專利名稱：一種應(yīng)用于聚合物基太陽能集熱器的集熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物基太陽能集熱器的
集熱管。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境是當(dāng)今世界關(guān)注的兩大主題。當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來越多的國家開始實(shí)行“陽光 計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。太陽能是地球上最根本的能源，地球每年 接收的太陽能總量為1 X 1018kff · h，相當(dāng)于5X IO14桶原油，是世界年耗總能量的一萬余倍。 太陽能利用包括太陽能的光熱利用和光電利用，其中太陽能熱利用是可再生能源技術(shù)領(lǐng)域 商業(yè)化程度最高、推廣應(yīng)用最普遍的技術(shù)之一。已經(jīng)形成了各種類型的太陽能集熱器，用于 取暖、制冷、通風(fēng)、烘干、冶煉、洗浴、灌溉、養(yǎng)魚、發(fā)電等許多方面。目前太陽能集熱器主要使用玻璃和金屬材料來制備，在我國又以全玻璃真空集熱 管為市場主導(dǎo)產(chǎn)品。它的結(jié)構(gòu)類似拉長的暖水瓶，內(nèi)管外表面上選擇性吸收涂層是其關(guān)鍵 技術(shù)。其中涂層采用的普遍是多層漸變的A1-N/A1太陽選擇性吸收涂層。這一技術(shù)是清華 大學(xué)殷志強(qiáng)教授和他的同事們于1984年發(fā)明(專利號(hào)為85100142. 4)。鍍膜是在真空條件 下，利用直流磁控反應(yīng)濺射鍍膜的原理，制造具有漸變A1-N/A1選擇吸收表面的全玻璃真 空集熱管。聚合物管材由于價(jià)格便宜，加工容易，耐腐蝕性好，機(jī)械性能佳等優(yōu)點(diǎn)在市政及居 民用給水排水系統(tǒng)中已經(jīng)大量的取代傳統(tǒng)的金屬、鋼筋混凝土管材。近年來，用于輸送熱水 的塑料管道也不斷出現(xiàn)，諸如，熱水輸送和地板采暖用PP_R、PB、塑料管道，以及太陽能熱水 器用PE-RT、PEX輸水管道，它們的市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。但是，總的來說，聚合物材料由 于其低的熱導(dǎo)率，較差的耐熱性過去往往比較少用于太陽能集熱器材料。隨著高分子材料 合成技術(shù)以及高導(dǎo)熱，耐高溫聚合物復(fù)合材料、光熱高分子復(fù)合材料的制備技術(shù)的不斷成 熟，以及各種新型的太陽能集熱選擇涂層和涂覆技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從而使聚合物材料來制 備太陽能集熱器成為可能。目前國內(nèi)外已經(jīng)有一些關(guān)于塑膠太陽能集熱管的技術(shù)研究，但是，總的來說，目前 這些塑膠太陽能集熱器普遍存在著集熱效果不佳，保溫效果差的缺點(diǎn)，而且對(duì)于太陽能集 熱管配件方面的研究也比較局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于聚合物基太陽能集熱器 的集熱管。本發(fā)明的上述目的是通過如下方案予以實(shí)現(xiàn)的一種應(yīng)用于聚合物基太陽能集熱器的集熱管，所述集熱管由聚合物基體添加吸熱 齊U、導(dǎo)熱劑、增溶劑制備而成。
所述集熱管采用注塑、模壓成型或擠出成型的加工制備方法。最為較佳方案，所述集熱管采用擠出成型的制備方法。所述聚合物基體采用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫醚、尼龍、PET、 或 PBT。所述導(dǎo)熱劑采用氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖維、石英粉或氧化鎂。所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐、PP接枝馬來酸酐或POE接枝馬來酸酐，氯化聚乙烯或SBS。所述增溶劑還可以采用PE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水 甘油酯或POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，氯化聚乙烯或SBS。所述吸熱劑采用硫化鉛、碳黑、氧化銅或鐵錳銅復(fù)合氧化物。作為較佳方案，所述聚合物基體采用耐熱聚乙烯，所述吸熱劑采用炭黑和硫化鉛， 所述導(dǎo)熱劑采用鱗片石墨材料，所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐。作為另一個(gè)較佳方案，所述聚合物基體采用乙丙橡膠，所述吸熱劑采用炭黑和硫 化鉛，所述導(dǎo)熱劑采用鱗片石墨材料，所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐。本發(fā)明作為太陽能集熱器的主要配件，使用時(shí)位于玻璃蓋板之下，保溫反光板之 上，可由粘結(jié)在保溫反光板和玻璃蓋板之間的管卡固定。所用材料由聚合物基體添加吸熱 齊U、導(dǎo)熱劑、增溶劑等制備而成，成型方法選用模壓，擠出或者注射成型，優(yōu)選擠出成型。所 用聚合物基體選自聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫醚、尼龍、ΡΕΤ、ΡΒΤ中的至少 一種。優(yōu)選PE-RT (耐熱聚乙烯)或乙丙橡膠。所用導(dǎo)熱劑選自氧化鋁、石墨、碳化硅、碳纖 維、石英粉、氧化鎂中的至少一種。優(yōu)選鱗片石墨材料。所用吸熱劑選自于硫化鉛，碳黑、氧 化銅、鐵錳銅復(fù)合氧化物中的至少一種，優(yōu)選炭黑和硫化鉛。所述增溶劑選自ΡΕ、ΡΡ、Ρ0Ε接 枝馬來酸酐；PE、PP、POE接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯；氯化聚乙烯，SBS中的至少一種。優(yōu) 選PE接枝馬來酸酐。本發(fā)明的集熱效果更加明顯，且使用壽命更長，進(jìn)而使得太陽能集熱器具有更佳 的集熱效率和保溫效果。優(yōu)化的集熱管道確保集熱器的抗光、氧老化性更佳，集熱效果更 好。


