專利名稱：一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于集熱器制造領(lǐng)域，涉及太陽能集熱器的制造和設(shè)計，具體涉及一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)。更進(jìn)一步地，涉及一種集熱器板芯集管與排管的連接結(jié)構(gòu)，以及流道與吸熱板之間的連 接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
平板太陽能集熱器主要是由吸熱板芯，涂覆在吸熱板芯上表面的太陽能選擇性吸收涂層，與吸熱板芯焊接的排管，透明蓋板，隔熱保溫層和外殼構(gòu)成，排管兩端各焊接有一集管，熱傳導(dǎo)介質(zhì)是在安裝完成后再充入集管、排管中，熱傳導(dǎo)介質(zhì)從排管一端的一集管進(jìn)行一次分配后流入各排管內(nèi)與吸熱板芯進(jìn)行換熱后再從設(shè)置在排管另一端的另一集管流出，熱傳導(dǎo)介質(zhì)在集管、排管中流動進(jìn)行吸熱。由于現(xiàn)有流道生產(chǎn)均采用銅質(zhì)管道，焊接處年久后易產(chǎn)生銅綠，不僅影響水質(zhì)，更重要的是影響到焊接處的壽命及密封性。而在流道與吸熱層的焊接中，現(xiàn)有的超聲波焊接及激光焊接都是直接對吸熱板與排管焊接加工，易造成焊破、焊裂現(xiàn)象，從而使產(chǎn)品報廢。因此，需要對現(xiàn)有平板太陽能集熱器進(jìn)行改造，進(jìn)而克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的平板太陽能集熱器的缺陷，組織力量進(jìn)行攻關(guān)，提出了一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，該技術(shù)不僅僅克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，還具有熱效率更高、使用壽命更長的效果。依據(jù)本實用新型的技術(shù)方案，提供一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，其包括吸熱板804、多個排管802、集管801和多個導(dǎo)熱板805，在吸熱板804表面上涂覆有太陽能選擇性吸收涂層803，排管802和集管801為設(shè)置在吸熱板804下部的傳熱介質(zhì)流道，導(dǎo)熱板805與排管802 —一對應(yīng)并且各個導(dǎo)熱板805分別包覆每個排管802 ;吸熱板804、多個排管802、集管801和多個導(dǎo)熱板805為不銹鋼材料制造。優(yōu)選地，排管802與集管801之間采用不銹鋼材料加工焊接，集管801的翻孔高度均為lmm-3mm，排管802與集管801之間配合間隙均不超過O. 15mm。優(yōu)選地，排管802與集管801之間連接處均須鍍上一層過渡性材料鎳；在連接處使用鋁質(zhì)包覆件進(jìn)行包覆。更優(yōu)選地，集管801外徑尺寸在Φ22—Φ 25mm之間，而排管802外徑尺寸在Φ 12一 Φ 14mm之間；集管801和排管802的單壁厚度均在O. 5mm一O. 6mm之間，連接配合間隙不超過O. 15mm,集管801和排管802以垂直90度進(jìn)行拼接安裝。集管801翻孔尺寸在Φ 11一 Φ 13mm,翻孔高度不大于3_。本實用新型所述的平板集熱器板芯及其不銹鋼流道的連接結(jié)構(gòu)的有益效果是通過上面所述的連接結(jié)構(gòu)及焊接工藝，將集管與排管更好的連接在一起，加以實施真空釬焊工藝技術(shù)，以及流道與吸熱層的連接結(jié)構(gòu)和超聲波焊接工藝及相關(guān)焊接工藝，使得流道的耐腐蝕性強(qiáng)，壽命更長，安全性、密封性更高，成本更經(jīng)濟(jì)。

圖I是本實用新型所述的流道結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型所述的流道第一種集管與排管連接結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型所述的流道第二種集管與排管連接結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實用新型所述的流道第三種集管與排管連接結(jié)構(gòu)圖。圖5是本實用新型所述的流道第四種集管與排管連接結(jié)構(gòu)圖。圖6是本實用新型所述的流道第五種集管與排管連接結(jié)構(gòu)圖。 圖7是本實用新型所述的包覆件與吸熱板的焊接示意圖。圖8是本實用新型所述的集熱器板芯結(jié)構(gòu)的整體示意圖。圖9是本實用新型所述的集熱器板芯結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
具體實施方式
