專利名稱：陶瓷太陽板集熱器墻面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷制造和陶瓷制品應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是以富含第四周期過渡金屬元 素的工業(yè)廢棄物、天然礦物、化合物和普通陶瓷原料制造低成本、長壽命的表面或整體為黑 色或深色的大尺寸中空陶瓷板用作太陽能集熱器，用于太陽能墻面。
(二)
背景技術(shù)：
太陽能利用主要分為光電利用、光熱利用方式，目前光熱利用主要是太陽能熱水器，太 陽能熱水器分為悶曬式和循環(huán)式，循環(huán)式效率較高，其集熱體主要采用金屬管板式集熱體和 真空玻璃管式集熱體，金屬管板式集熱體也稱作平板式集熱體。兩者均存在以下不足l.金 屬管板式集熱體主要采用銅、鋁等材料，真空玻璃管集熱體結(jié)構(gòu)和制造工藝相對復(fù)雜，以每 平方米吸熱面積計(jì)算兩者的價(jià)格都比較高。2.兩者均采用低溫涂覆的黑色陽光吸收涂料，在 長期的陽光作用下會(huì)有一定程度的老化使陽光吸收率衰減，是導(dǎo)致效率和壽命問題的原因之 一。3.由于材料、結(jié)構(gòu)和成本等原因難與建筑物結(jié)合為一體。
通常太陽能熱水器由支架、太陽能集熱器、儲(chǔ)水箱、管道組成，或由支架、真空玻璃管、 儲(chǔ)水箱、管道組成，所述集熱器一般由外殼、保溫隔熱材料、具有黑色表面的金屬太陽能集 熱體、透明蓋板組成。
目前太陽能熱利用裝置主要是平板太陽能熱水器和真空玻璃管熱水器，平板太陽能熱水 器主要由承重支架、集熱器和水箱構(gòu)成，集熱器由結(jié)構(gòu)層或稱作集熱器外殼、保溫材料、平
板集熱體、透明蓋板組成，平板集熱體一般由金屬制造，與常溫水相比，IO(TC以下的熱水對 金屬有較強(qiáng)的腐蝕性，為耐腐蝕延長使用壽命一般采用銅鋁復(fù)合平板集熱體，以較粗的銅管 為橫管、較細(xì)的銅管為豎管焊接形成水的通道，豎管間隔約10公分，鋁板占據(jù)間隔面積或整 體面積與銅管經(jīng)擠壓等方法復(fù)合為一體，表面覆蓋選擇性或非選擇性太陽能吸收涂料，從集 熱器的斷面看，集熱器是由結(jié)構(gòu)層、保溫層、集熱體、防水層組成的，其中防水層是透明蓋 板， 一般是玻璃或透明塑料，同時(shí)起到防水、透過陽光、形成封閉構(gòu)成溫室效應(yīng)的作用。選 擇性涂料和非選擇性涂料都會(huì)隨時(shí)間而老化，逐步降低陽光吸收率。
真空玻璃管熱水器主要由承重支架、真空玻璃管集熱體和水箱組成，真空玻璃管集熱體 是一粗一細(xì)二根同軸玻璃盲管組合而成， 一頭開口， 一頭封閉，粗細(xì)管之間為真空，內(nèi)管表 面覆蓋選擇性太陽能吸收涂層，水在內(nèi)管中加熱，向水箱輸送熱水。
太陽能是可再生、取之不盡、不危害環(huán)境的綠色能源，又是不穩(wěn)定、稀薄、低密度的能
源。房頂是最容易被陽光照射、離人類最近、面積最大，目前綜合利用率最低、最容易采集、利用陽光的場所和空間。
制造、建造太陽能裝置包括太陽能熱水器、太陽能房頂、太陽房是為了利用太陽能從而 節(jié)約常規(guī)能源，是為了節(jié)能。其衡量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是一臺(tái)(座)太陽能裝置在壽命期間所取得的 全部能量減去制造、建造、維護(hù)、維修這臺(tái)(座)裝置所消耗的全部能量之差，這個(gè)差值可
