專利名稱：平板型太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于太陽能熱水器，尤其涉及一種平板型太陽能集熱器。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展， 一方面加大對(duì)能源的需求，引發(fā)能源危機(jī)，另一方面在常規(guī)能源的使用中釋放出大量的二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致全球性的"溫室效應(yīng)"。為持續(xù)發(fā)展，全球各國力圖擺脫對(duì)常規(guī)能源的依賴，加速發(fā)展可再生能源。作為最理想的可再生能源，太陽能具有"取之不盡，用之不竭"的特點(diǎn)，利用太陽能制備熱水，環(huán)保、節(jié)能。 目前，大多采用真空管型熱水器(含熱管真空管型)，平板型熱水器和悶曬型熱水器三大類。目前的平板型太陽能集熱器產(chǎn)品的熱損系數(shù)高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于真空管太陽能集熱器熱損系數(shù)u 〈3w/m、k，導(dǎo)致冬季得熱量低。二是平板型太陽能集熱器未形成大規(guī)模生產(chǎn)，導(dǎo)致高質(zhì)量的平板型太陽能熱水器的價(jià)格較高。但是，平板型太陽能熱水器具有耐壓、壽命長，易組成二次回路系統(tǒng)等獨(dú)有特點(diǎn)。其次是平板型太陽能熱水器易與建筑結(jié)合，易安裝在屋頂上，建筑師在設(shè)計(jì)時(shí)也比較容易將它融于建筑之中。第三是平板型太陽能熱水器產(chǎn)品材料的可再生利用率高。平板型太陽能集熱器材料以銅鋁為主，回收利用率高。平板型太陽能熱水器的產(chǎn)品熱性能好。平板型太陽能熱水器的系統(tǒng)安全可靠，有效采光面積大。除此之外，在接受同等太陽能條件下，平板型太陽能集熱器占地面積小，而真空管太陽能集熱器的管與管之間有空隙，造成占地面積大。近年隨著太陽能建筑一體化技術(shù)的發(fā)展，人們需要一種不論是外觀還是整體上都能同環(huán)境相協(xié)調(diào)的，易于建筑形成一體化的太陽能集熱器。而真空管式集熱器因其自身結(jié)構(gòu)受到了一定限制，在這點(diǎn)上平板型集熱器有著真空管無比的優(yōu)越性。 傳統(tǒng)的平板型集熱器包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的管道，殼體向陽采用集熱片，該集熱片通常由多塊平板拼接而成，殼體內(nèi)的管道用鐵絲捆扎或鉚接，也有采用錫焊或在結(jié)合縫隙中填充各種導(dǎo)熱膠的。然而，這種拼接的集熱片會(huì)產(chǎn)生熱損失，而且管道的連接方式也會(huì)產(chǎn)生較大熱阻，不利于有效地?zé)醾鲗?dǎo)，最后導(dǎo)致太陽能熱轉(zhuǎn)化效率低；另外，拼接方式的成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種高效低成本的平板型太陽能集熱器。 —種平板型太陽能集熱器，其包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的管道，所述殼體包括集
熱片、后蓋板、密封連接集熱片和后蓋板的邊框，所述集熱片是一整塊片材，所述管道包括
多個(gè)集熱管和排管，所述多個(gè)集熱管并排設(shè)于集熱片上并與集熱片連成一體，所述排管與
各個(gè)集熱管相接相通，每個(gè)集熱管吸熱后的水由排管輸出。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述平板型太陽能集熱器采用一整塊片材形式的集熱片，幾乎不會(huì)產(chǎn)生熱損失，而且多個(gè)集熱管與集熱片連成一體，使得太陽能照射到集熱片后，能夠?qū)崮芨咝У貍鲗?dǎo)至管道中；而且一整塊片材形式的集熱片不需要拼接工序，由此節(jié)省制造成本。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的平板型太陽能集熱器示意圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的平板型太陽能集熱器的截面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖1中的平板型太陽能集熱器的發(fā)泡材料的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖1中的平板型太陽能集熱器的后蓋板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5是圖1中的平板型太陽能集熱器的邊框結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是圖1中的平板型太陽能集熱器的集熱片與管道組合結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7是圖1中的平板型太陽能集熱器的集熱片與管道組合結(jié)構(gòu)的另一個(gè)視角的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。 