專利名稱：吹脹法太陽能平板式集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于太陽能熱水器所使用的吹脹法平板式集熱器，其包括用吹脹法加工制作的集熱芯板、外殼、內(nèi)殼、保溫層、玻璃蓋板。
背景技術(shù)：
目前，平板式集熱器是太陽能熱水器用于收集太陽光輻射能的一種主要的結(jié)構(gòu)形式，但是目前制作平板式集熱器芯板主要是用紫銅管焊接，制作由排管和集管構(gòu)成的導(dǎo)熱介質(zhì)流道，再將流道用焊接的方式與吸熱板連接。在吸熱板受到陽光輻射，吸收熱量溫度升高后，將熱量傳遞給流道中的導(dǎo)熱介質(zhì)，導(dǎo)熱介質(zhì)溫度升高，作為能量輸出。這種結(jié)構(gòu)加工工藝相對復(fù)雜，更主要的是吸熱板與排管結(jié)合面之間存在間隙，阻礙熱量的傳遞，致使集熱器的熱效率降低。為了提高集熱效率，現(xiàn)在普遍用紫銅管制作排管和集管。紫銅管的價格較高，這又使得集熱器的成本升高，較高的價格阻礙了分體式太陽能熱水器的推廣與普及。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種集熱效率更高，制造技術(shù)成熟，成本相對較低的太陽能集熱器。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型吹脹法太陽能平板式集熱器由外殼、保溫層、 內(nèi)殼、固定螺絲、吹脹法集熱芯板、玻璃蓋板以及導(dǎo)熱介質(zhì)管接口構(gòu)成。吹脹法集熱芯板用兩張鋁板經(jīng)印刷管路圖案、熱軋、冷軋、退火、吹脹、制作接口、 防腐氧化、噴涂選擇性涂層等工序制成。制作好的集熱芯板為一整體，由同一張芯板制作出管道和吸熱板，因而在吸熱板吸收熱量以后，直接向管道傳遞，沒有阻礙傳遞的因素，傳熱效率高。鋁板的價格相對比銅管低得多。管道排列的密疏、長短對生產(chǎn)制造成本影響不大。 因而可以將管路排列設(shè)計的密一些，就加長了管道的長度，流經(jīng)管道的導(dǎo)熱介質(zhì)加熱的時間就相對長，導(dǎo)熱介質(zhì)的升溫速度快，提高了集熱器的效率。在集熱芯板的正面涂有光譜選擇性涂料，提高集熱芯板的吸收率、降低發(fā)射率，是集熱芯板的吸熱效率得以提高。背面噴涂防銹漆或進行噴塑處理。集熱芯板上設(shè)計有排管和集管，排管和集管根據(jù)集熱器的安裝需要，可以橫向排列，亦可以縱向排列。排管的當量直徑8mm，集管的當量直徑20mm。排管主要作用是加熱導(dǎo)熱介質(zhì)，這樣的多根管平行的排列在芯板上，起到了熱能吸收、傳遞的功能。在集熱芯板上的集管起到收集排管流出的導(dǎo)熱介質(zhì)和向排管輸送導(dǎo)熱介質(zhì)的作用。一般有兩根集管，分別和排管的首尾相連接，構(gòu)成了完整的導(dǎo)熱介質(zhì)流道。集管和排管的連接方式是多樣的，如果每根排管的端口都分別和一根集管相連，就是并聯(lián)，如果各排管之間首尾相連后，形成的兩個端口再和集管相連，就是串聯(lián)。當然也可以幾根排管分成一組，先串聯(lián)，在以并聯(lián)形式分別與集管相連。這幾種形式要根據(jù)需要得到的導(dǎo)熱介質(zhì)的溫度、流量決定。玻璃蓋板采用低鐵超白鋼化玻璃制作，玻璃蓋板的透光率要在91%以上，由于鋼
3化玻璃強度高，耐沖擊，可以承受冰雹等的破壞。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作用進一步詳細的說明圖1為本實用新型吹脹法太陽能平板式集熱器的正面主視圖；圖2為本實用新型吹脹法太陽能平板式集熱器的A-A向剖視圖；圖3為本實用新型吹脹法太陽能平板式集熱器的芯板局部剖視圖；圖4為本實用新型吹脹法太陽能平板式集熱器的總管與支管結(jié)合處剖視圖。
具體實施方式
