(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210842757.X (22)申请日 2022.07.18 (66)本国优先权数据 202210503667.8 202 2.05.10 CN (71)申请人 山东建筑大学 地址 250101 山东省济南市历城区临港开 发区凤鸣路10 00号 (72)发明人 谢晓娜　崔萍　刘妙坤　 (74)专利代理 机构 青岛仟航知识产权代理事务 所(普通合伙) 37289 专利代理师 赵艳红 (51)Int.Cl. F24S 10/50(2018.01) F24S 10/95(2018.01) F24S 23/77(2018.01)F24S 25/12(2018.01) F28F 13/06(2006.01) F28F 13/10(2006.01) F28G 7/00(2006.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种太阳能集热器及其 地下建筑系统 (57)摘要 本发明涉及一种太阳能集热器及其地下建 筑系统， 所述集热器包括板式集热器和反射镜， 上部柱体是弹性部件， 通过 弹性部件 可以使得流 体流动的时候冲刷上部柱体， 上部柱体会脉动性 的摆动， 从而 促进除垢， 振动导致扰流作用， 也能 强化传热。 本发明通过上述设置， 可保证换热管 束内的压力平衡， 避免部分换热管束承压太大而 导致爆管。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 115111788 A 2022.09.27 CN 115111788 A 1.一种太阳能集热器， 所述集热器包括板式集热器和反射镜， 所述集热器包括位于底 部的下部部分和位于上部的上部部分， 上部部分和下部部分都是板状结构， 上部部分位于 下部部分上部， 所述下部部 分包括第二板和 第一板， 第二板位于第一板上部， 所述第二板的 下表面上设置向下延伸的支柱， 其特征在于， 上部柱体是弹性部件， 通过弹性部件可以使得 流体流动的时候冲刷上部柱体， 上部柱体会脉动性的摆动， 从而促进除垢， 振动导致扰流作 用， 也能强化传热。 2.如权利要求1所述的集热器， 上部柱体可以是弹簧。 3.如权利要求1所述的集热器， 沿着上部部分内的流体流动方向， 上部柱体的弹性越来 越大。 4.如权利要求3所述的集热器， 沿着上部部分内的流体流动方向， 上部柱体的弹性越来 越大的幅度不断增 加。 5.如权利要求1所述的集热器， 第 一板的上表面上设置向上延伸的下部柱体， 所述下部 柱体构成下部柱体阵列， 所述第二板和第一板形成封闭的下部部分， 下部柱体阵列和支柱 共同构成下部部分的液体回流部分， 支柱之间的间隙大于下部柱体之间的间隙， 在下部柱 体之间产生毛细驱动力； 所述上部部分包括盒体和位于盒体上部的上盖， 所述盒体包括从 盒体底壁向上延伸的上部柱体； 所述上盖上设置进口和出 口； 所述反射镜反射太阳光到集 热器下部 部分的底部 。 6.一种地下建筑， 所述地下建筑包括太阳能利用系统， 所述太阳能利用系统包括权利 要求1‑5之一所述的集热器。 7.一种地下建筑围护结构热传导建模和计算方法， 包括地下空间， 所述地下空间包括 空间周围的建筑围护结构， 所述方法包括以下步骤： 步骤1： 基于有限容积法进行传热计算， 选择三维 非稳态导热 无内热源微分控制方程： 并设置各边界条件； 其中参数表示如下： t表示地下空间温度， τ表示时间， x,y,z表示地下空间坐标， ρ 表示地下空间材料密度， cP 表示地下空间材 料定压比热， λ表示 地下空间材 料导热系数； 步骤2： 区域离散化， 给出数值离散方程， 建立方程的方法为控制容积法中的热平衡法， 假设(i,j,k)为内节点， 由热平衡法中外节点法可以得到， 当dx＝dy＝dz时： 步骤3： 建立节点物理量代数方程， 为了方便研究， 对地下建筑计算区域的网格节点进 行编码； 选取坐标轴x轴 、 y轴和z轴， 建立数 学模型； 步骤4： 判断计算节点所在区域： 节点位于土壤区域时， 应用土壤热物性参数； 节点位于 建筑围护结构区域1、 2时， 应用对应围护结构区域1、 2的热物性 参数； 步骤5： 使用MATLAB进行程序计算， 得到地下建筑围护结构内表面平均温度和热流； 根 据牛顿冷却公式和傅里叶定律计算得到围护结构名义传热系数； φ＝hin(tw‑tf)权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115111788 A 2其中参数表示如下： φ表示墙体内表面的热流密度； tw表示墙体内表面温度； tf表示室 内空气温度； hin表示墙体内表面与室内空气的对流换热系数； K表示围护结构名义传热系 数； t0表示室外空气温度。 8.根据权利要求7所述的一种地下建筑 围护结构热传导建模和计算方法， 其特征在于， 所述步骤1具体为： 室外地表边界条件为第三类边界条件： 土壤深处为恒温层边界条件： t|z＝C＝tg,m 地下区域四个 远场绝热边界条件： 地下建筑室内表面 边界条件： 式中λ为各边界材料的导热系数， hout为室外表面对 流传热系数， tf为空气温度； tg,m为当 地室外地表面年平均温度， C为恒温层深度； Bx,By为远场边界与中心点的距离； hin为室内表 面对流传热系数， tin为室内空气温度， Lx,Ly为室内边界与中心点的距离 。 9.根据权利要求7或8所述的一种地下建筑围护结构热传导建模和计算方法， 其特征在 于， 所述步骤2具体为： 编号为(i,j,k)的节点周边有6个相邻节点， 过(i,j,k)与各相邻节点连线的重点做界 面， 围成的长方体作为研究对象， 根据这个长方体的热平衡列出节点方程如下： 内部节点 为： 室外地表面 边界节点 为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115111788 A 3