一种槽型太阳能集热板及其制备方法与流程

本发明涉及一种太阳能集热板及其制备方法，属于新能源利用技术领域。

背景技术：

复合陶瓷太阳板是一种新型太阳能集热板，具有生产成本低、使用寿命长、集热效率不衰减的特点，由于黑瓷对阳光具有较高的吸收率，用黑瓷制备复合陶瓷太阳能板成了不错的选择。现有的复合陶瓷太阳板多为用普通陶瓷外喷涂黑瓷泥浆后烧制而成，如专利cn104266390a，公开了一种全流道复合黑瓷太阳能集热板制造方法，用普通陶瓷泥浆在多孔模具中注浆成型为全流道集热板素坯，将钒钛黑瓷泥浆或传统黑瓷泥浆喷涂在素坯的正面经过烧结，或在经过烧结素坯的正面覆盖太阳能吸收涂料，制成基底层是全流道结构的普通陶瓷层、正面层是钒钛黑瓷层或传统黑瓷层或太阳能吸收涂料层的全流道复合黑瓷太阳能集热板。这种复合陶瓷板由于是陶瓷基体，传热导热速度慢，从而影响了集热板的集热效率。

专利cn202081591u公开了一种环保节能效果好的太阳能建材及建筑一体化太阳能利用装置，它使用钒钛黑瓷复合陶瓷太阳板、导热性能良好的金属薄板与热管或无机导热管加工成为一体，将陶瓷与金属复合集热，但这种装置需要支架安装，同时使用复合陶瓷板和金属板增加了重量，两种板材还得用特定结构固定，安装复杂，增加安装成本，还存在雷电、台风、支架安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述不足而提供一种槽型太阳能集热板及其制备方法，不仅能有效提高集热效率，还能直接对接安装，安全方便。

一种槽型太阳能集热板，包括金属基体，金属基体是由金属板和多组平行布列在金属板上的金属管组成的管板一体结构，金属基体上有一层黑色阳光吸收层，所述的黑色阳光吸收层为黑瓷吸收层或黑色液体表面处理转化膜层。

所述的金属板为同侧两端带有侧槽板的槽型结构。

所述的金属管两端设有循环接口，用于与水的循环管道相接或槽型太阳能集热板间的对接。

所述的金属管沿侧槽板延伸的方向平行布列。

所述的槽型太阳能集热板宽度为0.5m～1m，长度为2m～4m，侧槽板高80mm～100mm。

所述的金属管为直径范围10mm～80mm的圆管，管壁厚1mm～5mm。

所述的金属板厚1mm～5mm。

所述的槽型太阳能集热板的制备方法，包括步骤如下：

(1)以金属材料为原料，通过金属型材挤出机一次挤压成型为金属基体形状的管板一体结构；

(2)将金属基体进行表面预处理，去除异物并进行防腐保护；

(3)采用湿法施釉将黑釉涂覆到金属基体表面，经过高温烧结黑釉成瓷并与金属基体牢固凝结在一起，外表面形成黑瓷吸收层；或者将黑色处理液在中低温条件下，采用阳极氧化、电泳、喷涂、磷化、微弧氧化、pvd真空镀或电镀工艺对金属基体进行表面处理，外表面形成与金属基体牢固凝结在一起的黑色液体表面处理转化膜层。

所述的金属材料包括铜、铁、镁、铝及其合金材料；对于熔点高的金属材料如铜、铁、不锈钢等优选黑瓷吸收层，熔点低的金属材料如镁、铝及其合金优选黑色液体表面处理转化膜层。

步骤(2)所述的表面预处理，包括为消除金属基体表面的油污、铁锈和防止介质对管内壁的腐蚀，采用喷砂法、脱脂法、酸洗法、氧化、磷化或钝化等工艺、方法对基体表面和管内壁进行的清洁处理和防腐处理。

所述的黑釉，市购或采用现有技术用黑色工业废渣-提钒尾渣和矿物原料(包括石英、长石、粘土等其中的一种或多种)等原料按照一定的比例混合制成，或者用矿物原料(包括石英、长石、粘土等其中的一种或多种)、化工原料(包括硼砂、硝酸钠、纯碱、碳酸锂、碳酸钙、氧化镁、氧化锌、二氧化锆、氧化钴、氧化镍、二氧化锰、氧化铁等其中的一种或多种)和黑色着色原料等按照一定的比例混合制成。