圖1是吹脹法太陽能平板式集熱器的正面視圖，在最上面是玻璃蓋板(7)，下面是集熱芯板(6)，集熱芯板(6)由12支固定螺絲(4)將其固定在內(nèi)殼(14)上。在集熱器的一端(左右均可)有導(dǎo)熱介質(zhì)入口(1)和導(dǎo)熱介質(zhì)出口 O)。圖2是吹脹法太陽能平板式集熱器主視圖圖1沿A-A向的剖視圖。從右向左依次為玻璃蓋板(7)，玻璃蓋板(7)采用低鐵超白鋼化玻璃，全光譜透光率達95%。采用帶膠的密封條(5)將玻璃蓋板(7)固定在外殼上。在玻璃蓋板(7)的右面為集熱芯板(6)。從局部放大視圖圖3可以看出，集熱芯板是由兩層鋁板(10)和(11)制作。集熱芯板(6)采用熱軋吹脹法制作。熱軋吹脹法是一種新工藝，且已經(jīng)比較成熟。制造時，在其中一張鋁板上用絲網(wǎng)印刷的方法，在有管路的地方用石墨印刷出管路的圖案，將另一張鋁板覆蓋在上面，再用熱軋的方法對兩塊鋁板進行軋制。之后再進行冷軋，使鋁板達到要求的厚度。至此，兩塊鋁板間，沒有印刷石墨圖案的地方就依靠分子間的晶格緊緊連接在一起。在有石墨的地方就形成了管路腔。在對軋制好的鋁板進行退火處理之后，用高壓氮氣(2. 5MPa-5MPa)進行吹脹，就形成了管路通道(12)、(13)。其中集熱芯板(6)上的總管(13)當量直徑為20mm， 支管(12)當量直徑為8mm。集熱芯板(6)在完成吹脹加工后，進行防腐氧化處理，在鹽霧試驗箱內(nèi)要達到1000個小時的特性。之后在前表面進行選擇性涂層加工處理，可采用噴涂方法、化學(xué)方法、電化學(xué)方法、真空蒸發(fā)方法、磁控濺射方法等多種加工方法。背面可進行噴塑，做防腐處理。集熱芯板(6)用12只固定螺絲(4)固定在集熱器殼體的內(nèi)殼(14)上。 集熱芯板(6)的前表面離玻璃蓋板(7)的距離在20-30mm。集熱芯板(6)的后表面離內(nèi)殼 (14)的距離在IOmm左右。在內(nèi)殼(14)與外殼(9)之間填充著保溫材料(8)，保溫材料可以采用巖棉保溫氈、玻璃纖維保溫氈、發(fā)泡聚氨酯等，厚度在50mm--80mm，根據(jù)選用的材料不同決定。導(dǎo)熱介質(zhì)入口(1)和導(dǎo)熱介質(zhì)出口(2)用f 22mm Xlmm的紫銅管采用銅鋁焊接與集熱芯板連接，形成外接口。集熱器的長度與寬度的應(yīng)根據(jù)吸收熱量的需要計算決定，在用作陽臺壁掛式太陽能熱水器的集熱器使用時，長度在1900mm-2500mm為宜，寬度在900mm-1200mm間為宜。但是在特殊場合，或做專門用途，長度與寬度可根據(jù)需要設(shè)計。當然，集熱芯板上的管路形式不僅僅局限于圖1中繪制的形式，采用其他形式的管路布置，如折線形式、盤管形式，以及支管數(shù)量的多少，直徑的粗細，只要是采用吹脹法加工的集熱芯板，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用于太陽能熱水器的平板式集熱器，該集熱器由用吹脹法加工制作的集熱芯板 (6)、外殼(9)、保溫層(8)、內(nèi)殼(14)、固定螺絲(4)和玻璃蓋板(7)、密封條(5)構(gòu)成，其特征在于集熱芯板(6)采用吹脹法加工制作而成，在兩塊經(jīng)印刷管路圖案、熱軋結(jié)合在一起的鋁板上，用高壓氣體吹脹形成導(dǎo)熱介質(zhì)流動的管路。
專利摘要本實用新型涉及一種平板式太陽能集熱器，這種平板式太陽能集熱器的集熱芯板用吹脹法加工制作。吹脹法集熱芯板由兩張鋁板(10)、(11)經(jīng)印刷管路圖案、熱軋、冷軋、退火、吹脹、制作接口、防腐氧化、噴涂選擇性涂層處理等工序制成。制作好的集熱芯板(6)為一整體，由同一張芯板用吹脹法制作出管道(12)和吸熱板，因而在吸熱板吸收熱量以后，直接向管道傳遞，沒有阻礙傳遞的因素，傳熱效率高。集熱芯板(6)安裝在由外殼(9)、內(nèi)殼(14)、外殼(9)和內(nèi)殼(14)之間填充的保溫材料(8)、玻璃蓋板(7)構(gòu)成的箱體內(nèi)。集熱芯板(6)用12支螺絲(4)固定在內(nèi)殼上(14)。玻璃蓋板(7)用帶膠的密封條(5)固定蓋在箱體上面。
文檔編號F24J2/50GK202074723SQ201120019898
公開日2011年12月14日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者魏春旺 申請人:魏春旺