圖1為本發(fā)明的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明應(yīng)用于太陽能集熱器時(shí)的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，為聚合物基太陽能集熱器， 由三部分組成聚合物集熱管1，聚合物玻璃蓋板2，聚合物保溫反光板3。其中聚合物玻 璃2選用厚度為Imm的聚碳酸酯玻璃，透光率達(dá)到85%。采用擠出成型工藝。面積大小 800mmX1200mm。本發(fā)明的聚合物集熱管1為主要部件，采用聚合物樹脂添加傳熱劑、吸熱劑、增容 劑后經(jīng)擠出成型。聚合物樹脂選用PE-RT管材專用料，100份，傳熱劑選用鱗片狀石墨10份， 吸熱劑選用炭黑10份，增容劑選用PE接枝馬來酸酐5份。樹脂基體、傳熱劑、吸熱劑、增容 劑經(jīng)高速混合機(jī)攪拌混合后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，然后經(jīng)擠出機(jī)加工制備成管材。聚合物集熱管的口徑為Φ47πιπιΧ 1200mm。一端利用同材質(zhì)堵頭熱熔密封。數(shù)量為10根。
聚合物保溫反光板3采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中反光層采用厚度為0. 2mm的薄鋁板、 保溫層選用Icm厚的硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡塑料，結(jié)構(gòu)層選用2mm厚的高密度聚乙烯層，三層結(jié)構(gòu) 采用擠出、滾塑成型。并熱壓成凹槽型。凹槽型反光保溫板大小SOOmmX 1200mm。對(duì)上述聚合物基太陽能集熱器進(jìn)行太陽能集熱實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如下在晴天將聚合 物基太陽能集熱器以相對(duì)地面45度面朝陽光放置，聚合物管道內(nèi)裝溫度為23°C自來水，在 集熱管上端放置0 100攝氏度的溫度計(jì)測水溫。現(xiàn)場測試時(shí)，天氣晴朗，最高氣溫28°C， 風(fēng)級(jí)1 2級(jí)，在上午10. 00開始實(shí)驗(yàn)，每隔1小時(shí)測試水溫結(jié)果。水溫結(jié)果:10:00am23°C ；11:00am 31 °C ； 12:00am 47V ； 13:00am 59°C ； 14:00am 63°C ；15:00 ；63°C。
權(quán)利要求
一種應(yīng)用于聚合物基太陽能集熱器的集熱管，其特征在于所述集熱管由聚合物基體添加吸熱劑、導(dǎo)熱劑、增溶劑制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱管，其特征在于所述集熱管采用注塑、模壓成型或擠出 成型的加工制備方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述聚合物基體采用聚乙烯PE、聚 丙烯PP、聚碳酸脂、乙丙橡膠、聚苯硫醚、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚對(duì)苯二甲 酸丁二醇酯PBT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述導(dǎo)熱劑采用氧化鋁、石墨、碳化 硅、碳纖維、石英粉或氧化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐、 PP接枝馬來酸酐或P0E接枝馬來酸酐、氯化聚乙烯或苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物 SBS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述增溶劑采用PE接枝甲基丙烯酸 縮水甘油酯、PP接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、P0E接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、氯化聚乙烯 或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述吸熱劑采用硫化鉛、碳黑、氧化 銅或鐵錳銅復(fù)合氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述聚合物基體采用耐熱聚乙烯，所 述吸熱劑采用炭黑和硫化鉛，所述導(dǎo)熱劑采用鱗片石墨材料，所述增溶劑采用PE接枝馬來 酸酐。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集熱管，其特征在于所述聚合物基體采用乙丙橡膠，所述 吸熱劑采用炭黑和硫化鉛，所述導(dǎo)熱劑采用鱗片石墨材料，所述增溶劑采用PE接枝馬來酸酐。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱管，其特征在于所述集熱管采用擠出成型的制備方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于聚合物基太陽能集熱器的集熱管，所述集熱管由聚合物基體添加吸熱劑、導(dǎo)熱劑、增溶劑制備而成。本發(fā)明的集熱效果更加明顯，且使用壽命更長，進(jìn)而使得太陽能集熱器具有更佳的集熱效率和保溫效果。優(yōu)化的集熱管道配方確保集熱器的抗光、氧老化性更佳，集熱效果更好。
文檔編號(hào)F24J2/48GK101858658SQ201010118758
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者劉詠平, 宋科明, 林少全 申請(qǐng)人:廣東聯(lián)塑科技實(shí)業(yè)有限公司