稱作Q值，Q是正值說明是節(jié)能的，負(fù)值是耗能的，是得不償失的。所取得的能量比較容易 計(jì)算，所消耗的能量應(yīng)包括制造材料、將材料加工成另部件所消耗的能量及制造、維修人員 和相關(guān)人員每天生活所消耗的能源，如冶煉1噸鋼材所耗常規(guī)能量折合約700升石油，從業(yè) 人員家庭耗費(fèi)的煤氣、電力能源等，這些能源消耗比較難以計(jì)算。 一種比較簡單的辦法是以 貨幣量進(jìn)行與采用常規(guī)能源的相應(yīng)裝置的對比，因?yàn)樨泿帕吭诤艽蟪潭壬戏从沉四茉吹南?量，也是社會(huì)公認(rèn)的是否經(jīng)濟(jì)的核算依據(jù)，如一臺(tái)太陽能熱水器只用于提供洗浴熱水，購入 價(jià)3000元，平均10年后報(bào)廢，10年中維修費(fèi)折合耗資500元，3000元的10年利息設(shè)為1000 元，則總支出為4500元，使用一臺(tái)煤氣熱水器，如也只用于提供洗浴熱水，購入價(jià)300元， 平均IO年后報(bào)廢，IO年中購置費(fèi)、維修費(fèi)、煤氣費(fèi)和利息總計(jì)為a元，則對比值為(a-4500) 元。因此任何一臺(tái)(座)太陽能裝置都應(yīng)該使對比值為正值才會(huì)有長期存在價(jià)值和發(fā)展前景。 盡管太陽能利用最應(yīng)該首先采用太陽能房頂、太陽能墻面，但目前太陽能房頂、太陽能 墻面十分罕見，而且多數(shù)是將金屬太陽能集熱器或真空玻璃太陽能集熱器直接安裝在已建造 好的房頂和墻面上，并不是真正意義的太陽能房頂和太陽能墻面。目前太陽能房頂和太陽能 墻面沒有普遍使用，我們認(rèn)為根本原因是其Q值很難實(shí)現(xiàn)大數(shù)值的正值，有的甚至為負(fù)值， 具體原因分析如下
1. 價(jià)格高——金屬管板式和真空玻璃集熱體每平方米售價(jià)為數(shù)百元。
2. 壽命短——金屬和真空玻璃管集熱體一般采用低溫太陽能涂料，陽光吸收率容易衰減，金 屬管板式的銅管焊接口多，焊接口容易腐蝕，涂層性能衰減和焊口腐蝕導(dǎo)致金屬太陽能集熱 器平均壽命約10年左右，真空玻璃管除涂層老化外，還存在真空壽命、玻璃管漏氣、破碎等 因素，我國水源多為硬水，Ca、 Mg離子多，容易產(chǎn)生水堿，水堿絮狀沉淀堵塞玻璃盲管等問 題，各種原因?qū)е抡婵詹ＡЧ芗療崞髌骄鶋勖苍贗O年左右。在IO年左右時(shí)間中一般還需 經(jīng)過多次維修和零件更換，平均壽命10年左右是指采光面積1 2平方米的單臺(tái)太陽能熱水 器而言，如大面積用于房頂、墻面則意味需要經(jīng)常修理，這點(diǎn)對于使用壽命50年至100年以 上的建筑物來說是難以接受的。
3. 平均效率不高——①低溫涂層幾年內(nèi)開始老化，陽光吸收率逐步下降，整個(gè)壽命期間平均 效率不高；②銅材昂貴，管間距離大，鋁板吸收太陽能后橫向傳遞給銅管中的介質(zhì)，平均傳 熱距離30毫米左右。由于結(jié)構(gòu)限制，真空玻璃管管間空隙大，黑色吸收層只占結(jié)構(gòu)面積50%左右，中午陽光強(qiáng)烈，但是中午陽光直射時(shí)大量陽光從管間空隙中穿過，影響了集熱效率。 4.