新型集成式平板太阳能集热器板芯及其制作方法与流程

本发明涉及平板太阳能集热器，特别是新型集成式平板太阳能集热器板芯及其制作方法。

背景技术：

太阳能热水器的核心部件是太阳能集热器，太阳能聚热器是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置，它是一种特殊的热交换器，聚热器中的工质与远距离的太阳进行热交换，在加接循环管道，保温水箱后，即成为能吸收太阳辐射热，使水温升高。

传统的太阳能集热器的吸热板为平面结构，为了迎合太阳光的照射，通常在安装使用时，太阳能集热器的外壳通常为斜向安装，即与竖直面有一定的夹角，当安装在阳台或窗台外侧时，需要先安装一个钢结构支架，来固定太阳能集热器，在长期的日晒雨淋作用下，钢结构支架生锈，存在较大的安全隐患。为了改变这种状况，有公司或个人进行改进，于是出现了平板太阳能集热器，由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。但现有的平板太阳能集热器存在吸热效率低和生产成本高的缺陷，这使得平板太阳能集热器的普及遇到瓶颈。

中国专利申请号：201510328416.0，涉及集成式平板太阳能集热器板芯，包括面板和背板，面板包括固定面A和多个依次连接的吸热单元面，每个吸热单元面由斜面A和斜面B组成；背板与面板的锯齿波谷一侧压制成一体，背板与每个吸热单元面形成冷媒吸热通道；冷媒进口槽与固定面A形成冷媒进口通道，冷媒出口槽与固定面A形成冷媒出口通道，冷媒进口通道、冷媒吸热通道和冷媒出口通道依次连通，冷媒进口通道和冷媒出口通道的末端分别连接有接头。这种设置具有热吸收效率高、生产成本低和安装方便等优点。但在长期使用过程中、搬运过程中或安装过程中，冷媒吸热通道、冷媒进口通道和冷媒出口通道易出现裂纹，冷媒发生泄漏，密封效果不要，影响集热和使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供制作成本低、密封性能好、使用寿命长、适应不同纬度环境的新型集成式平板太阳能集热器板芯及其制作方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：新型集成式平板太阳能集热器板芯，包括面板A、面板B和背板，面板B后侧设置有隔热层，隔热层通过背板固定，面板A与面板B的横截面均呈锯齿形，且面板A和面板B之间形成锯齿形空腔，所述的锯齿形空腔中设置有高分子材料层A和高分子材料层B，高分子材料层A和高分子材料层B的中部位置均开有与锯齿形空腔相适配的锯齿形槽，高分子材料层A和高分子材料B上沿锯齿形槽四周还开有半圆槽，高分子材料层A和高分子材料层B相对热熔贴合，高分子材料层A的锯齿形槽和高分子材料层B的锯齿形槽形成冷媒吸热通道，高分子材料层A的半圆槽和高分子材料层B的半圆槽形成冷媒进口通道和冷媒出口通道，冷媒进口通道与冷媒吸热通道一端连接，冷媒出口通道与冷媒吸热通道的另一端连接，冷媒进口通道和冷媒出口通道的端口设有高分子材料管，高分子材料管上套有硅胶管，硅胶管套在铜管上。

所述的高分子材料层A贴紧面板A设置，高分子材料层B贴紧面板B设置。

所述的冷媒吸热通道的横截面为锯齿形，包括斜面A、斜面B、斜面C和斜面D，斜面A与斜面B处于同一侧，斜面C与斜面D处于同一侧，斜面A与竖直面的夹角在10°～60°之间，斜面B与竖直面的夹角在60°～90°之间。

所述的冷媒吸热通道相互之间被高分子材料层A和高分子材料层B热熔后隔离。

新型集成式平板太阳能集热器板芯的制作方法，它包括以下步骤：

S1、选取铝板压制成具有锯齿形槽的面板A和面板B且该锯齿形槽延伸至面板A和面板B的左右两端，面板A和面板B的横截面呈锯齿形；

S2、选取高分子材料浇注而成高分子材料层A和高分子材料层B，高分子材料层A中部位置开有与面板A相适配的锯齿形槽，高分子材料层B中部位置开有与面板B相适配的锯齿形槽，在高分子材料层A锯齿形槽的左右两侧均设有冷媒进口通道的半圆槽和冷媒出口通道的半圆槽，在高分子材料层B锯齿形槽的左右两侧均设有冷媒进口通道的半圆槽和冷媒出口通道的半圆槽；