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案如下提供一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，其中流道可以為不銹鋼或其他耐腐材料。該工藝能夠讓板芯集管與排管在焊接前的安裝更方便、快捷、實用，真空釬焊(或其他釬焊)工藝使焊處綜合性能更優(yōu)，避免虛焊、焊裂、焊漏現(xiàn)象，更能做到防腐抗凍；同時，能減少其他焊接工藝帶來的輔助加工工序。包覆件與吸熱板直接接觸焊接更能增加吸熱面積，確保得熱效果，避免與排管直接焊接而造成的因焊破焊裂而泄漏液體的現(xiàn)象。本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，具有耐高溫、低溫，抗磨、抗腐蝕，可塑性好、耐氧化等顯著優(yōu)點(diǎn)，雖說在以往的平板集熱器的設(shè)計中曾很多地部分考慮過平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，但是現(xiàn)有技術(shù)中的平板太陽能集熱器沒有使用本實用新型的流道結(jié)構(gòu)；并且現(xiàn)有技術(shù)的在太陽能集熱器之外使用的流道結(jié)構(gòu)與本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)具有很大區(qū)別。此外，現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能集熱器沒有使用本實用新型的焊接工藝確保連接處的焊接牢靠及密封質(zhì)量，焊接過程也會損害到周邊材質(zhì)的表面效果及特質(zhì)特性,加上不銹鋼材料的導(dǎo)熱性相對銅質(zhì)偏低，因此在該行業(yè)中目前沒有哪家能夠真正得以實施，而本實用新型中正是借鑒公司前身在不銹鋼領(lǐng)域強(qiáng)厚的技術(shù)底蘊(yùn)，結(jié)合近年來對平板太陽能行業(yè)技術(shù)的認(rèn)真摸索，將不銹鋼表面采用鎳基鍍膜技術(shù)，鍍上一層過渡性材料-鎳，從而使得不銹鋼集管與排管連接處安裝的真空焊料AgCu28很好的熔化在兩管的接合間隙當(dāng)中，待其冷卻、凝固后，連接處的牢固性、密封性、耐腐蝕性均得到很好的保證。同時也采取增加鋁質(zhì)包覆件的方法解決了不銹鋼導(dǎo)熱性相對差一點(diǎn)的問題，通過不斷的試驗與研發(fā)，終于克服了不銹鋼材料在平板太陽能集熱器芯流道不能使用不銹鋼材料，以及使用不銹鋼材料但卻不能實現(xiàn)連接處的焊接處理，尤其是無損害焊接等工藝方法，取得了意想不到的技術(shù)效果；有效避免虛焊、漏焊帶來的產(chǎn)品質(zhì)量問題，安全可靠，壽命長，耐腐蝕性好，同規(guī)格情況下，不銹鋼材質(zhì)流道所制作的集熱器比現(xiàn)有銅制流道的集熱器要輕1-2公斤，從兩種材料的市場行情來看，不銹鋼更趨經(jīng)濟(jì)。下面參照附圖，對本實用新型做出詳細(xì)說明。[0022]參照圖8，本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)包括表面上具有太陽能選擇性吸收涂層803的吸熱板804、設(shè)置在吸熱板804下部的傳熱介質(zhì)流道即排管802與集管801，還包括將所述排管包覆的各個導(dǎo)熱板805 ;流道的材料為不銹鋼(或其他耐腐材料)，該流道的排管802與集管801之間采用五種新型連接結(jié)構(gòu)，并在各連接處放置真空焊料，全部應(yīng)用真空釬焊工藝進(jìn)行焊接。其中，排管802與集管801之間，采取五種不同的連接結(jié)構(gòu)參照圖2，如圖所示的排管與集管之間連接的第一種結(jié)構(gòu)形狀，集管801沖孔后翻孔，翻孔后內(nèi)徑與排管802外徑相同，高度為l_3mm，將排管802前端直接插入到集管801的孔中，集管內(nèi)放置定位件，確保排管802插入深度不超過集管801內(nèi)壁2mm ；參照圖3，如圖所示的排管與集管之間連接的第二種結(jié)構(gòu)形狀，集管801沖孔后翻孔，翻孔后外徑同排管802內(nèi)徑相同，翻孔高度約為lmm-2. 8mm且讓排管802前端直接將集管801翻孔后高出部分全部包住。參照圖4，如圖所示的排管與集管之間連接的第三種結(jié)構(gòu)形狀，排管802前端
3-5mm處進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔后的排管802內(nèi)徑與集管801翻孔后的外徑相同，翻孔高度約為l-3mm讓排管802前端直接將集管801翻孔后高出部分全部包住。參照圖5，如圖所示的排管與集管之間連接的第四種結(jié)構(gòu)形狀，先將排管802前端處進(jìn)行縮孔,縮孔后的排管802外徑比排管802原有外徑小O. 8mm-1. Imm ;然后將
集管801進(jìn)行沖孔和翻孔，集管801翻孔后的尺寸與排管802縮孔的尺寸相同，最后就可將縮孔好的排管802直接插入到翻好孔的集管801中，連接間隙處使用焊料填充。參照圖6，如圖所示的排管與集管之間連接的第五種結(jié)構(gòu)形狀，先將排管802前端