難與建筑結(jié)合——房頂和墻體都由結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層構(gòu)成，太陽能集熱器由結(jié)構(gòu)層、 保溫層、集熱層、防水層(透明層)構(gòu)成，所謂太陽能建筑勢必要求將兩者有機(jī)結(jié)合，盡可 能共用兩者的功能層，才能起到既保持原有建筑的功能又能從中取得太陽能用于建筑物的各 種用能需要，并降低建造成本，如前所述，由于上述兩種集熱體具有各種不足，當(dāng)形成大面 積使用時(shí)其可靠性進(jìn)一步下降，難以設(shè)計(jì)出一種合理的太陽能房頂、墻體結(jié)構(gòu)，即使設(shè)計(jì)出 來也會(huì)出現(xiàn)下述結(jié)果①造價(jià)提高幾倍至十幾倍；②使用可靠性下降，導(dǎo)致這種太陽能建筑 的Q值很難成為較大的正值。因此，在現(xiàn)有的金屬太陽能集熱體、真空玻璃管太陽能集熱體 的基礎(chǔ)上很難建造能被用戶普遍接受、大量使用的太陽能房頂和墻面。
光線的吸收與物質(zhì)的外層電子狀況相關(guān)，目前普遍使用的太陽能涂層多為黑色， 一般由 第四周期過渡元素組成，由于制造方法的原因，其陽光吸收率容易衰減，影響壽命和效率， 陶瓷是高鍵能礦物，性能十分穩(wěn)定，但是以前生產(chǎn)黑色陶瓷必須加入Co、 Cr、 Ni、 Mn、 Fe等 第四周期過渡元素，價(jià)格十分昂貴，長期以來人工配制的Co系陶瓷黑色著色劑的制造必須經(jīng) 過嚴(yán)格的配方，精細(xì)、復(fù)雜的加工才能得到呈色穩(wěn)定的陶瓷黑色著色劑，通常每噸售價(jià)20萬 元左右。
本發(fā)明人申報(bào)并取得的中國發(fā)明專利CN85102464 "黑色陶瓷制品原料的生產(chǎn)方法及其制 品"、CN86104984"—種陶粉末"敘述了以提釩尾渣為原料之一生產(chǎn)各種黑色陶瓷制品的方法， 這種黑色陶瓷稱作釩鈦黑瓷。此發(fā)明又以"陶瓷粉末及其制品"(Ceramrc powder and drticles)為名稱申報(bào)并已取得九國外國發(fā)明專利證書，分別是美國專利4737477、日本專 利1736801、英、法、德、奧地利專利(歐洲專利局)0201179、澳大利亞專利578815、新加 坡專利1009/91、芬蘭專利81336和香港專利1077/1991。 二十世紀(jì)80年代后期本發(fā)明人申 報(bào)了 "黑色陶瓷太陽瓦"、"黑色陶瓷攔板式太陽能集熱器"、"黑色陶瓷太陽能房頂"、"黑色 陶瓷太陽能集熱盒"、"帶有承插接口的黑色陶瓷太陽能集熱瓦"、"黑色陶瓷太陽能遠(yuǎn)紅外開 水器"、"陶瓷儲(chǔ)水箱"、"復(fù)合水泥板"、"陶瓷套管式紅外元件"、"黑色陶瓷紅外椅"等專利。
2006年5月25日至2007年3月27日本發(fā)明人申報(bào)了 "復(fù)合陶瓷中空太陽能集熱板的 制造方法"、"一種新型太陽能房頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)和材料"、"陶瓷太陽板"、"陶瓷太陽板集熱器的制 造和安裝方法"、"在陶瓷太陽板上復(fù)合立體網(wǎng)狀黑瓷陽光吸收層的方法"、"黑瓷復(fù)合陶瓷太 陽板"、"陶瓷中空板膠結(jié)成型方法及其應(yīng)用"、"陶瓷太陽能風(fēng)道"、"陶瓷太陽能集熱場熱水 發(fā)電裝置"等中國發(fā)明專利。
所述的提釩尾渣是釩鈦磁鐵礦經(jīng)熔煉得到含釩鐵水，含釩鐵水經(jīng)吹煉得到釩渣，釩渣加 入輔料進(jìn)行焙燒，將焙燒料進(jìn)行濕法浸取提釩鹽，提取釩鹽后所剩余的作為廢棄物的殘?jiān)礊樘徕C尾渣。
