一種太陽(yáng)能集熱器一體化板芯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱利用領(lǐng)域，特別是涉及太陽(yáng)熱能的收集和傳輸，以及太陽(yáng)能集熱器板芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造，通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、介質(zhì)導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)熱能收集和傳輸?shù)囊惑w化。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能集熱器分為兩種，一種是真空玻璃管集熱器，另一種是平板太陽(yáng)能集熱器。
[0003]真空玻璃管集熱器是利用真空玻璃管對(duì)太陽(yáng)光源自然跟蹤的特點(diǎn)，再加上反光板的反射原理，是玻璃管四面受光面面?zhèn)樀?，將吸收的太?yáng)輻射轉(zhuǎn)換成熱能，利用冷水比重大、熱水比重小的特點(diǎn)，在真空管內(nèi)形成冷水自上而下，熱水自下而上的自然循環(huán)，使整個(gè)水的溫度逐步升高，達(dá)到一定溫度。但是，由于玻璃管自身的特點(diǎn)，管子易炸裂，且由于真空管南北傾斜擺放，易結(jié)垢污染水源、管中熱水無法全部取出，致使熱水利用率降低，同時(shí)，真空玻璃管集熱器管口多，不能承壓，且密封容易不嚴(yán)密，經(jīng)常出現(xiàn)漏水故障，抗凍能力差。真空玻璃管集熱器的缺點(diǎn)及其原因:1、由于玻璃管自身抗壓能力低的原因?qū)е乱妆埽乙惶幷褜?dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓；2、基于玻璃管太陽(yáng)能自然對(duì)流的特性導(dǎo)致管底易結(jié)垢污染水源，同時(shí)管中的熱水無法全部取出，導(dǎo)致熱水利用率降低；3、管口多，系統(tǒng)承壓能力非常低，同時(shí)密封性能差，發(fā)生漏水的頻率高；4、由于真空管的抗壓能力差，以及其結(jié)構(gòu)特性使其很難實(shí)現(xiàn)建筑一體化。
[0004]平板太陽(yáng)能集熱器是一種吸收太陽(yáng)輻射能量并向工質(zhì)傳遞熱量的裝置，陽(yáng)光透過透明蓋板照射到表面涂有吸收層的吸熱體上，其中大部分太陽(yáng)輻射能為吸收體所吸收，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽飨蛄黧w通道中的工質(zhì)。這樣，從集熱器底部入口的冷工質(zhì)，在流體通道中被太陽(yáng)能所加熱，溫度逐漸升高，加熱后的熱工質(zhì)，帶著有用的熱能從集熱器的上端出口，蓄入儲(chǔ)水箱中。
[0005]傳統(tǒng)平板太陽(yáng)能集熱器的缺點(diǎn)總結(jié):
1、傳熱部與集熱部為線型接觸，造成其熱損大，得熱率極低，由于吸熱體溫度不斷升高，其板芯收集、傳導(dǎo)熱能效率低，造成吸熱體得熱后不能及時(shí)吸收，通過透明蓋板和外殼向環(huán)境散失熱量，構(gòu)成傳統(tǒng)平板太陽(yáng)集熱器的各種熱損失；
2、因其結(jié)構(gòu)特性，其板芯材料只能選擇導(dǎo)熱率較高的金屬，造成制造成本高、制造工藝復(fù)雜、得熱率底，優(yōu)化升級(jí)的可能性小等缺陷；
3、傳熱工質(zhì)在板芯內(nèi)部運(yùn)行，因其管徑過小、拐點(diǎn)多，造成傳熱工質(zhì)運(yùn)行軌跡不規(guī)則，致使板芯內(nèi)部非常容易結(jié)垢和形成通道堵塞，影響集熱性能。
[0006]4、此種結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式導(dǎo)致其介質(zhì)無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部保溫，特別是在冬季熱損過大，會(huì)直接導(dǎo)致產(chǎn)品效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種解決真空管集熱中的易爆管、積垢、承壓能力差、抗凍能力差、維護(hù)成本高、不易建筑一體化等缺點(diǎn)以及克服了平板式集熱器的集熱效率低、積垢、介質(zhì)易泄漏的太陽(yáng)能集熱器一體化板芯。
[0008]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明專利公開的一種太陽(yáng)能集熱器一體化板芯，:包括一導(dǎo)熱管、與導(dǎo)熱管內(nèi)部空間貫通一體相連的一組集熱板，所述導(dǎo)熱管內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立腔體，兩個(gè)獨(dú)立腔體分別包括導(dǎo)熱腔和流通腔，所述導(dǎo)熱腔與集熱板內(nèi)部腔體相通，所述流通腔兩端通過水管接頭焊接；所述導(dǎo)熱腔和集熱板內(nèi)裝有一定量的導(dǎo)熱介質(zhì)，通過導(dǎo)熱介質(zhì)的注入量在導(dǎo)熱腔內(nèi)形成一真空膨脹腔。
