[实用新型]一种高性能集热太阳能光热与屋面一体化集成系统

说明书

技术领域

本实用新型主要属于建筑节能，可再生能源源利用技术领域，具体涉及一种高性能集热太阳能光热与屋面一体化集成系统。

背景技术

目前，建筑常用太阳能集热系统主要有以下几类：

1、全玻璃真空管太阳能热水系统主要由外玻璃管、内玻璃管、选择性涂层、真空夹层、吸气剂、支承件等组成。基本原理是通过吸收太阳辐射能转换为热能，热能传递给管内水或者传热介质，与水箱连接。该系统具有系统简单、经济、节能的特点，但体积比较庞大；玻璃管易碎；管中水容易结冻、结垢；不能承压运行；冬季不宜使用；空晒时膜层老化、脱落，吸收效率快速降低；系统热损耗较大，使用寿命短；水箱与集热器连为一体，适合屋顶使用，美观性较差。

2、热管式真空管太阳能热水系统主要由热管、吸热板、玻璃管、金属端板等部件组成。基本原理是涂有太阳选择性吸收膜的吸热板吸收太阳辐射能转化为热能，利用热管内传热工质的气——液相变循环过程，持续将热能传递到冷凝端，再与水箱连接。该系统玻璃管内不走水，处于真空，可以全年运行，提高了工作温度、承压能力和系统可靠性。但热管与吸热板连接工艺难度大、吸热板易受腐蚀、玻璃管易破损，系统热量损耗虽然已有较大程度降低，但总体仍然较大，使用寿命有待提到；通常水箱与集热器合为一体，一般适合屋顶使用，造价颇高。

3、平板型太阳能热水系统通常主要由吸热板、透明盖板、隔热层以及外壳等部件组成。基本原理是太阳辐射透过透明盖板后被吸热板吸收并转换成热能，热能传递给板内的导热工质，使导热工质温度升高作为有效热能输出，与水箱连接。该系统热效率高、整体性好、耐晒性强、能承压运行。但吸热板易受腐蚀、板上吸热涂层工艺复杂、动态特性差、热损较大、整体使用寿命短、造价较高。

4、陶瓷平板型太阳能热水系统主要由陶瓷太阳能集热板、透明盖板、保温层和外壳等部件组成。基本原理为太阳辐射穿过透明盖板后投射在陶瓷板上，被吸收并转换成热能后传递给吸热板内的传热工质，使传热工质温度升高，作为有效热能输出，与水箱连接。该系统以陶瓷板作为吸热体，成本低、强度高、不透水、耐腐蚀、不老化、无毒无害、抗冻、阳光吸收率不衰减、具有长期高效的光热转换效率，使用寿命长可与建筑同寿命。但整体陶瓷大板生产工艺较复杂、安装较复杂，不适合大规模使用。

上述几种太阳能集热、传热、换热过程系统较长、换热工程较复杂，热量损耗大。

近年来，随着能源日益紧缺和环保压力的不断增大，各国都开始力推可再生能源，其中开发和利用太阳能已成为可再生能源中最炙热的一项。目前国内光热已经单独形成了产业化体系，在传统技术中，建筑屋面与太阳能光伏发电系统的安装方式主要为：屋面按设计要求先行施工完成后，再安装成套的高性能集热太阳能光热系统，高性能集热太阳能光热系统作为光热产品单独应用在建筑物、构筑物或者野外宽广的区域。

在上述传统的安装方式中，高性能集热太阳能光热系统采用单件产品，用外加支撑体系与屋面进行安装施工，会产生与建筑屋面不协调、破坏建筑外观的问题，并在施工过程中存在二次施工、破坏原有建筑屋面造成屋面渗漏等质量隐患。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种高性能集热太阳能光热与屋面一体化集成系统，通过将高性能集热太阳能光热系统直接与屋面板装配一体化，达到屋面与高性能集热太阳能光热系统一体化施工、施工速度快、用工少；所述太阳能系统代替了传统的防水层、保温层和屋面瓦，大大降低整个屋面的造价，并使得建筑更美观、更耐用。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种高性能集热太阳能光热与屋面一体化集成系统，所述集成系统包括屋面板以及直接设置于所述屋面板上方的高性能集热太阳能光热系统，所述屋面板通过设置于所述屋面板上的安装件与所述高性能集热太阳能光热系统的固定连接；

所述高性能集热太阳能光热系统包括玻璃罩、集热板、支架、保温板、导热装置和换热水箱；其中所述集热板为中空黑陶瓷集热板，所述导热装置包括与所述集热板一体化连接的超导热管以及与超导热管连接的导热管，所述导热管的两端与所述换热水箱连接。

进一步地，所述集热板由小片黑陶瓷板组成，每个所述小片黑陶瓷片的规格控制在长度小于50cm，宽度小于20cm。

进一步地，所述导热装置还包括铝合金导热夹具、换热管套以及设置在导热管中的传热工质，所述集热板中的每个所述小片黑陶瓷板均通过铝合金导热夹具固定在超导热管上，所述超热导管通过换热管套与所述导热管连接以使集热板吸收的热能迅速传至导热管中的传热工质。