請(qǐng)參閱圖1和2，為本發(fā)明實(shí)施例提供的平板型太陽能集熱器10。該平板型太陽能集熱器10包括殼體和設(shè)置于吸熱殼體內(nèi)的管道，殼體包括集熱片22、后蓋板24、密封連接集熱片22和后蓋板24的邊框26。其中，集熱片22是一整塊片材，管道包括多個(gè)集熱管32和排管34，多個(gè)集熱管32并排設(shè)于集熱片22上并與集熱片22連成一體，排管34與各個(gè)集熱管32相接相通，每個(gè)集熱管32吸熱后的水匯入排管34內(nèi)，由排管34輸出熱水。
集熱片22上密封地蓋設(shè)一個(gè)超白低鐵鋼化玻璃21，鋼化玻璃21采用高透射性超白低鐵玻璃材料。鋼化玻璃21也可以替換以壓花超白鋼化玻璃，通過在超白鋼化玻璃表面壓花，以提高玻璃的透過率。 本實(shí)施例中，集熱片22采用0. 2毫米厚度的銅片，集熱片22的寬度可在250 800mm內(nèi)調(diào)整，可根據(jù)不同的需要進(jìn)行選用。集熱片22向陽面真空磁控濺射沉積有選擇性吸收多層膜，該多層膜自下而上依次包括紅外反射膜層、兩層吸收膜層和減反射膜層，其中紅外反射膜層是沉積金屬態(tài)銅質(zhì)薄膜層，兩層吸收膜層均是氧氮鎳鉻合金NiCrOxNy薄膜層，減反射膜層是介電態(tài)氧鎳鉻合金NiCrO,薄膜層，用巻對(duì)巻式磁控反應(yīng)濺射鍍膜方式鍍膜。這種鍍膜方式及其形成的吸收多層膜，改變了傳統(tǒng)的氧化或噴涂工藝，提高了光熱轉(zhuǎn)換效率。該多層膜具有抗氧化、耐久，色澤一致性等優(yōu)點(diǎn)，其太陽吸收率高于95%，紅外發(fā)射率低于5%。 集熱片22、多個(gè)集熱管32、邊框26及后蓋板24之間具有空間，該空間內(nèi)設(shè)有聚氨酯發(fā)泡材料28。聚氨酯發(fā)泡材料主要是已混合的雙組分聚氨酯(液態(tài))。在聚氨酯發(fā)泡材料28形成過程中，聚氨酯發(fā)泡液在空間內(nèi)反應(yīng)、膨脹成型、逐漸形成填充滿整個(gè)空間的泡沫，與集熱片22、多個(gè)集熱管32、邊框26及后蓋板24這些元件形成一體，實(shí)現(xiàn)整體成型。聚氨酯發(fā)泡材料28同時(shí)具備保溫、防水、隔音、吸振等諸多功能；其保溫性能卓越，是目前建材中導(dǎo)熱系數(shù)最低(《0. 024，綠色環(huán)保無氟發(fā)泡技術(shù))、熱阻值最高的保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)僅為發(fā)泡聚苯板的一半；并具有超強(qiáng)的自粘性能(無需任何中間粘結(jié)材料)，與后蓋板24
4和集熱管22的粘結(jié)牢固；而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使用壽命長，對(duì)周圍環(huán)境不構(gòu)成污染。發(fā)泡成 型后，如圖3所示，保溫材料28的外形與后蓋板24、多個(gè)集熱管32、集熱片22、邊框26的形 狀相對(duì)應(yīng)，起到充分保溫的效果。另外，如圖l和2所示，多個(gè)集熱管32的外壁設(shè)置有熱防 輻射層29，例如，在多個(gè)集熱管32的外壁上鍍鋁薄膜。 如圖4所示，后蓋板24可以是一次性沖壓成型的外凸形的后蓋，包括平底部242 和由平底部242邊緣凸起的凸緣243，后蓋板24通過凸緣243與邊框26相接，例如，通過連 接凸緣243和邊框26的螺釘27將后蓋板24固定于邊框26上。本實(shí)施例的后蓋板24為 0. 3毫米厚的鋅鐵皮。后蓋板24對(duì)應(yīng)排管34的位置還開設(shè)有開口 245，以便每個(gè)排管34 的兩端貫穿并伸出開口 245，方便與外部水管相連通。傳統(tǒng)的后蓋都是采用分離的結(jié)構(gòu)，分 別包括相互分離的平底和側(cè)壁，且都是直板式結(jié)構(gòu)，這樣容易產(chǎn)生滲漏，且不方便與建筑相 匹配。而本實(shí)施例的后蓋板24采用一體式凸形結(jié)構(gòu)，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點(diǎn)，并采 用鑲嵌固定方式與邊框26連接，保溫、放水效果好。由于采用一次性沖壓成型方式制成，因 而可以成型出異形結(jié)構(gòu)的后蓋板，以便與建筑的外形相結(jié)合。而且這種一體成型式后蓋板 24具有良好的抗振抗彎等性能，本實(shí)施例中，集熱器10的各元件可采用全金屬結(jié)構(gòu)，所以 也可以根據(jù)建筑物不同構(gòu)造面直接作為異形(一定形狀)的集熱器結(jié)合處。
