[发明专利]充分利用采光面的锚桩结构太阳能系统及其陶瓷太阳板

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用系统，涉及太阳能集热体，陶瓷太阳板的结构，特别涉及锚桩结构陶瓷太阳能房顶、锚桩结构陶瓷太阳能系统、陶瓷太阳板的组成、材料、结构和施工工艺。

背景技术

一般房顶是实心房顶，由上下防水层、保温层、找平层组成，采用湿法施工，一般斜房顶采用各种瓦片作为上防水层。这些结构都比较复杂，施工过程比较长，消耗材料、人工工时比较多，成本比较高。通常在现有房顶上安装的太阳能集热器或称作太阳能集热系统结构也很复杂，材料昂贵，建造成本很高。

一般太阳能热水器由内装集热体的集热器、水箱、支架、控制系统等组成，将组装好的太阳能热水器安装在房顶上以取得热水。

与传统太阳能热水器、传统太阳能热水系统相比，锚桩结构陶瓷太阳能房顶、锚桩结构陶瓷太阳能系统成本低、寿命长、效率高。

现有的“锚桩结构陶瓷太阳能集热系统”、“玻璃中空房顶”、“可用于热空气发电的玻璃中空房顶”锚桩结构陶瓷太阳能集热系统的技术方案中在上下陶瓷太阳板之间总是存在一个空挡，空挡中没有陶瓷太阳板，太阳能没有得到充分利用，降低了锚桩结构陶瓷太阳能集热系统的效率，并且阳光直接照射空挡中的保温材料，使保温材料容易老化，缩短了锚桩结构陶瓷太阳能集热系统使用寿命。

发明内容

本发明的目的是改进锚桩结构陶瓷太阳能房顶、锚桩结构陶瓷太阳能系统、陶瓷太阳板的组成、材料、结构和施工工艺，消除上下陶瓷太阳板之间的空挡，提高效率、延长寿命。

本发明是这样实现的：

传统太阳能集热体主要是真空玻璃管和金属管板(平板集热体)，陶瓷太阳板也是平板集热体，传统平板式太阳能集热器一般是用铝合金框、底板、平板集热体组成的，成本比较高。陶瓷太阳能利用系统针对新建的斜房顶和平房顶采用两种使用方式，一种是在新建的斜房顶的混凝土板的四周设置边框，中间设置台阶条框架，形成混凝土框架结构，横向台阶条框架上有缺口，上下陶瓷太阳板的管口在缺口处连接，如图1、图2所示；另一种是在平房顶上以钢架支撑斜钢板，在钢板上安装薄彩钢板台阶条框架结构，上下陶瓷太阳板的管口在缺口处连接。台阶条框架结构可以固定陶瓷太阳板，台阶条框架结构的顶面用于支撑透明盖板，透明盖板一般采用钢化玻璃板。

陶瓷太阳板全称黑瓷复合陶瓷太阳板，黑瓷复合陶瓷太阳板的基体是普通陶瓷，表面层是黑瓷，即其基体是用普通陶瓷原料制造的陶瓷中空板，表面层是黑瓷或是黑色、粗糙、布满微小孔洞的黑瓷，这种表面层也称作立体网状黑瓷表面层。

陶瓷太阳板的表面层黑瓷，是普通黑瓷或钒钛黑瓷或废渣黑瓷或矿物黑瓷；普通黑瓷是指采用陶瓷工业长期使用的传统黑色陶瓷着色剂与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；钒钛黑瓷是指采用提钒尾渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；废渣黑瓷是指采用除提钒尾渣以外的其他富含第四周期过渡金属元素的工业废渣与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷；矿物黑瓷是指采用富含第四周期过渡金属元素的工业矿物与其它陶瓷原料的混合物制造的黑瓷。

陶瓷太阳板是中空平板，在对角上各有一个凸管口，为增加陶瓷太阳板承受内压力的强度，中空平板上相隔一定距离有加强筋，加强筋将中空平板分隔成多条水道，板的下端有下水道，板的上端有上水道，为有利于水流运动，一般采用纵向水道，上下水道即上下横水道用于分流和汇集水流，为提高阳光吸收率，在上表面即面对阳光的表面烧结黑瓷层，粗糙、布满微小孔洞的黑瓷层具有更高的阳光吸收率。如图3所示。

陶瓷太阳能集热系统采用传统结构或者采用混凝土台阶条框架结构或彩钢板台阶条框架结构，这些结构都比较复杂，施工过程比较长，消耗材料、人工工时比较多。为此发展了锚桩结构，锚桩结构就是用锚桩件代替台阶条，每片陶瓷太阳板下面有两根锚桩件同样可以起到固定陶瓷太阳板，支撑透明盖板的作用，而结构大为简化，大幅度提高施工效率，成本明显下降，如图4、图5所示。

陶瓷太阳能集热系统运行原理是这样的，保温水箱可以容纳全系统的水量，没有阳光时全部水在保温水箱中，陶瓷太阳板和高于满水箱水面的管道中没有水；控制器是这样设计的：房顶陶瓷太阳板温度高于水箱水温8℃时，水泵启动上水循环进行加热，当水箱水温接近陶瓷太阳板温度或达到100℃时，水泵停止运行，全部水回落到水箱中；由于任何原因陶瓷太阳板温度高于水箱水温30℃以上时，水泵不会启动，陶瓷太阳板中没有水。平时全部水在保温水箱中，减少了能量损失，避免冬天冻坏陶瓷太阳板和管道。