提釩尾渣富含第四周期過渡金屬元素，如(Fe203+Fe0) 50-70、 Ti0 5-9、 Mn0 4-7、 Cr203 0. 002-3、 V2050. 2—2、 Si0212-26、 Al2032_4、 CaO 0. 9—2、 MgO 0. 6—2、 Na20 2—6、 K20 0. 012-0. 12， 提釩尾渣在常溫下和經(jīng)不同溫度的高溫焙燒直至經(jīng)熔融過程，始終為純黑色。
目前我國年產(chǎn)出提釩尾渣約30萬噸，主要產(chǎn)地是四川、河北、遼寧等，代表性企業(yè)是攀 枝花鋼鐵公司、承德第二化工廠、錦州釩業(yè)公司等。提釩尾渣富含F(xiàn)e、 Cr、 Mn、 V、 Ti等第 四周期元素復(fù)雜化合物，占總重量的80%左右，是一種十分特殊的工業(yè)廢棄物，其中任何一 種成分的提取和利用均遠(yuǎn)不如相應(yīng)天然礦物的經(jīng)濟(jì)性，而他們的集合體卻是一種十分穩(wěn)定的 陶瓷黑色著色劑，提釩尾渣不僅是穩(wěn)定的陶瓷黑色著色劑，而且其本身也是優(yōu)良的黑色瓷器 原料，百分之百的提釩尾渣就可以生產(chǎn)理化性能優(yōu)良、光熱轉(zhuǎn)換性能突出的釩鈦黑瓷制品， 其陽光吸收率0.9。
釩鈦黑瓷發(fā)明于1984年，1985年4月1日開始申報(bào)專利，1986年通過技術(shù)鑒定，釩鈦 黑瓷可以制造中空太陽能集熱板、遠(yuǎn)紅外輻射元件、藝術(shù)品、建筑裝飾板等，其中目前產(chǎn)量 最大的是釩鈦黑瓷建筑裝飾板，目前主要產(chǎn)地是廣東、上海，代表性企業(yè)是佛山市東鴻陶瓷 廠，上海宏基特種陶瓷公司等。我國陶瓷建筑裝飾板(陶瓷墻地磚)產(chǎn)量居世界首位，年產(chǎn) 量40億平方米占世界總產(chǎn)量50%左右，由于釩鈦黑瓷裝飾板使用大量提釩尾渣，以前占用大 量堆場，成為提釩廠沉重負(fù)擔(dān)的提釩尾渣目前售價(jià)己達(dá)160-300元/T。全國提釩尾渣產(chǎn)出廠 因此獲得年純收入上千萬元，釩鈦黑瓷裝飾毛板800X800X12 mm，零售價(jià)25元/m2，出廠價(jià) 約17元/m2，年銷售額數(shù)億元。20世紀(jì)80年代、90年代初以石膏模注漿成型方法試制300 X300毫米釩鈦黑瓷中空太陽板上萬平方米，制造和使用釩鈦黑瓷太陽能熱水器數(shù)百臺(tái)以上， 直接建造于房頂上的釩鈦黑瓷太陽能熱水器近千平方米，采用磚、水泥外框、菱苦土外框、 水缸儲(chǔ)水箱和專門制造的陶瓷儲(chǔ)水箱，目的是逐步發(fā)展成為釩鈦黑瓷太陽能房頂。300X300 毫米釩鈦黑瓷太陽板單板面積0.09平方米，容水量0.9kg，單層玻璃單板悶曬時(shí)水溫可達(dá) 100°C，在1987年山東省太陽能熱水器全省評(píng)比中釩鈦黑瓷太陽能熱水器獲一等獎(jiǎng)，釩鈦黑 瓷太陽能熱水器加熱前后的水質(zhì)經(jīng)檢測未發(fā)現(xiàn)可見的變化，使用io年以上的太陽板無退色、 腐蝕、老化等跡象，但是石膏模注漿成型釩鈦黑瓷中空太陽板方法，成型效率低、消耗大量 石膏、成型大尺寸太陽板成品率低下，小尺寸板接頭過多，安裝繁瑣，難以發(fā)展成為大規(guī)模 工業(yè)化生產(chǎn)方法，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣使用。
