[实用新型]具有百叶窗翅片换热结构的高效平板太阳能空气集热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于太阳能热利用及建筑节能技术领域，具体涉及一种利用太阳能加热空气的集热装置。

背景技术

我国北方大多数地区太阳能资源较为丰富，且北方地区气候寒冷，太阳能作为一种清洁可再生能源，在北方地区供暖方面具有较大发展潜力。太阳能空气集热器作为一种加热空气的集热装置，具有价格低廉、运行管理维护操作简便的特点，是一种经济性较好的采暖设备。通常的平板型空气集热器，由于空气的热容较低，且空气侧热阻较大，其集热效率通常只有20%-30%左右(Yang M,Wang P,Yang X,et al.Experimental analysis on thermal performance of a solar air collector with a single pass.Building and Environment2012;56:361-369；张东峰，陈晓峰.高效太阳能空气集热器的研究.太阳能学报，2009(01):61-63)。为此，相关研究人员开发了诸多形式的空气集热器结构来提高空气集热器的效率，因而当前空气集热器的相关专利很多，但真正实用、便于批量生产的较少，主要原因在于以下几点：（1）相当多的太阳能空气集热器内部结构设计复杂（专利公开号：CN201724430U，一种组合叶片式孔板型太阳能空气集热器；专利公开号：CN201322459,一种单层波浪型孔板式平板太阳能空气集热器），相应集热器结构的生产加工工艺繁琐，不便于批量加工生产，限制了其产能和广泛使用；（2）有些空气集热器由于其设计上的构造特殊（专利公开号:CN201909455U，移动式模块化空气集热器；专利公开号:CN201909461U，一种带菱形支撑导流板的太阳能空气集热器），使用的场合有限；（3）一些空气集热器设计的集热效率得到一定幅度提高的同时，由于其内部流道结构造成集热器的风阻阻力较大（专利公开号：CN201637169U，一种具有较高集热效率的太阳能空气集热器；专利公开号：CN201138091，折流式双效加热太阳能空气集热装置），导致与之匹配的风机需要提供的压头过大，也不便于实际工程应用推广。

因此，开发低成本、高效、易于加工生产的平板型太阳能空气集热器，有助于推动太阳能热利用市场的规模化发展，并在一定程度上实现节能减排效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有百叶窗翅片换热结构的高效太阳能空气集热器，能有效提高太阳能的热利用效率，同时易于加工、批量生产。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：一种具有百叶窗翅片换热结构的高效平板太阳能空气集热器，包括金属框架,与金属框架上部固定的玻璃盖板,与金属框架下部固定连接的保温背板，装设在所述保温背板设有与金属框架与玻璃盖板和保温背板围成的密闭空间内的吸热板，及与该密闭空间相连通的进风口和出风口，在所述吸热板底面上沿着集热器长度方向上按一定的间距布置并倾斜固定连接有百叶窗翅片换热结构，该百叶窗翅片换热结构沿着集热器宽度方向的中心线分为第一百叶窗翅片换热单元和第二百叶窗翅片换热单元，所述第一百叶窗翅片换热单元和第二百叶窗翅片换热单元相对称布置在吸热板底面上，第一百叶窗翅片换热单元与第二百叶窗翅片换热单元倾角大小相同，且倾斜方向相反。

进一步地，在靠近进风口处设有复数个呈扇形分布的进口导流片，相邻两个进口导流片之间形成将空气导入百叶窗翅片换热结构的进口导流槽，在靠近出风口处设有复数个呈扇形分布的出口导流片，相邻两个出口导流片之间形成将空气导出百叶窗翅片换热结构的出口导流槽。

进一步地，所述百叶窗翅片换热结构的第一百叶窗翅片换热单元和第二百叶窗翅片换热单元的开窗倾角为20°～30°,开窗间距为50～150mm，开窗长度为开窗间距的1/2～4/5，翅片间距为20～50mm，翅片高度为40～60mm。

进一步地，在位于所述玻璃盖板与吸热板之间并靠近出风口的金属框架侧面开设有一通气孔。

进一步地，所所述的吸热板和百叶窗翅片换热结构的每一个百叶窗翅片均采用铝合金薄板，所述第一百叶窗翅片换热单元和第二百叶窗翅片换热单元分别是由复数个百叶窗翅片阵列构成，每一个百叶窗翅片阵列的翅片形成间断表面，空气流动时在间断表面产生边界层扰流，增大吸热板与流动空气之间的换热面积的同时，增强了流动空气与翅片之间的边界层扰流，从而强化空气侧与吸热板之间的对流传热，每一个百叶窗翅片阵列与吸热板焊接的接触基部为狭长平直形，便于焊接。