一种三角形太阳能热风供暖装置

技术领域

本发明涉及太阳能热利用、供暖技术领域，具体涉及一种太阳能热风供暖装置。

背景技术

我国北方农村住宅存在采暖能耗大、室内热舒适性差等问题,对北方农宅进行节能改造可有效降低能源消耗、提高农户生活品质。农宅低能耗改造技术分为主动节能技术与被动节能技术，被动式节能主要包括外围护结构的绝热保暖、建筑断桥改造、被动式太阳房等，主动式节能技术主要包括太阳能热风供暖技术，生物质能与地热能利用技术、高效空气源热泵供暖技术等。其中，太阳能热风供暖技术由于具有空气热容小、系统启动块，系统结构简单，无需防冻，无需考虑承压，易于与建筑结合等优点，在村镇建筑采暖中得到广泛应用。对于农宅建筑，南墙窗户与门面积占比较大，太阳能热风供暖装置的可用安装面积有限，如何使用有限的南墙可用面积使集热器的集热量最大化，是太阳能热风供暖装置应用于农宅需解决的一个关键问题。

发明内容

本发明针对农宅建筑南墙可用面积有限的问题，提出一种三角形太阳能热风供暖装置。该新型的太阳能热风供暖装置相比于传统的太阳能热风供暖装置在同样南墙占用面积下，通过倾斜渗透型吸热体增大了集热面积、与空气的换热面积以及辐射量，从而提高了太阳能热风供暖装置的集热量；该太阳能热风供暖装置流道截面积大，在一定的空气流量下，流速较小，空气与吸热体的换热时间更长，空气出口温度更高；特有的三角形结构的外壳体强度更高，无需风道连接，且可以落地式安装，易于与农宅建筑一体化；该太阳能热风供暖装置内部空间较大，可以安装大容量相变蓄热模块，解决太阳能间歇性和不稳定性对太阳能热风供暖装置的影响，实现集热蓄热一体化。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种三角形太阳能热风供暖装置，该装置包括外壳，所述外壳的形状为楔形，所述外壳的后面板覆盖有保温层，所述外壳的相对的两个侧面板的形状为三角形，所述外壳的前面板为透明盖板；所述外壳后面板的上端设有进风口，所述外壳后面板的下端设有出风口，在所述出风口处设有风机，所述风机的内侧设有相变蓄热模块；所述外壳内自外壳后面板上的进风口的下方至外壳前面板的底部设有S形弯折状的渗透型冲孔平板吸热体，所述渗透型冲孔平板吸热体包括N段板体，N为≤5的奇数，最下面一段板体与所述相变蓄热模块的换热通道垂直。

进一步讲，本发明所述的太阳能热风供暖装置，其中，所述外壳的前面板与后面板的顶部相交，所述外壳的前面板和后面板的底部高度平齐、且与外壳的底面板相交。

所述相变蓄热模块包括多块平行布置的相变蓄热板，由相邻相变蓄热板之间的距离形成了换热通道；每块相变蓄热板均包括铝箔板，所述铝箔板内封装有石蜡。

由多块平行布置的相变蓄热板构成的所述相变蓄热模块的后侧面与所述外壳的后面板贴合，所述相变蓄热模块的底面与外壳的底面板贴合，所述相变蓄热模块的两侧面分别与外壳的两侧面板贴合，所述相变蓄热模块的前面与所述渗透型冲孔平板吸热体最下面一段板体基本平行。

所述渗透型冲孔平板吸热体的板体材质为0.15mm厚的304不锈钢，板体上冲孔的开孔率为8％～12％、孔径为4mm；所述板体表面涂有选择性吸收涂层。

所述保温层的材质为玻璃棉或挤塑聚苯板；所述透明盖板的材质为超白钢化玻璃或聚碳酸酯。

所述外壳后面板、前面板、侧面板和底板的材质均为1.2mm厚的镀锌钢板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的太阳能热风供暖装置，将透明盖板与渗透型冲孔平板吸热体倾斜放置，增大了集热面积与换热面积，且相比于平行南墙放置，太阳入射角更小，单位面积得到的太阳辐射量更大。

(2)本发明的太阳能热风供暖装置，其中具有较大的流道横截，使得空气在一定的流量下流速较低，延长了空气与渗透型冲孔平板吸热体的换热时长，提高了空气出口温度，有更好的供暖效果；