大面積的太陽能集熱器可以為普通家庭提供空調(diào)、暖氣、熱水，陶瓷太陽板生產(chǎn)成本低 廉，可能建造大面積太陽能集熱器，我國城鎮(zhèn)戶均房頂面積約15平方米，向陽墻面約10 15平方米，農(nóng)村戶均房頂面積約100平方米，向陽墻面約40平方米，公共建筑也具有大面積的房頂和向陽墻面，也需要空調(diào)、取暖和熱水，所以提出和建造陶瓷太陽板集熱器墻面具 有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的以普通陶瓷原料和陶瓷黑色物質(zhì)低成本生產(chǎn)表面或整體黑色或深色的大 尺寸中空陶瓷板，單板面積可大于0.5m2，用于太陽能墻面為建筑提供致冷、暖風(fēng)、熱水。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明所述的普通陶瓷原料主要是指瓷土、石英、長石，多數(shù)陶瓷制品有一定的白度要 求，所以限制使用含鐵量過高的原料，大尺寸中空陶瓷板表面或整體為黑色或深色，無白度 要求，可以采用含鐵量較高的原料，所以原料來源更廣泛，原料成本更低。
本發(fā)明所述的陶瓷黑色物質(zhì)是指提釩尾渣、富含第四周期過渡金屬元素除提釩尾渣以外 的工業(yè)廢渣、富含第四周期過渡金屬元素的天然礦物、富含第四周期過渡金屬元素的化合物、 化工產(chǎn)品、富含第四周期過渡金屬元素的傳統(tǒng)陶瓷黑色著色劑。
本發(fā)明所述的大尺寸中空陶瓷板以形狀、材質(zhì)和用途分類。以形狀分類時(shí)，大尺寸中空 陶瓷板分為多孔陶瓷板、半通孔陶瓷板、通孔陶瓷板、封口陶瓷板，以材質(zhì)分類時(shí)，大尺寸 中空陶瓷板分為復(fù)合陶瓷板和均質(zhì)陶瓷板，復(fù)合陶瓷板是指黑瓷表面層與以普通陶瓷原料制 造的瓷質(zhì)基體經(jīng)高溫?zé)Y(jié)復(fù)合為一體的大尺寸中空陶瓷板，均質(zhì)陶瓷板是指整體為黑色或深 色的大尺寸中空陶瓷板，以用途分類時(shí)，大尺寸中空陶瓷板分為大尺寸中空陶瓷太陽板、大 尺寸中空陶瓷遠(yuǎn)紅外輻射板、大尺寸中空陶瓷建筑暖氣散熱板。
以普通陶瓷原料經(jīng)常規(guī)陶瓷原料處理方法制成泥料，采用多孔模具由真空擠制機(jī)擠制方 法成型、經(jīng)加工成為多孔、半通孔、通孔、封口中空陶瓷板素坯，以提釩尾渣或(和)其他 富含第四周期過渡金屬元素的工業(yè)廢渣或(和)富含第四周期過渡金屬元素的天然礦物或(和) 富貪第四周期過渡金屬元素的化合物或(和)陶瓷黑色著色劑加入或不加入普通陶瓷原料磨
制成泥漿，將泥漿覆蓋在上述中空陶瓷板素坯表面，經(jīng)干燥、燒成為黑瓷復(fù)合陶瓷板、立體 網(wǎng)狀黑瓷復(fù)合陶瓷板，或以除提釩尾渣以外的其他富含第四周期過渡金屬元素的工業(yè)廢渣或 (和)富含第四周期過渡金屬元素的天然礦物或(和)富含第四周期過渡金屬元素的化合物 或(和)陶瓷黑色著色劑與普通陶瓷原料經(jīng)常規(guī)陶瓷原料處理方法制成泥料，采用多孔模具 由真空擠制機(jī)擠制方法成型、經(jīng)加工、干燥、燒成為多孔、半通孔、通孔、封口的均質(zhì)陶瓷 板，上述復(fù)合陶瓷板、立體網(wǎng)狀黑瓷復(fù)合陶瓷板、均質(zhì)陶瓷板統(tǒng)稱大尺寸中空陶瓷板，將具 有進(jìn)出口的陶瓷端頭板與通孔陶瓷板膠結(jié)成為膠結(jié)型封口陶瓷板，將若干封口陶瓷板進(jìn)出口 串接或?qū)⑷舾啥嗫滋沾砂濉胪滋沾砂?、通孔陶瓷板、大尺寸中空陶瓷板附件?jīng)膠接或套