[0009]進(jìn)一步地，所述集熱板和導(dǎo)熱腔貫穿一體的腔體內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)為防凍液、水、乙烷、丙酮、甲烷、甲苯中的一種或多種。
[0010]進(jìn)一步地，所述流通腔與水管接頭氬弧焊連接，形成過水通道(傳熱部)，所述一組集熱板與導(dǎo)熱腔氬弧焊或激光焊連接形成集熱板芯，其連接貫穿組成集熱部。
[0011]進(jìn)一步地，所述真空膨脹腔的體積與導(dǎo)熱腔的膨脹前后的體積差相等，導(dǎo)熱腔的膨脹系數(shù)由其所用材料決定，根據(jù)其膨脹系數(shù)制定注入介質(zhì)量多少。
[0012]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱管上設(shè)有一泄壓口，所述泄壓口為一介質(zhì)灌裝口、抽真空口。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱腔與水管的封口接頭處通過脈沖氬弧焊焊接。
[0014]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱管與集熱管通過釬焊、氣體保護(hù)焊、激光焊連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述集熱板尾部通過釬焊、超聲波焊封口。
[0016]進(jìn)一步地，所述集熱板芯材質(zhì)為銅、鋁、鐵、不銹鋼中的一種。
[0017]進(jìn)一步地，所述集熱板上設(shè)有吸熱膜，所述集熱板芯得熱方法可選一一表面陽(yáng)極氧化、鍍鉻、鍍鈦、化學(xué)發(fā)黑、超聲波焊連接吸熱模。
[0018]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱管形態(tài)為半圓形、矩形、梯形、圓形、三角形中的一種。
[0019]有益效果:本專利發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明中傳熱部(流通腔)與集熱部(集熱板、導(dǎo)熱管)為兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的單元，傳熱部與集熱部無縫對(duì)接；集熱部灌裝恒定量的介質(zhì)，介質(zhì)全面包裹傳熱部，導(dǎo)熱介質(zhì)均勻散布整個(gè)集熱面內(nèi)部腔體，造就其無啟動(dòng)溫度的局限、得熱率高、無熱損失等諸多優(yōu)點(diǎn)；導(dǎo)熱介質(zhì)直接包裹傳熱部，傳熱介質(zhì)通過傳熱部時(shí)可直接無損失帶走集熱部收集的熱能；；
2)本發(fā)明中集熱部導(dǎo)熱介質(zhì)密閉在集熱部腔體內(nèi)，灌裝量恒定，腔體內(nèi)預(yù)留膨脹空間，得熱循環(huán)在板芯內(nèi)部完成，留有泄壓口以便板芯維護(hù)。此應(yīng)用使得板芯無結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)期使用無性能衰減、得熱率高、節(jié)能環(huán)保、承壓系數(shù)高、批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)品性能穩(wěn)定均一、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)；
3)本發(fā)明中直接集熱面積大，集熱面與腔體內(nèi)導(dǎo)熱介質(zhì)全面接觸，致使運(yùn)行系統(tǒng)無啟動(dòng)溫度的限制；根據(jù)重力原理結(jié)合本發(fā)明結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，收集的熱能集中包裹傳熱部位，傳熱部傳熱介質(zhì)可直接帶走熱能，其熱損幾乎可以忽略不計(jì)；
4)本發(fā)明結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間大，可根據(jù)地域差別調(diào)整集熱面的大小、集熱腔體內(nèi)導(dǎo)熱介質(zhì)的種類；集熱方式多樣可選，板芯表面可做陽(yáng)極氧化、鍍鉻、鍍鈦、化學(xué)發(fā)黑等處理，也可粘貼或超聲波焊接吸熱膜層；
5)本發(fā)明分體式的設(shè)計(jì)更有利于建筑一體化，此專利不僅可以應(yīng)用于太陽(yáng)能集熱器且可應(yīng)用于光電一體化。
【附圖說明】
[0020]圖1是本專利發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是專利發(fā)明的運(yùn)行過程結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是圖1的A局部放大圖。
[0023]圖4是圖1的B局部放大圖。
[0024]圖5是圖1的C局部放大圖。