如圖5所示，顯示邊框26具有幕墻式安裝結(jié)構(gòu)，其包括邊框型材260，型材260對(duì) 應(yīng)鋼化玻璃21的位置設(shè)有一個(gè)鉗口 262，以便鋼化玻璃21嵌設(shè)于鉗口 262 ;對(duì)應(yīng)后蓋板24 的凸緣243的位置設(shè)有一個(gè)鑲嵌槽264，以鑲嵌后蓋板24的凸緣243，使后蓋板24固定于 邊框26上。其中，鉗口 262和鑲嵌槽264分別設(shè)于邊框型材260的上部和下部，在鉗口 262 和鑲嵌槽264之間還具有一個(gè)卡槽266，卡槽266的位置與鉗口 262及鑲嵌槽264相互交 錯(cuò)，且其開口方向與鉗口 262和鑲嵌槽264的開口方向相反，從而便于與陽臺(tái)或墻體的一些 物件相卡合，由此將邊框26固定于陽臺(tái)或墻體，可以像幕墻一樣安裝于建筑物。鋼化玻璃 21、邊框26及后蓋板24形成密封空間。 如圖6和7所示，多個(gè)集熱管32并排設(shè)于集熱片22上，并通過高頻法焊接的方式 與集熱片22固定連接。排管34為兩個(gè)排管，分別連通于多個(gè)集熱管32的兩端，即多個(gè)集 熱管32夾在兩個(gè)排管34之間。兩個(gè)排管34也可以與集熱片22通過高頻法焊接的方式固 定連接，同時(shí)排管34與多個(gè)集熱管32也可以通過高頻法焊接的方式固定連接。排管34直 徑大于集熱管32的直徑，本實(shí)施例中的排管34和多個(gè)集熱管32分別為薄壁銅管，以提升 熱傳導(dǎo)效率。本實(shí)施例中，由于集熱片22與薄壁銅管式排管34和多個(gè)集熱管32采用高頻 法焊接，基本不損傷膜層，保證良好熱傳導(dǎo)性和系統(tǒng)的承壓、抗凍性能，使用壽命長。由此， 集熱片22、多個(gè)集熱管32和排管34成為一體的結(jié)構(gòu)，可極大減少熱阻，提高熱傳導(dǎo)效率。
排管34與一個(gè)蓄水箱通過水管相連通，冷水由蓄水箱從其中一個(gè)排管34的開口 進(jìn)入，流到多個(gè)集熱管32中吸收太陽輻射的熱能，變成熱水，此熱水由另一個(gè)排管34的出 水口排出，供用戶使用。 制造及組裝時(shí)，先將多個(gè)集熱管32和排管34焊接于集熱片22上，再裝上邊框26， 將鋼化玻璃21嵌于邊框26的鉗口 262，在多個(gè)集熱管32與集熱片22上布設(shè)聚氨酯發(fā)泡材 料，然后將后蓋板24鑲嵌固定于邊框26上，在一定溫度下使聚氨酯材料發(fā)泡，充滿空隙，即 獲得本實(shí)施例的集熱管。 請(qǐng)參閱下表1，顯示本實(shí)施例的集熱片22的熱性能，其中，陽光光強(qiáng)Luax69000-70000。由表可知，在經(jīng)過照射5分鐘后，集熱片22的溫度即可以達(dá)到92°C，到 40分鐘后，更是高達(dá)135t:，說明本實(shí)施例的集熱片22具有很高快速的吸熱性能。
表1集熱片實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)(升溫)
時(shí)間5min6min10min20min40m in
溫度92 °CIO(TC115°C130°C135°C 此外，本實(shí)施例的集熱器IO可應(yīng)用于大型的太陽能熱水系統(tǒng)，由于集熱器10的邊 框26采用適合幕墻安裝的邊框，并且排管34突出后蓋板24，使得多個(gè)集熱器10之間可方 便的安裝結(jié)合在一起，因此，本實(shí)施例的集熱器io不但可以單獨(dú)供熱，還可以組成大規(guī)模 供熱系統(tǒng)集中供熱。例如可將多個(gè)(約50個(gè))lmX 2m集熱器排列在一起，組成100m2的集 熱系統(tǒng)。 請(qǐng)參閱下表2，顯示100m2太陽能熱水系統(tǒng)儲(chǔ)熱水箱所測數(shù)據(jù)，由下表2中的數(shù)據(jù) 可知，經(jīng)過白天太陽的照射后，到了下午五點(diǎn)鐘時(shí)，即可以得到75。C以上的溫度，而且是兩 個(gè)4. 5m3水箱中的水溫都達(dá)到75°C以上。這說明本實(shí)施例的集熱片22不僅可組成大面積 的集熱系統(tǒng)，而且大容量水箱的水溫也能達(dá)到較高溫度。 表2100m2太陽能熱水系統(tǒng)工程儲(chǔ)熱水箱所測數(shù)據(jù)(兩個(gè)4. 5m3水箱)