所述的湿法施釉采用浸渍法或喷涂法或浇注法或流动法。

所述的高温烧结温度在800℃～1200℃，且低于金属材料的熔融温度。

所述的黑色处理液，包括黑色磷化液、黑色陶化液或黑色处理剂等。

所述的中低温温度在60℃～200℃。

所述的黑色阳光吸收层，其阳光吸收率大于0.9，黑瓷吸收层可达到0.95，黑色阳光吸收层厚度为0.1mm～0.5mm。

本发明打破现有太阳能集热板的传统复合方式，用简巧的方法制备出的太阳能集热板为一体化结构安装简单安全，黑色阳光吸收层特别是黑瓷吸收层吸收率高、不易脱落。槽型太阳能集热板的侧槽板能够支撑钢化玻璃，不需要金属外壳、其他支撑部件，覆在基体上的黑色阳光吸收层抗腐蚀、不老化、无衰减，能够实现大规模应用，金属板厚度较薄，与现有的太阳能集热板相比具有成本低、寿命长、效率高的特点，能够降低太阳能的制造成本和使用成本，实现太阳能的大规模产业化应用。

槽型太阳能集热板适用于构建大面积太阳能集热系统，可以全面积安装在一面坡结构或人字形结构的建筑房顶上，与建筑共用结构层、保温层和防水层，实现与建筑一体化，为建筑提供四季热水，冬季取暖等用途，也可以规模化安装在荒地、荒坡或荒漠地区，采用金属结构或混凝土结构，构成太阳能集热场，实现太阳能热水发电。

附图说明

图1为本发明的槽型太阳能集热板的主视图；

图2为本发明的槽型太阳能集热板的截面图；

其中，1.金属板，2.金属管，3.侧槽板，4.循环接口，5.黑色阳光吸收层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1

一种槽型太阳能集热板，包括金属基体，金属基体由金属板1和多组平行布列在金属板1上的金属管2组成的管板一体结构，金属基体上有一层黑色阳光吸收层5，黑色阳光吸收层为涂覆黑釉烧结后形成的黑瓷吸收层，金属板1为同侧两端带有侧槽板3的槽型结构。

金属管2两端设有循环接口4，用于与水的循环管道相接。金属管为直径50mm的圆管，管壁厚3mm，金属板厚3mm，槽型太阳能集热板宽度为0.5m，长度为2m，侧槽板高80mm。

槽型太阳能集热板的制备方法，包括步骤如下：

(1)以不锈钢材料为原料，通过金属型材挤出机一次挤压成型为金属基体形状的管板一体结构；

(2)将金属基体进行表面预处理，酸洗、钝化，去除异物并进行防腐保护；

(3)采用浸渍法施釉将黑釉涂覆到金属基体表面，经过高温1100℃烧结，冷却后黑釉成瓷与金属基体牢固凝结在一起，外表面形成黑色阳光吸收层。

实施例2

一种槽型太阳能集热板，包括金属基体，金属基体由金属板1和多组平行布列在金属板1上的金属管2组成的管板一体结构，金属基体上有一层黑色阳光吸收层5，黑色阳光吸收层为黑色液体表面处理转化膜层，金属板1为同侧两端带有侧槽板3的槽型结构。

金属管2两端设有循环接口4，用于与水的循环管道相接。金属管为直径30mm的圆管，管壁厚2mm，金属板厚2mm，槽型太阳能集热板宽度为1m，长度为2m，侧槽板高100mm。

槽型太阳能集热板的制备方法，包括步骤如下：

(1)以铝合金材料为原料，通过金属型材挤出机一次挤压成型为金属基体形状的管板一体结构；

(2)将金属基体进行表面预处理，酸洗、钝化，去除异物并进行防腐保护；

(3)将耐腐蚀黑色磷化液经过90℃磷化处理工艺涂覆到金属基体表面，与金属基体牢固凝结在一起，外表面形成黑色阳光吸收层。

性能测试对比

以本发明实施例1制得的槽型太阳能集热板与现有的集热板进行性能测试对比，结果如表1，可见本发明槽型太阳能集热板成本低、集热效率高、寿命长、抗衰减。

表1

以上是结合具体实施例对本发明的详细介绍，本发明的保护范围不限于此。