接串聯(lián)成為大尺寸中空陶瓷板縱列，將隔熱保溫材料結(jié)合在大尺寸中空陶瓷板或大尺寸中空陶瓷板縱列的底部和四周形成陶瓷太陽板集熱盒，上面覆蓋透明蓋板則成為陶瓷太陽板集熱 器和陶瓷太陽板集熱器縱列，大尺寸中空陶瓷太陽板集熱器和大尺寸陶瓷太陽板集熱器縱列 可用于陶瓷太陽能熱水器、陶瓷太陽能房頂、陶瓷太陽能風(fēng)道發(fā)電裝置、陶瓷太陽能集熱場 熱水發(fā)電裝置，大尺寸中空陶瓷板可用作陶瓷遠(yuǎn)紅外輻射板和陶瓷建筑暖氣散熱板。
通常建筑主要由基礎(chǔ)、框架、墻、門、窗、樓板、房頂構(gòu)成，簡易建筑由基礎(chǔ)、墻、門、 窗、房頂構(gòu)成，墻的主要功能是防風(fēng)、防雨、防日曬、隔熱、保溫、承重、裝飾，墻可分為 結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層、裝飾層或分為墻體、墻面等，隨著能源形勢的變化，近年來對建 筑節(jié)能提出日益苛刻的要求，對墻的保溫性能、墻、窗面積比例提出了新的要求，傳統(tǒng)墻壁 由墻體和墻面構(gòu)成，現(xiàn)代建筑墻壁主要由結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層、裝飾層構(gòu)成。
本發(fā)明人己經(jīng)提出"陶瓷太陽板集熱器的制造和安裝方法"發(fā)明專利申請，是將隔熱保 溫材料結(jié)合在大尺寸中空陶瓷板或大尺寸中空陶瓷板縱列的底部和四周形成陶瓷太陽板集熱 盒，上面覆蓋透明蓋板則成為陶瓷太陽板集熱l^或陶瓷太陽板集熱器縱列。
在原有建筑的向陽墻壁上或新建建筑的向陽墻壁的結(jié)構(gòu)層上安裝呈方格狀的型材，將陶 瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列鑲嵌在型材構(gòu)成的方格中，在型材上固定壓板條， 壓住陶瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列，敷設(shè)上、下流體匯集管構(gòu)成陶瓷太陽板集 熱器墻面，所述的壓板條由硅橡膠條和金屬板條組成或?qū)⒐柘鹉z復(fù)合在金屬板條的下面組成 復(fù)合壓板條，所述的向陽墻壁是垂直的墻壁或與水平面成一定角度的墻壁。
大尺寸中空陶瓷板的成本、壽命、效率目前一噸普通瓷質(zhì)實(shí)心毛板約600元，鑄鐵3000 元，鋼材4500元，鋁材24000元，銅材70000元，瓷質(zhì)材料價(jià)格低廉是由于原料儲(chǔ)量大、分 布廣泛、運(yùn)距短、加工溫度可低于120(TC、加工工藝簡單，金屬材料價(jià)格昂貴是由于原料儲(chǔ) 量少、有效含量低、運(yùn)距遠(yuǎn)、加工溫度約160(TC、或需電解冶煉、加工工藝復(fù)雜，這些因素 是難以改變的。目前800X800X12 mm釩鈦黑瓷裝飾毛板生產(chǎn)成本可低于17元/m2，大尺寸中 空陶瓷板總厚15 40nrni，壁厚1 5咖，從原料種類、單位面積原料用量、成型方法和效率、 干燥燒成的能耗、設(shè)備種類、相同產(chǎn)量的廠房面積、用工數(shù)量等方面衡量比較，可以認(rèn)為當(dāng) 兩者均采用大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，兩者的生產(chǎn)成本具有可比性。
瓷質(zhì)材料理化性能十分穩(wěn)定，不腐蝕、不老化、不退色、無毒、無害、無放射性，只要 所選擇制造的產(chǎn)品不必承受或制定使用規(guī)則使其避免承受強(qiáng)烈的機(jī)械沖擊和熱沖擊，則其使 用壽命可以上百年或更長。