測量 曰期初溫 (°C)儲(chǔ)熱水箱測溫時(shí)間(溫度單位°C )8:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0017:00
0711032834.24552.65967.87277.375.5
07110427.53445.151.858.266.57376. 175.2
0711062733. 644. 25159. 466. 373. 876. 776
0711072834. 54653. 159. 26872. 977. 276. 8 由上可知，本發(fā)明實(shí)施例平板型太陽能集熱器IO采用一整塊片材形式的集熱片 22，不會(huì)產(chǎn)生任何熱損失，而且多個(gè)集熱管32與集熱片22連成一體，使得太陽能照射到集 熱片22后，能夠?qū)崮芨咝У貍鲗?dǎo)至管道中；而且一整塊片材形式的集熱片22不需要拼接 工序，由此節(jié)省制造成本。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種平板型太陽能集熱器，其包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的管道，所述殼體包括集熱片、后蓋板、密封連接集熱片和后蓋板的邊框，其特征在于，所述集熱片是一整塊片材，所述管道包括多個(gè)集熱管和排管，所述多個(gè)集熱管并排設(shè)于集熱片上并與集熱片連成一體，所述排管與各個(gè)集熱管相接相通，每個(gè)集熱管吸熱后的水由排管輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述集熱片、多個(gè)集熱管、 邊框及后蓋板之間的空間充填有聚氨酯發(fā)泡材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述后蓋板是一次性沖壓 成型的外凸形的后蓋，所述外凸形后蓋板包括平底部和由平底部邊緣凸起的凸緣，所述外 凸形后蓋板通過凸緣與邊框相接。
4. 如權(quán)利要求3所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述邊框設(shè)置有鑲嵌槽，所 述后蓋板的凸緣固定于邊框的鑲嵌槽中。
5. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述集熱片在向陽面采用 巻對(duì)巻磁控濺射鍍膜工藝形成有吸熱性多層膜。
6. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述多個(gè)集熱管與所述集 熱片通過激光焊接法固定連接。
7. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述多個(gè)集熱管的外壁分 別形成有熱防輻射層。
8. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述邊框具有幕墻式安裝 結(jié)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，還包括嵌設(shè)于所述邊框中 并密封所述集熱片的超白低鐵鋼化玻璃或壓花超白鋼化玻璃。
10. 如權(quán)利要求9所述的平板型太陽能集熱器，其特征在于，所述邊框?qū)?yīng)超白鋼化玻 璃或壓花超白鋼化玻璃的位置設(shè)有一個(gè)鉗口 ，所述玻璃嵌設(shè)于鉗口 ，所述邊框還設(shè)置有卡 槽，所述卡槽位置與鉗口交錯(cuò)且開口方向與鉗口的開口方向相反。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平板型太陽能集熱器，其包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的管道，所述殼體包括集熱片、后蓋板、密封連接集熱片和后蓋板的邊框，所述集熱片是一整塊片材，所述管道包括多個(gè)集熱管和排管，所述多個(gè)集熱管并排設(shè)于集熱片上并與集熱片連成一體，所述排管與各個(gè)集熱管相接相通，每個(gè)集熱管吸熱后的水由排管輸出。所述平板型太陽能集熱器采用一整塊片材形式的集熱片，不會(huì)產(chǎn)生任何熱損失，而且多個(gè)集熱管與集熱片連成一體，使得太陽能照射到集熱片后，能夠?qū)崮芨咝У貍鲗?dǎo)至管道中；而且一整塊片材形式的集熱片不需要拼接工序，由此節(jié)省制造成本。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101726122SQ20081021699
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者劉強(qiáng), 唐伯寧, 王正軍, 陳五奎 申請(qǐng)人:深圳市拓日新能源科技股份有限公司