S3、将高分子材料层A和高分子材料层B对合热熔，并使高分子材料层A的锯齿形槽与高分子材料层B的锯齿形槽形成冷媒吸热通道，高分子材料层A的冷媒进口通道半圆槽和高分子材料层B的冷媒进口通道半圆槽形成冷媒进口通道，高分子材料层A的冷媒出口通道半圆槽和高分子材料层B的冷媒出口通道半圆槽形成冷媒出口通道；

S4、将面板A贴紧盖在高分子材料层A上，将面板B贴紧盖在高分子材料层B上，并将面板A和面板B夹紧；

S5、在面板B的后侧设置有隔热层，隔热层后侧放置有背板，背板和面板A一起将高分子材料层A、高分子材料层B、面板B和隔热层夹紧。

S6、在冷媒进口通道和冷媒出口通道端口依次接上高分子材料管、硅胶管和铜管。

所述的冷媒进口通道和冷媒出口通道端口处的高分子材料管同样采用热熔方式连接。

本发明具有以下优点：（1）通过直接在高分子材料层A和高分子材料层B上设置锯齿形槽和半圆形槽且均通过注塑成型，高分子材料层A和高分子材料层B贴合后形成冷媒吸热通道、冷媒进口通道和冷媒出口通道，制作成本低；

（2）高分子材料层A和高分子材料层B采用热熔方法胶合，无需其他辅助密封件，无论是在低温度高温环境下或者高纬度低温环境下，承受变形能力强，所形成的冷媒吸热通道、冷媒进口通道和冷媒出口通道不会产生裂纹，使用寿命高；且在搬运或安装过程中，不会因为人为失误掉落而产生裂纹，密封性能好；

（3）面板A和面板B上的锯齿形槽延伸至面板A和面板B的左右两端，使得面板A和面板B中锯齿形槽的锯齿角度增大，以满足不同纬度环境下的太阳照射。

附图说明

图1 为本发明整体的结构示意图；

图2 图1中A-A的放大图；

图3为冷媒通道的结构示意图；

图4 为高分子材料层A的结构示意图；

图中，1—面板A，2—面板B，3—背板，4—隔热层，5—高分子材料层A，6—高分子材料层B，7—冷媒吸热通道，8—冷媒进口通道，9—冷媒出口通道，10—高分子材料管，11—硅胶管，12—铜管，13—斜面A，14—斜面B，15—斜面C，16—斜面D。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，新型集成式平板太阳能集热器板芯，包括面板A1、面板B2和背板3，面板B2后侧设置有隔热层4，隔热层4通过背板3固定，面板A1与面板B2的横截面均呈锯齿形，且面板A1和面板B2之间形成锯齿形空腔，如图2和图4所示，所述的锯齿形空腔中设置有高分子材料层A5和高分子材料层B6，高分子材料层A5贴紧面板A1设置，高分子材料层B6贴紧面板B2设置，高分子材料层A5和高分子材料层B6的中部位置均开有与锯齿形空腔相适配的锯齿形槽，高分子材料层A5和高分子材料B6上沿锯齿形槽四周还开有半圆槽，高分子材料层A6和高分子材料层B5相对热熔贴合，高分子材料层A5的锯齿形槽和高分子材料层B6的锯齿形槽形成多个冷媒吸热通道7，相邻冷媒吸热通道7相互之间被高分子材料层A5和高分子材料层B6热熔后隔离，高分子材料层A5的半圆槽和高分子材料层B6的半圆槽形成冷媒进口通道8和冷媒出口通道9。冷媒进口通道8与冷媒吸热通道7一端连接，冷媒出口通道9与冷媒吸热通道7的另一端连接，冷媒进口通道8和冷媒出口通道9的端口设有高分子材料管10，高分子材料管10上套有硅胶管11，硅胶管11套在铜管12上。