大尺寸中空陶瓷板的壁厚可以達(dá)到1 5mm，太陽板、紅外輻射板、暖氣板的使用均與熱
傳導(dǎo)有關(guān)，盡管陶瓷材料是熱的不良導(dǎo)體，但由于壁薄、熱傳導(dǎo)距離短，所以大尺寸中空陶 瓷板仍具有較高的效率，由于黑瓷表面層光熱性能穩(wěn)定，使其在很長的壽命期間具有較高的平均效率。
面對非常分散、十分稀薄、低能量密度而總量巨大的太陽能，只有努力進(jìn)行技術(shù)突破， 盡力尋找一種非常廉價(jià)、很長壽命、高效率的材料、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方式才有可能經(jīng)濟(jì)、有效、 廣泛的利用太陽能，使其成為大規(guī)?？商娲茉?。大尺寸中空陶瓷板的研發(fā)和大量應(yīng)用是太 陽能成為大規(guī)模可替代能源的有效途徑之一。
陶瓷太陽板集熱器主要由陶瓷太陽板、保溫隔熱材料、透明蓋板組成，可與墻壁或房頂 共用隔熱層、防水層，從而降低總造價(jià)，有利于實(shí)現(xiàn)太陽能建筑一體化。
(四)


以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的特點(diǎn)
圖1表示陶瓷太陽板集熱盒，即未裝透明蓋板的陶瓷太陽板集熱器的材料、形狀和結(jié)構(gòu)。 圖2表示陶瓷太陽板集熱器以軟管、管箍相連接的方式。
圖3表示大管口陶瓷端頭板、大管口陶瓷套接端頭板、通孔陶瓷板、半通孔陶瓷板、多孔陶 瓷U型套接接頭、單孔陶瓷套接接頭膠結(jié)而成的陶瓷太陽板縱列。
圖4表示由陶瓷太陽板集熱器、陶瓷太陽板集熱器縱列、Q型材、壓板條、上下水管構(gòu)成的
陶瓷太陽板集熱器墻面。
圖中
I——陶瓷太陽板 2——保溫隔熱材料 3——不銹鋼管箍 4——耐老化的軟質(zhì)連接管 5——大管口陶瓷端頭板6——通孔陶瓷板7——多孔陶瓷U型套接接頭
8——半通孔陶瓷板 9——單孔陶瓷套接接頭 10——大管口彈性套接端頭板
II——膠粘劑 12——陶瓷太陽板熱水器縱列 13——陶瓷太陽板集熱器
14——壓板條 15——上行水管16——窗 17——下行水管18——固定螺絲 19——透明蓋板 20——墻壁或墻壁結(jié)構(gòu)層21——Q型材
(五) 具體實(shí)施方案 實(shí)施例
1.某6層住宅樓處于緯度37度地區(qū)，夏天最高氣溫38'C，冬天最低氣溫-l(TC，戶均面積 90平方米，戶均有效南墻面積14平方米，房頂15平方米，安裝陶瓷太陽板集熱器墻面13 平方米，陶瓷太陽板集熱器房頂14平方米，共用1000 kg水箱一個(gè)，與吸收式空調(diào)機(jī)配套，
房頂采用陶瓷太陽板集熱器縱列，南墻窗下采用陶瓷太陽板集熱器，窗的兩側(cè)采用陶瓷太陽 板集熱器縱列，南墻面上安裝厚度為1毫米彩鋼板制造的Q型材構(gòu)成方格，包圍集熱器和集
熱器縱列，復(fù)合硅橡膠的壓板條用自攻絲螺絲上在Q型材頂端壓住集熱器和縱列，夏天多云 或晴天，水溫可達(dá)70 9(TC，開動(dòng)空調(diào)房間氣溫可達(dá)到25'C以下，冬天放掉集熱器中的水，白天小型風(fēng)機(jī)使集熱器中的熱空氣經(jīng)過水箱中熱交換器與房間中空氣循環(huán)，室溫達(dá)18 25'C， 夜間房間中空氣經(jīng)過水箱中熱交換器進(jìn)行循環(huán)，室溫達(dá)15 2(TC， 一年四季用戶均可使用水 箱中的熱水或溫水。
