專利名稱：一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于太陽能利用領域，涉及一種利用固體黑色顆粒集熱裝置。
背景技術：
目前，太陽能利用方面主要的幾種集熱器，如真空玻璃管、平板式及聚焦式等幾種 形式，都是靠在管壁上的選擇和非選擇性吸熱涂層作為光熱轉(zhuǎn)換層，對太陽光的吸收率 不高，體現(xiàn)在換熱比面積(界面)小、熱容小、涂層要求制作工藝高、成本高，很難大 規(guī)模普及性生產(chǎn)。
己有技術的集熱器，如真空管式，里面的介質(zhì)是水或?qū)嵋后w，存在著冬天低溫怕 凍、易碎，高溫易產(chǎn)生蒸汽，對密封條件要求嚴格。利用黑液做吸熱工質(zhì)也仍然存在著 低溫怕凍、高溫易汽化、氧化變質(zhì)、易腐蝕、缺乏長效穩(wěn)定性等諸多問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置，換熱比面積 大，制作工藝簡單、成本低，易于大規(guī)模普及性生產(chǎn)。
本實用新型一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置，其特征在于利用固體黑色顆粒作為 光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)自由攤或堆放在絕熱材料層上，其上帶有透光保溫外罩，在固體黑色顆粒 光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光面置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體?；蛘呤牵?用固體黑色顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)盛裝在透光容器內(nèi)，在透光容器的向陽面外帶有透光 絕熱層，透光容器的背光面外設有絕熱材料層，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光 面置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體。
固體黑色顆?？梢允潜旧硎呛谏臒o機材料，如氧化銅、煤粉、石墨粉、活性炭、 炭黑、鐵礦粉等?；蛘呤侨旧姆?沙)，如染色的天然沙石、礦石及金屬或金屬氧化物 及非金屬的粉或沙的干燥顆粒，可根據(jù)需要工質(zhì)的導熱系數(shù)、焓值、熱熔而選擇工質(zhì)材 料的材質(zhì)和數(shù)量。染色可按照己有技術方式分為干法染色和濕法染色。如用20-40目的海河沙子用高 黑度碳素墨水進行染色后干燥。干法染色用1500目的石墨粉適量與一定量的硅酸鹽水 泥混合，通過干法分散攪拌后染為黑色粉末。
由于各種材質(zhì)的焓、熱熔、導熱系數(shù)不同，可根據(jù)需要，瞬間換熱或有一定蓄熱量 的要求選擇固體黑色顆粒的材質(zhì)用量及顆粒粒徑等。導熱系數(shù)可在401-0. 1W/ (m*K)之 間選擇，因此可選擇性范圍廣譜，對各種經(jīng)濟造價的選擇范圍大，也就是選擇需要的材 料容易。
換熱腔體可以是無機金屬材料，也可以是陶瓷材料或者有機塑料管材；可以是圓管， 也可以是扁管、波紋管等。盛裝在透光容器時可以是用紫銅高效換熱腔體。大換熱面積 的換熱腔體(腔體)置于固體黑色顆粒之中，也可以置于固體背光面之外。
透光絕熱層為真空層或空氣層，由透光材料與固體黑色顆粒之間的空間形成，透光 材料可以選用高透光塑料膜片，如PVC、 PE、 PET、 PC、 EVA等，玻璃單層或中空、真空 玻璃。
本實用新型的優(yōu)點換熱比面積大，制作工藝簡單、成本低，易于大規(guī)模普及性生 產(chǎn)。可使太陽能利用非常容易地推廣到各個行業(yè)和領域，徹底改變?nèi)藗儗μ柲芾镁?聯(lián)想到玻璃真空管的局限性，將目前這種概念性的輔助能源變?yōu)橹髁髂茉?，開辟了太陽 能利用的新概念。廣泛地適用于大型太陽能反季節(jié)儲熱，建筑太陽能一體化工程。經(jīng)濟 造價多種選擇檔次，可開發(fā)出各種用途的太陽能集熱裝置，環(huán)保、安全、穩(wěn)定。


圖1為本實用新型的結構示意圖之一； 圖2為本實用新型的結構示意圖之二； 圖3為本實用新型的結構示意圖之三。
圖中l(wèi)透光保溫外罩2固體黑色顆粒3換熱腔體4絕熱材料層5透光絕熱層 6透光容器7立柱
具體實施方式
以下結合實施例附圖說明，本實用新型并不限于圖示情況。
如圖l，本實用新型利用固體黑色顆粒集熱的裝置，將固體黑色顆粒2自由堆放在絕 熱材料層4上，其上帶有透光保溫外罩1，透光保溫外罩1與固體黑色顆粒之間為透光保溫層。在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中置有絕熱換熱腔體(換熱管)3，換熱腔體中的介 質(zhì)為液體或氣體。
如圖2，利用固體黑色顆粒2作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)盛裝在透光容器1內(nèi)，在透光容器的 向陽面帶有透光絕熱層5，透光絕熱層5的最頂面也即透光容器外殼為透光材料。透光容 器的背光面外設有絕熱材料層4，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)背光面置有換熱腔體3， 換熱腔體3中的介質(zhì)為液體或氣體。透光容器內(nèi)加有支撐立柱7。
