專利名稱：一種釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能房頂，特別是涉及一種釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂。
背景技術：
太陽能是一種清潔、高效的新能源。開發利用太陽能資源，是解決當前日益嚴峻的 能源短缺、環境污染問題的優選途徑之一。目前主要有兩種形式利用太陽能資源，一種是太陽能的光熱應用，提供熱水滿足 人們的用水和采暖需求。一種是太陽能的光伏應用，將太陽能光轉化為電，滿足照明及動力 設備的能源需求。其中，太陽能光熱轉換技術較成熟，產業化進程也較領先。建筑物頂部容易獲得陽光，因而人們一直希望實現太陽能利用與屋頂建筑的一體 化。目前的太陽能房頂主要分為兩類一類是在房頂上安裝太陽能熱水器，實現太陽 能的光熱轉換。但是太陽能熱水器結構較復雜，成本較高，影響建筑物的整齊和美觀，容易 損壞屋頂的防水層，難以實現太陽能與建筑的一體化。另一類是通過在每座獨立住宅建筑 上分別安裝并網或離網的光伏發電系統，實現太陽能的光電轉換。但是結構復雜，造價不 菲。本發明提供了一種簡易實用的釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂，通過簡單的結構安 排和釩鈦功能光熱轉換涂層的利用，直接安裝于現有房頂，實現太陽能與建筑的一體化。

發明內容
本發明目的在于提供一種涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層的太陽能房頂。本發明涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層的太陽能房頂裝置的制備(1)功能光熱轉換涂層材料的納米添加劑為納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化 鋁、納米氧化鐵等材料的一種或幾種。(2)原材料預處理提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為30% _100%，采用 氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成粒徑0. 1 μ m 5. 0 μ m的超微粉，氣流粉碎后的超微粉 經超聲波振動篩分選料；其中超微粉粒徑優選為4. 1 μ m 4. 9 μ m，2. 5 μ m 4. 0 μ m或 0. 9 μ m 2. 0 μ m。(3)釩鈦功能光熱轉換涂層材料制備將上述(2)的物料按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制 成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中粉料、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為 30-60 0-5 15-40 15-40。其中的無機納米粘結劑可以是市場上買到的材料。本發明中光熱轉換涂層的主要 原材料是提釩尾渣，釩鈦磁鐵礦經熔煉得到鐵水和釩渣，釩渣焙燒后提釩，提釩后的工業棄 渣即是提釩尾渣。
改變添加劑的種類和比例，可制成不同陽光吸收率、遠紅外輻射率、光熱轉換效率 的釩鈦功能光熱轉換涂層材料。(4)在太陽能房頂裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層在大型簡易平板循環水裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層，將需涂覆光吸收涂 層的表面清潔，運用浸漬提拉法、刷涂法或噴涂法等工藝在表面上涂覆一層釩鈦功能光熱 轉換材料。本發明的特點提供了一種簡易實用的釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂，通過簡單 的結構安排和釩鈦功能光熱轉換涂層的利用，可直接安裝在現有房頂，實現與太陽能與建 筑的一體化。本專利發明的太陽能房頂結實耐用、成本低廉，滿足人們生活用熱水的需求， 適用于我國廣大的農村地區。


圖1釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂示意圖其中1_大型簡易平板循環水裝置(上表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層)；2-出 水口 ；3-進水口 ；4-水垢及污物排放口 ；5-水箱；6-進水管；7-出水管；8-儀表控制顯示 盤；9-用戶水池；10-水箱控制系統；11-水循環泵；12-循環水裝置控制系統。