4-7mm處由內(nèi)向外進(jìn)行滾筋,滾筋尺寸比排管802原有外徑大2mm即可,筋的寬度在2_5mm,后將集管801進(jìn)行沖孔、翻孔，翻孔后內(nèi)徑尺寸與排管802外徑尺寸相同，翻孔高度約為l-3mm，最后就可將排管802直接插入到翻好孔的集管801中。上述五種結(jié)構(gòu)的共性特點(diǎn)是在集管與排管均采用不銹鋼材料加工，集管翻孔高度均為3mm左右，配合間隙均不超過O. 15mm，兩管連接處均須鍍上一層鎳，以利于真空焊料AgCu28的熔合吸附，焊接均采用真空釬焊工藝。優(yōu)選地，集管801外徑尺寸一般在Φ22 — Φ25πιπι，而排管802外徑尺寸則是Φ 12一 Φ 14mm ;集管801和排管802的單壁厚度均在O. 5mm一O. 6mm之間,連接配合間隙不超過O. 15mm，集管801和排管802以垂直90度進(jìn)行拼接安裝。集管801翻孔尺寸在Φ11—Φ 13mm,翻孔高度不大于3mm,否則容易造成材料破裂。在本實用新型中，可以采用壓緊式、卡壓式集管與排管結(jié)構(gòu)。壓緊式利用金屬排管與集管內(nèi)的O型圈壓緊密封，該結(jié)構(gòu)壽命短，連接不牢固，強(qiáng)度不夠。卡壓式以帶有特種密封圈的承口管件連接管道，用專用工具壓緊管口而起到密封和緊固的作用。同樣該結(jié)構(gòu)壽命短，連接不牢固，強(qiáng)度不夠。進(jìn)一步地，本實用新型的連接結(jié)構(gòu)很好的為真空釬焊工藝的高合格率提供了保障，同時連接處過渡自然，無明顯凸出部位，保證了介質(zhì)的最佳流動效果，焊接后的流道連接牢固、密封性強(qiáng)、壽命長、抗溫耐磨。如圖7所示，平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)中的集管801與排管802與吸熱板804之間的連接通過Ω形狀鋁質(zhì)導(dǎo)熱板805與鍍有吸熱涂層的鋁質(zhì)吸熱板804貼合，貼合后在導(dǎo)熱板805兩側(cè)采用超聲波焊接工藝或滾焊工藝，實現(xiàn)與吸熱板804牢固結(jié)合。在排管外表采用Ω形狀鋁質(zhì)包覆件，在與排管緊密貼合的情況下中間加一過渡傳熱物質(zhì)，在兩側(cè)采用超聲波焊接工藝或滾焊與鋁質(zhì)的吸熱板焊接，很好的解決了現(xiàn)有吸熱板與排管直接焊接造成的流道焊破焊裂而漏液體現(xiàn)象，同時也增加導(dǎo)熱面積，進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)效率。使用本實用新型的平板集熱器板芯及其不銹鋼或其他耐腐材料流道的連接結(jié)構(gòu)與焊接工藝，讓板芯集管與排管在焊接前的安裝更方便、快捷、實用，真空釬焊工藝使焊處綜合性能更優(yōu)，避免虛焊、焊裂、焊漏現(xiàn)象，更能做到防腐抗凍；同時，能減少其他焊接工藝帶來的輔助加工工序。包覆件與吸熱板直接接觸焊接更能增加吸熱面積，確保得熱效果，避免與排管直接焊接而造成的因焊破焊裂而泄漏液體的現(xiàn)象。此外，通過上面所述的連接結(jié)構(gòu)及焊接工藝，將集管與排管更好的連接在一起，加以實施真空釬焊工藝技術(shù)，以及流道與吸熱層的連接結(jié)構(gòu)和超聲波焊接工藝及相關(guān)焊接工藝，使得流道的耐腐蝕性強(qiáng)，壽命更長，安全性、密封性更高,成本更經(jīng)濟(jì)。工業(yè)實用性·采用如圖2-9所示的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)及其加工方法，該集熱器板芯的流道全部采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，集管與排管采用了五種不同的連接結(jié)構(gòu)，并在各連接處放置真空焊料，采取真空釬焊的工藝方法將其連接處進(jìn)行焊接處理，集管與排管組裝方便，焊接處固定好高溫焊料，利用真空釬焊自然吸附熔焊的特性，在真空狀態(tài)下高溫加熱，真空焊料即可完成自熔并密封住連接處的間隙，這一焊接工藝使得焊接件質(zhì)量的安全可靠性優(yōu)良，后期密封效果好，不易出現(xiàn)虛焊，漏焊現(xiàn)象，安全牢靠，防銹，耐腐蝕，壽命長。另外，在排管外表采用Ω形狀鋁質(zhì)包覆件，在與排管緊密貼合的情況下，在兩側(cè)采用超聲波焊接工藝與鋁質(zhì)的吸熱板焊接，很好解決了現(xiàn)有焊接中與排管直接焊接造成的流道因焊破焊裂而漏液體現(xiàn)象，同時也增加導(dǎo)熱面積，進(jìn)一步提高熱傳導(dǎo)效率，因流道采用全優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，相對傳統(tǒng)銅制流道來說，其經(jīng)濟(jì)成本更是明顯降低。