(23)、環(huán)形孔(24)、循環(huán)液管(27)、管(31)完成循環(huán)，熱循環(huán)液經(jīng)過罐壁內(nèi)的孔時，通過水罐壁與水罐內(nèi)的水發(fā)生熱交換使水溫升高。循環(huán)液進/排閥(30)與管(31)相連通。圖1、圖2、圖4、圖5共同描述了一種承壓強迫雙循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，集熱(盤)管(4)可由金屬材料或高分子材料制成，其橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形，集熱盤管(4)的盤繞形狀可為圓形、橢圓形或多邊形，它的下面是保溫層(15)，它們被理藏在混凝土層(5)之中，盤管的一個端頭通過循環(huán)管(14)、(35)與水罐的循環(huán)液管(34)相連通，另一個端頭通過管(1)、(33)、循環(huán)泵(32)、管(31)與水罐的循環(huán)液管(27)相連通，管(31)還與循環(huán)液進/排閥(30)相連通。
圖6、圖8共同描述了一種承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，透光板(51)可用有機材料制成，亦可用無機材料制成，透光板可為平板、真空平板、中空格子板。多根集熱管(49)兩端與集管(48)、(52)相連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯周圍有保溫層(47)、(53)，集熱芯底部有保溫層(60)，保溫層中有金屬網(wǎng)(102)，金屬網(wǎng)均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(103)。金屬網(wǎng)、鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層(50)中后即為樓坡頂板，透光板(51)固定在支承臺(101)上后與樓坡頂板共同構(gòu)成了集熱器，把樓坡頂板之間的縫隙用防水材料填平就構(gòu)成了一個太陽能集熱坡屋頂。水罐(64)中安裝有一層或數(shù)層隔離板(66)，其形狀與水罐的水平截面形狀一樣，且稍小于水罐的內(nèi)徑，螺絲(67)將隔離板(66)固定在固定板(63)上，固定板(63)的兩端固定在水罐(64)的壁上。水罐底部的管(70)通過循環(huán)泵(71)、管(72)、管(46)與集管(48)相連通，水罐上部的管通過管(59)與集管(52)相連通。
圖6、圖9共同描述了一種承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，透光板(104)為真空平板，當透光板萬一損壞時，雨水由排水溝(105)下瀉。
圖7、圖10共同描述了一種承壓強迫雙循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，透光板(75)可用有機材料制成，亦可用無機材料制成，透光板可為平板、真空平板、中空格子板。多根集熱管(76)與集管(74)、(78)連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯及其周圍的保溫層(73)、(79)、(88)均埋藏在混凝土層(77)內(nèi)，多根真空集熱管(81)與集管(80)、(82)連通后構(gòu)成真空管集熱器，真空管集熱器的集管(82)通過管(90)、(96)與換熱器(93)的上端相連通，真空管集熱器的集管(80)與集管(78)相連通，集管(74)通過管(98)、泵(97)、管(95)與換熱器的下端頭相連通。
權(quán)利要求
1.一種承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，由透光板、集熱芯、保溫材料、鋼筋、混凝士、循環(huán)泵、連接管、保溫水罐組成。其特征是a.集熱管(4)與集管(3)、(7)的橫斷面可為圓形、橢圓形或多邊形，它們可用金屬材料或非金屬材料制造，當使用金屬材料制造時，其內(nèi)腔可塗上防腐層，亦可制成外層為金屬，內(nèi)層為高分子材料的金屬--高分子復(fù)合管，集熱管與集管相連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯四周安裝有保溫層(2)、(8)、(43)、(45)，集熱芯底部有保溫層(15)，保溫層中有金屬網(wǎng)(42)，金屬網(wǎng)均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(44)。