如圖3，將固體黑色顆粒2自由堆放在絕熱材料層4上，其上帶有弧形透光保溫外罩 1，透光保溫外罩1與固體黑色顆粒之間為透光保溫層，并加有支撐立柱7。在固體黑色 顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中置有絕熱換熱腔體(換熱管)3，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體。 實施例1:
本實用新型的一種利用固體黑色顆粒集熱的方法應用于鋪地型大型太陽能蓄熱工程。 選擇太陽資源豐富地區(qū)的平地或坡地面要求做出平整的水泥地面，在其上用20cm厚 EPS保溫板，其上放置直徑為20cm的塑料波紋管(換熱腔體)，管距2-5cm，在其上堆放 固體黑色顆粒，總厚21-25cm。也就是管上面有1-5cm厚的吸熱工質(zhì)材料。管內(nèi)介質(zhì)可以 是水。在其固體上面高透明保溫外罩可以是大棚膜， 一層和多層，也可以是中空或真空 玻璃的棚罩。棚罩與吸熱工質(zhì)之間的距離在l-50cm之間，棚罩大小可根據(jù)地面的吸光固 體黑色顆粒面積而定。為了方便巡檢，5m寬任意長。每道集熱帶之間留有人行道，也可 以做成任意寬。在吸熱床帶中間設一定數(shù)量的立柱支撐。
本實施例適用于大型反季節(jié)蓄熱工程。 實施例2:
上述換熱空腔可以換成鐵或鋁管道。換熱介質(zhì)是空氣。用風機直接輸送采暖。此種 方式可選擇蓄熱系數(shù)大的材料，可有利于長時間較穩(wěn)定的供給。 實施例3:
利用本實用新型的一種固體黑色顆粒集熱制作的太陽能建筑一體化工程時，可以做 成既是外墻保溫板，又是外墻裝飾掛板的模塊式超薄板式太陽能集熱器板。用1-1.5cm 厚的鋁合金中空板作為換熱空腔，用背光面和邊緣復合有2. 5-3. Ocrn厚PU泡沫絕熱層， 另一面復合有帶有柵格和厚度0.5cm高透光薄板(玻璃)或塑料透明片作為固體黑色顆 粒工質(zhì)的盛裝腔體。有一層或多層l-2cm厚的中空真空保溫層。硅硼玻璃或塑料材料總該集熱器既是外墻保溫板，又是外墻裝飾掛板。用作屋面時還是屋頂板，既替代了 屋面瓦也替代了防水材料，真正與建筑溶為一體。換熱空腔連接有進水和出水口。
本實施例適合于建筑與太陽能一體化集中供熱工程。
權利要求1、一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置，其特征在于利用固體黑色顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)自由攤或堆放在絕熱材料層上，其上帶有透光保溫外罩，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光面設置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體。
2、 一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置，其特征在于利用固體黑色顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)盛裝在透光容器內(nèi)，在透光容器的向陽面帶有透光絕熱層，透光容器的背光面外設有絕熱材料層，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光面置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體。
3、 根據(jù)權利要求2所述的利用固體黑色顆粒集熱的裝置，其特征在于所述透光絕熱層為真空層或空氣層，由透光材料板與固體黑色顆粒之間的空間形成。
專利摘要本實用新型一種利用固體黑色顆粒集熱的裝置，其特征在于利用固體黑色顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)自由攤或堆放在絕熱材料層上，其上帶有透光保溫外罩，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光面置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體?；蛘呤?，利用固體黑色顆粒作為光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)盛裝在透光容器內(nèi)，在透光容器的向陽面外帶有透光絕熱層，透光容器的背光面外設有絕熱材料層，在固體黑色顆粒光熱轉(zhuǎn)換工質(zhì)中或背光面置有換熱腔體，換熱腔體中的介質(zhì)為液體或氣體。本實用新型換熱比面積大，制作工藝簡單、成本低，易于大規(guī)模普及性生產(chǎn)，開辟了太陽能利用的新概念。
文檔編號F24J2/51GK201434520SQ20092002905
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權日2009年7月9日
發(fā)明者劉昭勇, 張景園, 嬌 王, 亮 許, 剛 許 申請人:淄博大運特工程材料科技有限公司