對本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)測試及與現(xiàn)有技術(shù)和國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，數(shù)據(jù)如下得熱效率、密封性及壽命測試使用本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)的太陽能集熱器的得熱效率測試記錄測試時間=2012-5-30上午9 30到下午14 30測試地點(diǎn)露天測試場測試環(huán)境27°C測試類型實驗測試測試設(shè)備溫度計、多功能溫度巡檢儀測試數(shù)據(jù)平板型太陽能集熱器的瞬時效率Jlaa為O. 76 ;總熱損系數(shù)U 為 2. 5—3. 5ff/ (m2_ V )n 0. a :集熱器瞬時效率截距；U :集熱器總熱損系數(shù)對比情況分析性能高于國家標(biāo)準(zhǔn)O. 72[0051]使用本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)密封性的測試記錄測試時間2012-5-31下午 14 :00測試地點(diǎn)產(chǎn)品檢測車間測試環(huán)境24°C測試類型實驗測試測試設(shè)備氣密檢漏儀測試數(shù)據(jù)將流道中注入常溫水，排盡空氣，將管道內(nèi)水壓升至IMpa，持續(xù)10分鐘；樣品無變形、無破裂、傳熱工質(zhì)無泄漏。對比情況分析性能高于國家標(biāo)準(zhǔn)O. 6Mpa使用本實用新型的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)的壽命測試記錄測試時間=2012-6-1上午 10 00 至 6-4 上午 10 00測試地點(diǎn)測試室測試環(huán)境27°C測試類型實驗測試測試設(shè)備鹽霧測試箱測試產(chǎn)品外圍尺寸長200mmX寬IOOmm的不銹鋼材料與銅質(zhì)材料各一件柵欄型的流道。測試數(shù)據(jù)在35° +/-2°密閉環(huán)境中，濕度大于85%，PH值在6. 5-7. 2，用5%+/-I %氯化鈉溶液連續(xù)72小時鹽水噴霧測試，不銹鋼表面無生銹，氣泡，裂痕及變色等不良現(xiàn)象.而銅質(zhì)流道出現(xiàn)外表顏色發(fā)黑現(xiàn)象。對比情況分析不銹鋼流道在防腐性能上面優(yōu)于銅質(zhì)流道如上述，已經(jīng)清楚詳細(xì)地描述了本實用新型提出的方法，及應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案的技術(shù)效果。但是本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)中做出多種修改。
權(quán)利要求1.一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，其包括吸熱板(804)、多個排管(802)、集管(801)和多個導(dǎo)熱板(805)，在吸熱板(804)表面上涂覆有太陽能選擇性吸收涂層(803)，排管(802)和集管(801)為設(shè)置在吸熱板(804)下部的傳熱介質(zhì)流道，導(dǎo)熱板(805)與排管(802)—一對應(yīng)并且各個導(dǎo)熱板(805)分別包覆每個排管(802);吸熱板(804)、多個排管(802)、集管(801)和多個導(dǎo)熱板(805)為不銹鋼材料制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，其特征在于，排管(802)與集管(801)之間采用不銹鋼材料加工焊接，集管(801)的翻孔高度為lmm-3mm，排管(802)與集管(801)之間配合間隙不超過O. 15mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，其特征在于，排管(802)與集管(801)之間連接處均須鍍上一層過渡性材料鎳；在連接處使用鋁質(zhì)包覆件進(jìn)行包覆。
專利摘要本實用新型公開了一種平板太陽能集熱器板芯流道結(jié)構(gòu)，該流道結(jié)構(gòu)包括表面上具有太陽能選擇性吸收涂層的吸熱板、設(shè)置在吸熱板下部的傳熱介質(zhì)流道即排管與集管，還包括將所述排管包覆的各個導(dǎo)熱板；該集熱器板芯的流道全部采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料(或其他耐腐材料)，集管與排管采用了五種不同的連接結(jié)構(gòu)，并采取真空釬焊(或其他釬焊)的工藝方法將其連接處進(jìn)行焊接，該焊件密封效果好，安全牢靠，防銹，耐腐蝕，壽命長。
文檔編號F24J2/46GK202734318SQ201220316300
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者白明軍, 張琰 申請人:湖北長耀明太陽能股份有限公司