专利名称：具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及太阳能光热综合利用的太阳能集热芯，特别涉及的是用于太阳能集热器上的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯。
背景技术：
太阳能集热器是太阳热利用已经市场化的商品。平板式太阳能集热器的核心部件是集热芯，它是由镀有选择性吸收太阳能光谱的膜层的集热板与铜管焊接为一体组成的，集热芯铜管输送集热板吸收太阳能热量后的热媒或热油或热水流体到储热系统如水箱等等发挥或交换热能的作用，如制热水等，由此产生可再生能源。集热芯过去是铜金属基板与铜管焊接在一起组成，集热芯因是同一种金属，没有电位差，集热芯在建筑屋顶上长时间使用，那怕在海边的腐蚀性空气环境使用，也不发生微电池腐蚀，集热芯的使用寿命都在十五年以上。由于铜材料涨价，加之更广泛推广使用太阳能集热器，为了追求更低成本的集热芯以使光热利用更具市场化能力，人们开始用铝金属基板代替铜基板，由于铝基板与铜管之间焊接处因采用激光熔焊会产生铜铝合金，之间存在的电位差而导致晶间腐蚀和电隅腐蚀，特别是潮湿空气和有氯离子空气环境，使集热芯的使用寿命达不到过去的十五年的使用寿命。针对此问题，业者改用了超声波焊接技术不产生熔焊，尽量避免产生铜铝合金而导致晶间腐蚀和电隅腐蚀，而延长集热芯使用寿命。 由于两金属材料接触面是相互镶入，当集热芯使用环境潮湿有氯离子腐蚀性空气在焊接界面长期保有水汽等，仍会产生微电池腐蚀，这种腐蚀随着长时间作用，会将铜管壁厚腐蚀穿孔，特别对于激光焊接因熔焊管壁和基板产生铜铝合金，铜管的壁厚腐蚀会更快，阻隔焊接处的焊接界面或产生的铜铝合金熔焊点与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触，成为防止此处产生微电池腐蚀的关键技术，也是提高集热芯及集热器寿命的关键点。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上不足，提供ー种阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、 和腐蚀性潮湿环境接触而产生电化学腐蚀，提高集热芯及集热器使用寿命的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯。本发明的目的是这样来实现的
本发明具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，有ー块金属吸热基板，金属吸热基板面向太阳光一面镀有太阳能选择性吸收膜层而另一面上紧贴并焊接有输送吸热板热量的铜管，铜管与金属吸热基板焊接处与空气接触面涂覆有ー层阻隔水或腐蚀性空气的抗微电池腐蚀的有机树脂，铜管将被加热了的流体输送到集热芯以外的储热系统中，阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触从而不产生电化学腐蚀，提高了集热芯及集热器使用寿命。上述的太阳能选择性吸收膜层中有电镀黑铬层，在电镀黑铬层与金属吸热基板之间至少镀有ー层具有红外反射功能的铜层和/或至少ー层具有红外反射功能的镍层。上述的太阳能选择性吸收膜层是采用真空磁控溅射的方法镀在金属吸热基板上， 由金属吸热基板向外分别是具有红外反射功能的铝或铜层、具有光热转换功能的氮化硅或氮氧化硅层、铬合金或铬合金氧化物层、氮化硅或氮氧化硅层。
上述的金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用激光焊接方法焊接为一体，焊接点在铜管两边分布。上述的金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用超声波焊接方法焊为一体，铜管圆弧与铝金属吸热基板平面之间有2至5mm宽度焊接为一体，超声波焊接比激光焊增加了铜管与铝金属材料的接触面积，从而增加了传热面积，热传导效率更高，减少了或不产生铜铝合金而导致晶向腐蚀和电偶腐蚀，提高使用寿命。上述的有机树脂是热固性树脂，因工作状况时集热芯板管温度达100°C甚至 150°C，热塑性树脂不行，且不抗热老化。热固性树脂涂覆工艺流程简单，树脂加固化剂，少部份溶剂，手工刷或机器喷涂后进100°C烘道加快固化即成涂层，涂层粘着力强、寿命长、防潮防腐具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，铜管与吸热板焊接处与空气接触面涂覆有一层阻隔水或腐蚀空气的抗微电池腐蚀的有机树，抗热老化。上述的热固性树脂是有机硅树脂，或环氧树脂，或丙烯酸树脂、或聚酯树脂。上述的热固性树脂中加有碳黑，树脂中加有碳黑，不但能增加热固性树脂结合强度，也能增加涂层处对太阳热的吸附，提高吸热效率。本发明的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，实现了阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触从而不产生电化学腐蚀，提高了集热芯及集热器使用寿命。
图I为本发明中铝金属吸热基板与太阳能选择性接收膜层的结构示意图。图2为本发明金属吸热基板与太阳能选择性接收膜层的另一结构示意图。图3为本发明具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯结构示意图。图4为本发明具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯另一结构示意图。
