室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，屬于太陽(yáng)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】。室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，包括外殼、太陽(yáng)能吸熱板和電加熱管,外殼下方的三分之二呈45°傾斜，底端設(shè)置進(jìn)風(fēng)口,頂端設(shè)置出風(fēng)口，太陽(yáng)能吸熱板置于外殼傾斜部分的內(nèi)部，上方設(shè)有與太陽(yáng)能吸熱板平行的玻璃蓋板，太陽(yáng)能吸熱板與玻璃蓋板之間設(shè)有空間，下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板；太陽(yáng)能吸熱板與外殼之間也設(shè)有空間，電加熱管位于太陽(yáng)能吸熱板上方。所述太陽(yáng)能吸熱板上部空間的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板，下部的空間設(shè)有進(jìn)風(fēng)口。有效利用太陽(yáng)能吸熱板所采集的熱能，配合一定量電能，實(shí)現(xiàn)光電互補(bǔ)，節(jié)能環(huán)保。主要用于室內(nèi)取暖。
【專利說(shuō)明】室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能利用【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及熱傳導(dǎo)及熱對(duì)流效率的利用技 術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在南方的冬季，宿舍、個(gè)人辦公室等小型面積場(chǎng)所一般沒(méi)有空調(diào)或暖氣可供 取暖，為了提高室內(nèi)溫度，只能使用小太陽(yáng)等耗電量高的電輻射取暖器，消耗了大量電能， 若累積起來(lái)，其消耗量是一個(gè)巨大的數(shù)字。而像暖風(fēng)對(duì)流取暖器，雖然比較節(jié)能，但價(jià)格比 較高，且適用面積也比較大，不太適合用于小型房間。并且，在房間沒(méi)人的時(shí)候，這種太陽(yáng)能 取暖器仍在工作提高房間溫度，基本不消耗電能，它需要解決的問(wèn)題是節(jié)能環(huán)保、提高傳熱 效率。另外，在室內(nèi)這一領(lǐng)域，基本還沒(méi)有這種太陽(yáng)能利用技術(shù)，相較于室外用太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)， 其安裝使用更為方便。 實(shí)用型新內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，它能有效地實(shí)現(xiàn)室 內(nèi)空氣對(duì)流換熱效果。
[0004] 本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖 器，包括外殼、太陽(yáng)能吸熱板和電加熱管，外殼下方的三分之二呈45°傾斜，底端設(shè)置進(jìn)風(fēng) 口，頂端設(shè)置出風(fēng)口，太陽(yáng)能吸熱板置于外殼傾斜部分的內(nèi)部，上方設(shè)有與太陽(yáng)能吸熱板 平行的玻璃蓋板，太陽(yáng)能吸熱板與玻璃蓋板之間設(shè)有空間，下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板；太陽(yáng)能吸 熱板與外殼之間也設(shè)有空間，電加熱管位于太陽(yáng)能吸熱板上方。
[0005] 所述太陽(yáng)能吸熱板上部空間的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板，下部的空間設(shè)有進(jìn)風(fēng)口， 該進(jìn)風(fēng)口設(shè)置為射流孔，擾亂空氣流動(dòng)，提高對(duì)流換熱效果。太陽(yáng)能吸熱板底部所進(jìn)冷風(fēng)先 經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能吸熱板預(yù)熱，再經(jīng)過(guò)電加熱管加熱形成熱風(fēng)，有效節(jié)省電能。
[0006] 所述太陽(yáng)能吸熱板為V型板。
[0007] 所述電加熱管的外殼與太陽(yáng)能吸熱板為一體，采用堅(jiān)直空間設(shè)置，且設(shè)有簡(jiǎn)單的 熱敏傳感測(cè)溫電路，利用傳感器測(cè)量吸熱板溫度，合理控制電加熱管開(kāi)關(guān)。管內(nèi)熱空氣與管 外較冷空氣形成熱壓，以此為動(dòng)力帶動(dòng)氣流流動(dòng)。