金屬網(wǎng)、鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層中，混凝土表面涂一層長壽命黑色吸光涂料，混凝土上面(41)為波浪形，亦可為平板形，螺釘(39)通過固定板(38)將透光板(6)固定在混凝土臺階(40)上構(gòu)成了一個太陽能集熱器，保溫材料(22)將水罐(21)固定于其外殼(18)中間，水罐可用金屬或高分子材料制成，當它使用金屬材料制造時，可采用擠出或澆鑄工藝成型，當它使用高分子材料制造時，可采用擠出或注塑工藝成型，水罐兩端蓋(19)、(25)上的環(huán)形槽與罐端熱熔對接(熱熔插接、膠接或焊接)在一起后形成環(huán)形孔(20)、(24)，環(huán)形孔與水罐壁內(nèi)的孔(23)相互連通，孔(23)的橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形，環(huán)形孔(20)、(24)分別與循環(huán)液管(34)、(27)相連通，循環(huán)液管(34)通過循環(huán)管(35)、(14)與集管(7)相連通，循環(huán)液管(27)通過管(31)、循環(huán)泵(32)、管(33)、管(1)與集管(3)相連通，循環(huán)液進/排閥(30)與管(31)相連通。b.集熱盤管(4)可由金屬材料或高分子材料制成，其橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形，盤管(4)的盤繞形狀可為圓形、橢圓形或多邊形，它的下面是保溫層(15)，它們被理藏在混凝土層(5)之中，盤管的一個端頭通過循環(huán)管(14)、(35)與水罐的循環(huán)液管(34)相連通，另一個端頭通過管(1)、管(33)、循環(huán)泵(32)、管(31)與水罐的循環(huán)液管(27)相連通，管(31)還與循環(huán)液進/排閥(30)相連通。c.多根集熱管(49)兩端與集管(48)、(52)相連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯周圍有保溫層(47)、(53)，集熱芯底部有保溫層(60)，保溫層中有金屬網(wǎng)(102)，金屬網(wǎng)均伸出保溫層的面，保溫層下部有鋼筋(103)。金屬網(wǎng)、鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層(50)中后即為樓坡頂板，透光板(51)固定在支承臺(101)上后與樓坡頂板共同構(gòu)成了集熱器，把樓坡頂板之間的縫隙用防水材料填平就構(gòu)成了一個太陽能集熱坡屋頂。水罐(64)中安裝有一層或數(shù)層隔離板(66)，其形狀與水罐的水平截面形狀一樣，且稍小于水罐的內(nèi)徑，螺絲(67)將隔離板(66)固定在固定板(63)上，固定板(63)的兩端固定在水罐(64)的壁上。水罐底部的管(70)通過循環(huán)泵(71)、管(72)、管(46)與集管(48)相連通，水罐上部的管通過管(59)與集管(52)相連通。d.透光板(104)為真空平板，當透光板萬一損壞時，雨水由排水溝(105)下瀉。e.多根集熱管(76)與集管(74)、(78)連通后構(gòu)成集熱芯，集熱芯及其周圍的保溫層(73)、(79)、(88)均埋藏在混凝土層(77)內(nèi)，多根真空集熱管(81)與集管(80)、(82)連通后構(gòu)成真空管集熱器，真空管集熱器的集管(82)通過管(90)、(96)與換熱器(93)的上端相連通，真空管集熱器的集管(80)與集管(78)相連通，集管(74)通過管(98)、泵(97)、管(95)與換熱器的下端頭相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，其特征是透光板可用無機材料做成，亦可用有機材料擠出或注射成型?？梢允瞧桨?、中空平板，中空真空平板，亦可是中空格子板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，其特征是樓板兩側(cè)有密封凹槽(106)和凸起(107)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，其特征是水罐壁內(nèi)孔(23)的橫斷面可為圓形、橢圓形、多邊形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，其特征是金屬網(wǎng)(42)將保溫層(15)上下面的混凝土連成一個整體。
全文摘要
一種承壓強迫循環(huán)太陽能集熱坡屋頂，由透光板、集熱芯、保溫材料、鋼筋、混凝土、循環(huán)泵、連接管、保溫水罐組成。鋼筋、集熱芯及其保溫層預(yù)制在混凝土層中后蓋上透光板構(gòu)成了集熱器，集熱芯通過循環(huán)泵與水罐內(nèi)的換熱器相連通，有光照時，光線通過透光板照在黑色涂料上產(chǎn)熱，混凝土層將熱量傳給集熱芯，在泵的作用下，循環(huán)液通過換熱器將水罐內(nèi)的水加熱。本發(fā)明的透光板做成真空透光板時，能有效地減少集熱器的熱傳導(dǎo)損失，提高集熱效率，尤其是能大幅度提高集熱器冬季的熱效率。本發(fā)明的水罐內(nèi)安裝有多層隔離板，可使罐底的低溫水永不影響罐頂高溫水的水溫。本發(fā)明的樓頂構(gòu)件本身就是集熱器，它的造價與普通屋頂相差無幾，所以，本發(fā)明有廣闊的市場前景。
文檔編號E04D13/18GK1900450SQ20051001781
公開日2007年1月24日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者侯國山, 王平, 侯嵩, 侯穎賢, 侯穎穎 申請人:侯國山