2. 如實(shí)施例1所述的住宅樓為24層，房頂?shù)奶沾商柊寮療崞鲀H供房頂一、二層居民使用， 其余住戶采用戶均13平方米的陶瓷太陽板集熱器墻面，各戶可為1間房間提供夏季空調(diào)和冬 季暖風(fēng)及熱水或溫水。
3. 如實(shí)施例1所述的6層住宅樓處于緯度40度、海拔1000米日照充沛的中國甘肅省境內(nèi)， 夏日室溫可達(dá)22r以下，冬日白天室溫可達(dá)20 25匸，夜間可達(dá)18 22'C。
4. 如實(shí)施例l所述的6層住宅樓處于緯度25度地區(qū)，無論冬夏均可采用陽光加熱的熱水為 能源提供空調(diào)和取暖。
5. 緯度42度的中國北方農(nóng)村地區(qū)，單層農(nóng)居采用35平方米陶瓷太陽板集熱器墻面， 一面坡 的100平方米陶瓷太陽板集熱器縱列房頂，使用3000 kg水箱，夏天采用熱水致冷，冬天采用 熱風(fēng)取暖， 一年四季可以不使用補(bǔ)充能源。
權(quán)利要求
1.陶瓷太陽板集熱器墻面，其特征在于在原有建筑的向陽墻壁上或新建建筑的向陽墻壁的結(jié)構(gòu)層上安裝呈方格狀的型材，將陶瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列鑲嵌在型材構(gòu)成的方格中，在型材上固定壓板條，壓住陶瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列，敷設(shè)上、下流體匯集管構(gòu)成陶瓷太陽板集熱器墻面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷太陽板集熱器墻面，其特征在于所述壓板條由硅橡膠條和金屬 板條組成或?qū)⒐柘鹉z復(fù)合在金屬板條的下面組成復(fù)合壓板條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷太陽板集熱器墻面，其特征在于所述的向陽墻壁是垂直墻壁或 與水平面成一定角度的墻壁。
全文摘要
“陶瓷太陽板集熱器墻面”涉及陶瓷制造和陶瓷制品應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，具體說是以富含第四周期過渡金屬元素的工業(yè)廢棄物、天然礦物、化合物和普通陶瓷原料制造低成本、長壽命的表面或整體為黑色或深色的大尺寸中空陶瓷板用作太陽能集熱器，用于太陽能墻面。在原有建筑的向陽墻壁上或新建建筑的向陽墻壁的結(jié)構(gòu)層上安裝呈方格狀的型材，將陶瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列鑲嵌在型材構(gòu)成的方格中，在型材上固定壓板條，壓住陶瓷太陽板集熱器或陶瓷太陽板集熱器縱列，敷設(shè)上、下流體匯集管構(gòu)成陶瓷太陽板集熱器墻面。以普通陶瓷原料和陶瓷黑色物質(zhì)低成本生產(chǎn)表面或整體黑色或深色的大尺寸中空陶瓷板，單板面積可大于0.5m²，用于太陽能墻面為建筑提供致冷、暖風(fēng)、熱水，所以提出和建造陶瓷太陽板集熱器墻面具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
文檔編號(hào)F24J2/04GK101303173SQ20071001462
公開日2008年11月12日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者修大鵬, 曹樹梁, 楊玉國, 王啟春, 石延嶺, 濱 蔡, 許建麗, 許建華, 谷勝利 申請人:曹樹梁