[0008] 本實(shí)用新型室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器適用于冬季南方宿舍、個(gè)人辦公室等小 面積房間，可為人們?cè)诤涞亩咎峁┦孢m的溫度。該室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器可在 室內(nèi)沒(méi)有人的時(shí)候預(yù)熱房間，且無(wú)需耗電；在室內(nèi)有人的時(shí)候，經(jīng)過(guò)之前的預(yù)熱，打開(kāi)電源 就可提供更為舒適的暖風(fēng)。在寒冷的陰雨天，通過(guò)電加熱管原件加熱，仍能保證室內(nèi)舒適。 本實(shí)用新型室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)新穎，使用方便，有效利用集熱板 所采集的熱能，配合一定量電能，實(shí)現(xiàn)光電互補(bǔ)，節(jié)能環(huán)保。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)和效果：經(jīng)理論計(jì)算本實(shí)用新型具有一定的節(jié)能效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本實(shí)用新型橫截面示意圖
[0011] 圖2為本實(shí)用新型主視圖
[0012] 圖3為本實(shí)用新型V型板結(jié)構(gòu)示意圖
[0013] 圖4為本實(shí)用新型射流孔結(jié)構(gòu)示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述：
[0015] -種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，包括外殼6、太陽(yáng)能吸熱板3和電加熱管7,外 殼6下方的三分之二呈45°傾斜，底端設(shè)置進(jìn)風(fēng)口 4,頂端設(shè)置出風(fēng)口 5,太陽(yáng)能吸熱板3 置于外殼傾斜部分的內(nèi)部，上方設(shè)有與太陽(yáng)能吸熱板3平行的玻璃蓋板2,太陽(yáng)能吸熱板3 與玻璃蓋板2之間設(shè)有空間，下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板1 ;太陽(yáng)能吸熱板3與外殼6之間也設(shè)有 空間，電加熱管7位于太陽(yáng)能吸熱板3上方。
[0016] 所述太陽(yáng)能吸熱板3上部空間的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板1，下部的空間設(shè)有進(jìn)風(fēng) □ 4。
[0017] 所述太陽(yáng)能吸熱板3為V型板。
[0018] 太陽(yáng)光透過(guò)玻璃蓋板2照射在太陽(yáng)能吸熱板3,吸熱板上涂有吸熱涂層，涂層吸收 太陽(yáng)能使鋁板溫度升高?？諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)風(fēng)口擋板1及射流板上的射流孔4沖擊V型吸熱板， 進(jìn)而使吸熱板熱量傳遞給空氣?？諝馐軣崤蛎洠谙蛏狭魍ǖ倪^(guò)程中，經(jīng)過(guò)電加熱器7的二 次加熱，再次利用熱壓使熱空氣通過(guò)出風(fēng)口擋板5流出，實(shí)現(xiàn)與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱。電加 熱器部分，設(shè)有簡(jiǎn)單的熱敏傳感測(cè)溫電路，利用傳感器測(cè)試吸熱板溫度，合理控制電加熱管 的開(kāi)關(guān)。整體由支撐架8支持固定。
[0019] 1.該取暖器性能的理論分析計(jì)算。過(guò)程主要分為兩大部分：
[0020] ⑴太陽(yáng)能吸熱板部分的自然對(duì)流換熱計(jì)算：通過(guò)搜集資料查取了南方地區(qū)冬季的 太陽(yáng)能輻射量，作為已知參數(shù)，如典型城市的太陽(yáng)能輻射參數(shù)表（略）
[0021] 可以得出中部及南部地區(qū)水平面12月的月平均日輻照量為8MX/(m2 · d)，12月的 月平均每日的日照小時(shí)數(shù)為4. 8h。由此得出12月太陽(yáng)輻射強(qiáng)度
[0022] I = Hht + Sd = 8X 106 + 4· 8 + 3600 = 463W/m2
[0023] 其中：Hht :水平面12月的月平均日輻照量，MX/(m2 · d)
[0024] Sd :12月的月平均每日的日照小時(shí)數(shù)，h
[0025] 設(shè)采用的V型板的技術(shù)參數(shù)：長(zhǎng)度為800mm、寬度為400mm、高度為40mm、厚度2mm、 頂角角度為90°
[0026] 采用簡(jiǎn)化計(jì)算，將V型板自然對(duì)流視為傾斜平表面恒熱流自然對(duì)流換熱
[0027] V型板接收太陽(yáng)福射面積Ai = 0. 8X0. 4 = 0. 32m2
[0028] V 型板總面積 A2 = 0· 45255m2
[0029] 房間玻璃窗透射率τ i = 0· 9
[0030] 太陽(yáng)能玻璃蓋板透射率τ 2 = 〇· 9
[0031] 吸熱板吸收比α= 0.9
[0032] 故 V 型板吸收太陽(yáng)能輻射 Q= IX τ' τ2Χ a XAi = 463X0. 9X0. 9X0. 9X0. 32 =108W 〇 jog ,