进一步地，如图3所示，所述的冷媒吸热通道7的横截面为锯齿形，包括斜面A13、斜面B14、斜面C15和斜面D16，斜面A13与斜面B14处于同一侧，斜面C15与斜面D16处于同一侧，斜面A13与竖直面的夹角在10°～60°之间，斜面B14与竖直面的夹角在60°～90°之间。

本实施例中，所述的冷媒吸热通道7、冷媒进口通道8和冷媒出口通道9中均充满有用于吸热的冷媒。

工作时，通太阳光垂直照射在面板A1上，面板A1将热量传递给高分子材料层A5，高分子材料层A5将热量再传递给冷媒吸热通道7中的冷媒，冷媒将热量吸收后从冷媒出口通道9经高分子材料管10、硅胶管11和铜管12流出，进行热交换，热交换后的冷媒再通过冷媒进口通道8流入冷媒吸热通道7中进行再次进行吸热，如此循环。面板B2的作用是起到固定高分子材料层A5和高分子材料层B6的作用，隔热层4的作用是防止冷媒的热能透过面板B2流失。

新型集成式平板太阳能集热器板芯的制作方法，它包括以下步骤：

S1、选取铝板压制成具有锯齿形槽的面板A1和面板B2且该锯齿形槽延伸至面板A1和面板B2的左右两端，面板A1和面板B2的横截面呈锯齿形，面板A1和面板B2上锯齿形槽延伸至左右两端的结构能够最大化的增大横截面锯齿形锯齿的角度，使其在低纬度环境时，太阳光同样能够垂直地照射在面板A1上，能够最大面积地吸收太阳光所传递的太阳能；

S2、选取高分子材料浇注而成高分子材料层A5和高分子材料层B6，高分子材料层A5中部位置开有与面板A1相适配的锯齿形槽，高分子材料层B6中部位置开有与面板B2相适配的锯齿形槽，在高分子材料层A5锯齿形槽的左右两侧均设有冷媒进口通道8的半圆槽和冷媒出口通道9的半圆槽，在高分子材料层B6锯齿形槽的左右两侧均设有冷媒进口通道8的半圆槽和冷媒出口通道9的半圆槽，高分子材料层A5和高分子材料层B6的设置增强集成式平板太阳能即热其板芯的塑性变形能力和防摔能力，不会因长时间照射变形而产生裂纹，不会在运输或安装过程中掉落而产生裂纹，密封效果好，且使用寿命长；

S3、将高分子材料层A5和高分子材料层B6对合热熔，并使高分子材料层A5的锯齿形槽与高分子材料层B6的锯齿形槽形成冷媒吸热通道7，高分子材料层A5的冷媒进口通道8半圆槽和高分子材料层B6的冷媒进口通道8半圆槽形成冷媒进口通道8，高分子材料层A5的冷媒出口通道9半圆槽和高分子材料层B6的冷媒出口通道9半圆槽形成冷媒出口通道9，冷媒吸热通道7、冷媒进口通道8和冷媒出口通道9均是通过高分子材料层A5和高分子材料层B6热熔而成，类似于集成电路集成在高分子材料层A5和高分子材料层B6中，集成化程度高，成型后，便于后续的安装，不用考虑安装时密封不严的问题；

S4、将面板A1贴紧盖在高分子材料层A5上，将面板B2贴紧盖在高分子材料层B6上，并将面板A1和面板B2夹紧；

S5、在面板B2的后侧设置有隔热层4，隔热层4后侧放置有背板3，背板3和面板A1一起将高分子材料层A5、高分子材料层B6、面板B2和隔热层4夹紧，安装快捷方便，无需其他辅助密封件。

S6、在冷媒进口通道8和冷媒出口通道9端口采用热熔的方式连接有高分子材料管10，这种连接方式使得高分子材料管10承受的扭矩大，不会轻易出现松动，连接牢靠，在高分子材料管10上还连接有硅胶管11，硅胶管11套在铜管12上，硅胶管11的塑性好，当铜管发生扭转时，硅胶管11发生扭曲，从而传递给高分子材料管10的扭矩小，进一步的防止高分子材料管10从冷媒进口通道8和冷媒出口通道9上脱落。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。