具體實施例方式A.太陽能房頂結構件制造和安裝；B.釩鈦功能光熱轉換涂層材料制備；C.在太陽 能房頂裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層；D.光熱轉換涂層常溫固化；E.光熱轉換涂層 密封保護。太陽能房頂結構件包括大型簡易平板循環水裝置、水箱、上下水管路、溫度和水 量控制系統。(1)大型簡易平板循環水裝置大型簡易平板循環水裝置的形狀為薄片狀長方 體，包括長方體外殼、進出水口、水循環泵、水垢污物排出口，具體見附圖。大型簡易平板循 環水裝置安裝在向陽面的屋頂上，以螺栓、卡具等方式固定。裝置的長和寬可根據屋頂面積 調整，盡可能大的占全向陽屋頂平面，厚度根據用戶用水量及使用水溫制造。大型簡易平板 循環水裝置的材質可以為馬口鐵、不銹鋼、鍍鋅板、銅合金、鋁合金、塑料或玻璃等。在大型 簡易平板循環水裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層，受陽光照射的裝置表面溫度升高， 底面溫度相對較低，裝置內水產生溫差，利用熱水上浮冷水下沉的原理，使水循環而形成生 活所需熱水。(2)水箱根據大型簡易平板循環水裝置的水量，在房頂最上方安裝水箱。(3)上下水管路在大型簡易平板循環水裝置和水箱之間、水箱和用戶水池之間 安裝上下水管路。(4)控制系統在大型簡易平板循環水裝置靠近水箱處通過電路連接安裝溫度傳 感器和液位傳感器等，在用戶水池處安裝儀表控制顯示盤。當循環水裝置內水溫高于水箱 內水溫時，循環泵可自動啟動；用戶也可以根據自身需要，手動控制循環泵是否啟動。B.釩鈦功能光熱轉換涂層材料由納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鐵等材料的一種或幾種，制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料納米添加劑。提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為70 %，采用氣流粉碎 工藝技術將物料粉碎成超微粉。氣流粉碎后的超微粉經超聲波振動篩分選料。將上述粉碎后的物料按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制 成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中粉料、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為 50 0. 1 25 24.9。C.在太陽能房頂裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層在大型簡易平板循環水裝置上表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層，將需涂覆光吸收 涂層的表面清潔，運用浸漬提拉法、刷涂法、噴涂法等工藝在表面上涂覆一層釩鈦功能光熱 轉換材料。D.光熱轉換涂層常溫固化釩鈦功能光熱轉換涂層表面在常溫空氣中固化數小時至一天。E.光熱轉換涂層密封保護釩鈦功能光熱轉換涂層常溫固化后，運用浸漬提拉法、刷涂法、噴涂法等工藝，在 其表面涂覆一層無機納米SiO2、建筑用透明防水材料或陶瓷密封蠟作為密封保護劑，以提 高其使用壽命。本發明中的釩鈦功能光熱轉換涂層材料能夠在馬口鐵、不銹鋼、鍍鋅板、銅合金、 鋁合金、玻璃、塑料等材料表面形成附著力強、堅固、細微多孔的黑色涂層。成本低廉、表面 涂覆工藝簡便、光熱轉換效率高(光吸收率可達95-99. 99%)、抗老化效果好(壽命可長達 20年以上)。根據季節氣候及光照條件不同，白天循環水裝置內水溫可以達到20°C-50°C左 右，夜間無陽光照射時水溫不會降低，仍能保持生活用水所需溫度。用戶可及時查看溫度、 水量等信息，控制循環泵是否啟動。結實耐用、成本低廉，能夠滿足人們生活用熱水的需求， 適用于我國廣大的農村地區。
權利要求
一種釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂，其特征在于在太陽能房頂裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層，即在大型簡易平板循環水裝置表面涂覆釩鈦功能光熱轉換涂層；所述釩鈦功能光熱轉換涂層是將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成釩鈦功能光熱轉換涂層材料，其中超微粉、納米添加劑、水、無機粘結劑的重量比為30 60∶0 5∶15 40∶15 40；納米添加劑為納米氧化鈦、納米氧化鋅、納米氧化鋁、納米氧化鐵材料中的一種或幾種；超微粉是提釩尾渣與陶瓷材料按照比例混合，其中提釩尾渣的比例為30％ 100％，采用氣流粉碎工藝技術將物料粉碎成粒徑0.1μm～5.0μm超微粉，氣流粉碎后的超微粉經超聲波振動篩分選料。
2.如權利要求1所述的光熱轉換太陽能房頂，其特征在于其中提釩尾渣與陶瓷材料的 比例為70%。
3.如權利要求1或2所述的光熱轉換太陽能房頂，其特征在于其中超微粉、納米添加 劑、水、無機粘結劑的重量比為50 0. 1 25 24.9。
4.如權利要求1或2所述的光熱轉換太陽能房頂，其特征在于其中超微粉粒徑為 4. lym~4. 9ym,2. 5ym~4. OyrngJcO. 9ym~2. Oym 。
5.如權利要求3所述的光熱轉換太陽能房頂，其特征在于其中超微粉粒徑為4.Ιμπι 4. 9 μ m，2. 5 μ m 4. 0 μ m $ 0. 9 μ m 2. 0 μ m。
全文摘要
本發明提供了一種簡易實用的釩鈦功能光熱轉換太陽能房頂，通過簡單的結構安排和釩鈦功能光熱轉換涂層的利用，可直接安裝在現有房頂，實現與太陽能與建筑的一體化。所述釩鈦功能光熱轉換涂層是將粉碎后的超微粉按照比例加入納米添加劑、水和無機粘結劑混合攪拌制成的。
文檔編號E04D13/18GK101994370SQ20101057233
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者張新宇, 畢大川 申請人:北京前沿科學研究所