(3)本发明的太阳能热风供暖装置采用三角形结构方便落地式安装，无需风道与农宅连接，易于与农宅建筑一体化；装置倾角可以综合考虑当地太阳高度角，以及与农宅建筑一体化的和谐、美观来确定。

(4)本发明的太阳能热风供暖装置，拥有更大的内部空间，可以安装大容量的相变蓄热模块；相变蓄热模块安装于出风口位置，在蓄热过程中与出风口温度较高的空气换热，蓄热速率更快；在放热过程中空气与蓄热模块换热后直接进入室内，且蓄热模块由保温层包裹，热损失较小。

附图说明

图1为本发明提出的太阳能热风供暖装置示意图；

图2为图1所示太阳能热风供暖装置的工作原理示意图。

图中：1-渗透型冲孔平板吸热体，2-保温层，3-透明盖板，4-外壳，5-进风口，6-出风口，7-风机，8-相变蓄热模块

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1所示，本发明提出的一种三角形太阳能热风供暖装置，该装置包括外壳4，所述外壳4的形状为楔形，所述外壳4的后面板覆盖有保温层2，所述外壳4的相对的两个侧面板的形状为三角形，即所述外壳4的前面板与后面板的顶部相交，所述外壳4的前面板和后面板的底部高度平齐、且与外壳4的底面板相交，所述外壳4的前面板为透明盖板3；所述外壳4后面板的上端设有进风口5，所述外壳4后面板的下端设有出风口6，在所述出风口6处设有风机7，所述风机7的内侧设有相变蓄热模块8；所述外壳4内自外壳后面板上的进风口5的下方至外壳前面板的底部设有S形弯折状的渗透型冲孔平板吸热体1，所述渗透型冲孔平板吸热体1包括N段板体，N为≤5的奇数，本实施例中，N＝3。最下面一段板体与所述相变蓄热模块8的换热通道垂直。

本发明中，所述相变蓄热模块8包括多块平行布置的相变蓄热板，由相邻相变蓄热板之间的距离形成了换热通道；每块相变蓄热板均包括铝箔板，所述铝箔板内封装有石蜡。如图2所示，由多块平行布置的相变蓄热板构成的所述相变蓄热模块8的后侧面与所述外壳4的后面板贴合，在所述相变蓄热模块8的后侧面上设有用于容纳风机7的凹槽；所述相变蓄热模块8的底面与外壳4的底面板贴合，所述相变蓄热模块8的两侧面分别与外壳4的两侧面板贴合，所述相变蓄热模块8的前面与所述渗透型冲孔平板吸热体1最下面一段板体基本平行。

本发明中，所述渗透型冲孔平板吸热体1的板体材质为0.15mm厚的304不锈钢，板体上冲孔的开孔率为8％～12％，本实施例中的开孔率为10％，孔径为4mm，且表面涂有选择性吸收涂层，其材料厚度低，有利于降低吸热体重量，同时加工工艺成熟，加工精度高，成本低。所述保温层2的材质为玻璃棉或挤塑聚苯板；所述透明盖板3的材质为超白钢化玻璃或聚碳酸酯。所述外壳4后面板、前面板、侧面板和底板的材质均为1.2mm厚的镀锌钢板。

如图2所示，将本发明所述的三角形太阳能热风供暖装置以落地式安装于农宅建筑南墙外，安装时，在建筑南墙上开设与该装置进风口5和出风口6位置对应的通孔。

该装置在日间工作时，太阳辐射透过透明盖板3，由渗透型冲孔平板吸热体1吸收，温度升高。打开风机7后室内空气由进风口5吸入装置外壳4的腔体内，图2中箭头示出了空气的流向，空气在三角形太阳能热风供暖装置中自上而下穿过渗透型冲孔平板吸热体1的S形弯折布置的板体上的通孔，空气在穿透过程中与渗透型冲孔平板吸热体1对流传热，温度上升，最后从相变蓄热模块8的换热流道穿过，空气穿过换热流道的过程中进一步与相变蓄热模块8对流换热，然后由出风口6进入室内。

装置在夜间工作时，空气由进风口5吸入装置外壳4的腔体内，空气从相变蓄热模块8流道中穿过吸收热量，温度升高后由出风口6进入室内。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。