[发明专利]一种太阳能空气集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特指一种以平板太阳能集热器作为热源，结合加热空气的装置构成的一种太阳能空气集热器。

背景技术

太阳能空气集热器是一种利用空气为介质的太阳能集热装置,非常适用于太阳能建筑采暖、除湿、工农业物料干燥等领域。与真空管型太阳能集热器相比，平板型太阳能空气集热器具有结构简单、阳光拦截面积大、密封要求低、不需防冻、清洁、响应快等优点，但也存在热损失大、集热效率低等缺点。如何进一步提高平板型太阳能空气集热器的集热效率，一直是科研人员追求的目标。

平板型太阳能空气集热器主要由透明盖板、吸热板、保温壳体三部分组成。工作时，涂有选择性吸收涂层的吸热板将太阳辐射转化为热能，热量通过导热和对流传给流动的空气。由于空气从进口到出口（通常位于吸热板斜对角线的两端）倾向于走最短路径，而且空气受热后会发生浮力对流，因此气流很难均匀流过吸热板上方各点。因此，平板型太阳能空气集热器由于气流容易“短路”致使加热不均，使空气不能高效地与吸热板换热，成为影响其集热效率的主要因素。

针对平板型太阳能空气集热器的上述问题，已有若干种改进措施。例如：专利“一种双通道波形芯板太阳能空气集热器”（专利公开号CN200986333），其特征是吸热板的上方和下方将集热腔分隔成两个加热通道，增加了空气在集热器中加热的路径，同时采用波型集热芯片增大了集热面积并加强空气的扰动。专利“折流式双效加热太阳能空气集热器”（专利公开号CN101178260A），在吸热板和保温底板之间采用密闭的加热风道，在加热风道上方又设置真空保温的集热管，使气体在加热风道和真空集热管之间做二次循环流动，以便获得更好的换热。

上述专利的实施都对提高太阳能空气集热器的热效率有一定的效果，但空气和吸热板之间仍属于传统的板掠式对流换热，热效率的提高幅度较小。

发明内容

为了均匀充分利用太阳能集热器吸热板上的热能，增加集热器加热空气的效率，本发明提出以下技术方案。

本发明提出一种太阳能空气集热器，该装置由介质进口、介质出口、进风口、出风口、外壳、蛇形弯管构成，蛇形弯管通过介质进口、介质出口与外部的太阳能集热器介质管道相连通，蛇形弯管由铜管弯曲盘绕制成，由上到下分为若干层。空气从进风口进入后，垂直于蛇形弯管接触吸热，从出风口流出。蛇形弯管前后盘绕成蛇形，并且折叠成上下的若干层，相邻的铜管之间留有相等的间隙，间隙大小在1至2厘米，整个蛇形弯管包覆在外壳内部。装置的进风口处接有风机。蛇形弯管内部充有沸点在30℃左右的导热介质。

通过利用太阳能集热器介质管内的低沸点导热介质向本装置的蛇形弯管传热，可以充分利用太阳能集热器的热量，蛇形弯管经过多次弯曲可以提供充足的换热面积，使得空气吸热更加迅速。

附图说明

下面集合附图，对本发明作进一步说明。

图1是该装置的外观示意图。

图2是该装置的A-A面剖视图。

图3是该装置的B-B面剖视图。

图4是该装置的C-C面剖视图。

图中所标部位分别为：1、介质进口；2、介质出口；3、进风口；4、出风口；5、蛇形弯管；6、外壳。 

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的进风口3处外接风机，介质进口1和介质出口2接有太阳能集热器作为热源。蛇形弯管5通过介质进口1和介质出口2与太阳能集热器连通，内部充有30℃的导热介质。阳光充足时，介质吸热汽化后，从介质进口1进入蛇形弯管5，放热冷凝后经介质出口2流回太阳能集热器。在风机的作用下，空气从进风口3流入本装置，垂直于蛇形弯管5接触并吸热，成为热空气，然后从出风口4吹出。