[0033] V 型板熱流密度f(wàn) = ;=〇45255 =238.6'
[0034] 室內(nèi)空氣初始溫度t " = 8 °C
[0035] 由于V型板壁溫tw未知，特征溫度tm對(duì)空氣物性值的影響較小，所以特征溫度可 取t m = 10°C，參照特征溫度下空氣的物性值；
[0036] 傾斜平表面恒熱流自然對(duì)流特征數(shù)關(guān)聯(lián)式為：
[0037] 層流[(Gr* · Pr) m = 105 ?1011] = 0.6(G/ · Pr}!;:5
[0038] 湍流[1016> (Gr* · Pr) m>2 X ΙΟ13] Λ，《", = 0.丨 7(0* · Prf
[0039] 其中格拉曉夫數(shù)為 a ,4 9.8 X cos 45' χ-1-χ 238.65 χ 0.84 Gr* ^-^ = 4.756x10? (Θ為V型板傾角，avS Αν2 2,51x10-2 χ(14,16xlO,2 ' + 氣體體積膨脹系數(shù)α,. = +)
[0040] 怒塞爾數(shù)施普朗特?cái)?shù)= 0. 705 Λ
[0041] (Gr* · Pr)m = 4. 756X 10nX0. 705 = 3. 353 X 1011
[0042] 說(shuō)明流動(dòng)狀態(tài)屬于層流
[0043] Num = ^ = 0.6(Gr* · Pr)；f = 0,6 χ (3.353 χ I 〇" f5 = 121.126 Λ
[0044] 對(duì)流換熱系數(shù)/? = m.I26xf = 121.126x^^ = 3.8r/(?2·尤） *cυ·δ
[0045] 由于V型板壁面溫度未知，可先假設(shè)壁面溫度tw = 50°C
[0046] 故自然對(duì)流換熱量 Q = h*A· At = 3.8X0. 45255 X (50-8) = 72. 23W
[0047] (2)電加熱器部分的換熱計(jì)算：
[0048] 根據(jù)南方冬天的氣候環(huán)境，在無(wú)熱源的情況下，室內(nèi)溫度只有5°C -10°C，我們擬 將室內(nèi)溫度提高到16°C左右。
[0049] 根據(jù)以上分析，選取P = 1000W功率的電加熱器，電加熱器與空氣的換熱效率取η =80% 〇
[0050] 故電加熱器實(shí)際傳遞空氣的熱量為
[0051] Q2 = ΡΦ η = 1000相0% = 800W。
[0052] 總體分析如下：
[0053] 空氣經(jīng)該裝置后獲得的熱量為
[0054] Q = Q!+Q2 = 72. 23+800 = 872. 23W
[0055] 對(duì)于一般小型辦公室面積A = 15m2,為改善室內(nèi)舒適度可按熱負(fù)荷每平米60W計(jì) 算則需提供15X60 = 900W的熱量。該裝置能夠提供872W的熱量，基本滿足改善室內(nèi)舒適 度的要求。
[0056] 如果只采用電加熱來(lái)提高室內(nèi)舒適度，換熱效率同樣按80 %算，則在提供872W熱 量的情況下需消耗電能872 + 0. 8 = 1090W。
[0057] 該裝置在提供872W熱量的情況下消耗電能1000W。
[0058] 所以該裝置能夠節(jié)約90W的電能。
[0059] 故最終節(jié)省效率為 90
[0060] η =-X100% = 8.26% 1090
[0061] 故本實(shí)用新型具有節(jié)能效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，包括外殼（6)、太陽(yáng)能吸熱板（3)和電加熱管 (7)，其特征在于：外殼（6)下方的三分之二呈45°傾斜，底端設(shè)置進(jìn)風(fēng)口（4)，頂端設(shè)置 出風(fēng)口（5)，太陽(yáng)能吸熱板（3)置于外殼傾斜部分的內(nèi)部，上方設(shè)有與太陽(yáng)能吸熱板（3)平 行的玻璃蓋板（2)，太陽(yáng)能吸熱板（3)與玻璃蓋板（2)之間設(shè)有空間，下部設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板 (1);太陽(yáng)能吸熱板（3)與外殼（6)之間也設(shè)有空間，電加熱管（7)位于太陽(yáng)能吸熱板（3) 上方。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，其特征在于：所述太陽(yáng) 能吸熱板（3)上部空間的進(jìn)風(fēng)口設(shè)有進(jìn)風(fēng)口擋板（1)，下部的空間設(shè)有進(jìn)風(fēng)口（4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)用太陽(yáng)能與電加熱取暖器，其特征在于：所述太陽(yáng) 能吸熱板（3)為V型板。
【文檔編號(hào)】F24D15/00GK203907752SQ201420243078
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】徐晗, 林成, 李偉乾, 劉伯萬(wàn), 陽(yáng)豪, 蒲杰 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)