[发明专利]一种钒钛功能光热转换太阳能房顶

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

本发明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。

发明内容

本发明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。

本发明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0.1μm～5.0μm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4.1μm～4.9μm，2.5μm～4.0μm或0.9μm～2.0μm。

(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。本发明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。

本发明的特点：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。本专利发明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。