具体实施例方式
实施例I:
图I 图3给出了本实施例I图。参见图1，太阳能选择性吸收膜层I是采用真空磁控溅射镀在铝金属基板2面向太阳光的一面上。太阳能选择性吸收膜层中有由铝金属吸热基板2向外分别是具有红外反射功能的铝(或铜)层3，具有光热转换功能的氮化硅(或氮氧化硅)层4，铬合金(或铬合金氧化物)层5、氮化娃(或氮氧化娃)层6。太阳能选择性吸收膜层I也可如图2所示镀在铝金属基板面向太阳光的一面上。 太阳能选择性吸收膜层中有电镀黑铬层7，在电镀黑铬层7与铝金属基板2之间镀有一层具有红外反射功能的铜层3和具有红外放射功能的镍层8。参见图3，将直径8_12mm铜管9与图I (或图2)中镀有太阳选择性能接收膜层I 的铝金属基板2用超声波焊接机焊接后，在铝金属基板2与铜管9之间形成超声波焊接界面10，采用机器喷涂或人工刷涂的方式，将有机树脂即有机硅树脂(或热固性丙烯酸树脂或环氧树脂，聚酯树脂等)均匀的涂在铜管和镀有太阳能接收层铝金属基板的焊接连接的间隙处，经过有机树脂固化，(而每种有机树脂的工艺特性均有差异有机硅树脂固化温度要求高，聚酯树脂的使用温度要低些等，综合各个条件来看热固性丙烯酸树脂，环氧树脂的エ艺性能要好ー些，最佳实施例是超声波焊+有机硅树脂或环氧树脂或丙烯酸树脂。各个有机树脂的配制エ艺和固化工艺已是成熟的エ艺)。经固化后得到图3的结果，在焊接连接的间隙处均匀的涂有一层有机树脂层U。不管采用何种方式涂布要求有机树脂层即有机硅树脂或热固性丙烯酸树脂或环氧树脂或聚酯树脂等均匀连续，不得有漏涂，不然则因漏涂处不能阻隔水汽而使不同金属界面产生电化学腐蚀。可采用涂覆机构自动喷出的树脂自动涂覆到焊接痕上，完成对焊接痕的保护。实施例2:
图I、图2、图4为实施例2图。本实施2基本与实施例I相同，不同处是镀有太阳能选择性接收膜层I的铝金属基板2与铜管9用激光焊接机焊接，在铝金属基板2与铜管9之间形成激光焊接间隔缝12，采用机器喷涂或人工刷涂的方式，将有机树脂即有机硅树脂即热固性丙烯酸树脂(或环氧树脂或聚酯树脂等)均匀的涂在铜管和镀有太阳能接收膜层的铝金属基板的焊接链接处。采用激光焊+有机硅树脂或环氧树脂或丙烯酸树脂涂覆エ 艺，管与金属基板之间应尽量靠紧，防止树脂流入间隙后固化成为隔热涂层，使已比超声波焊传导热水平低的情况变得更差。上述各实施例是对本发明的上述内容作进ー步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
权利要求
1.具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，有一块金属吸热基板，金属吸热基板面向太阳光一面镀有太阳能选择性吸收膜层而另一面上紧贴并焊接有输送金属吸热基板热量的铜管，铜管与金属吸热基板焊接处与空气接触面涂覆有一层阻隔水或腐蚀性空气的抗微电池腐蚀的有机树脂，铜管将被加热了的流体输送到太阳能集热芯以外的储热系统中。
2.如权利要求I所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于太阳能选择性吸收膜层中有电镀黑铬层、在电镀黑铬层与金属吸热基板之间至少镀有一层具有红外反射功能的铜层和/或至少一层具有红外反射功能的镍层。
3.如权利要求I所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于太阳能选择性吸收膜层是采用真空磁控溅射的方法镀在金属吸热基板上，太阳能选择性吸收膜层中有从金属吸热基板向外是具有红外反射功能的铝或铜层、具有光热转换功能的氮化硅或氮氧化硅层、铬合金或铬合金氧化物层、氮化硅或氮氧化硅层。
4.如权利要求I或2或3所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用激光焊接方法焊接为一体，焊接点在铜管两边分布。
5.如权利要求I或2或3所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用超声波焊接方法焊接为一体，铜管圆弧与铝金属吸热基板平面之间有2至5_宽度焊接为一体。
6.如权利要求I或2或3所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于有机树脂层是热固性树脂。
7.如权利要求6所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于热固性树脂是有机硅树脂、或环氧树脂、或丙烯酸树脂、或聚酯树脂。
8.如权利要求6所述的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，其特征在于热固性树脂中加有碳黑。
全文摘要
本发明用于太阳能集热器上的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，有一块金属吸热基板，金属吸热基板面向太阳光一面镀有太阳能选择性吸收膜层而另一面上紧贴并焊接有输送金属吸热基板热量的铜管，铜管与金属吸热基板焊接处与空气接触面涂覆有一层阻隔水或腐蚀性空气的抗微电池腐蚀的有机树脂，铜管将被加热了的流体输送到太阳能集热芯以外的储热系统中。本发明太阳能集热芯阻隔了焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触从而不产生电化学腐蚀，提高了使用寿命。
文档编号B23K20/10GK102607204SQ20121006537
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者刘光, 徐胜洋, 甘国工, 陈德武 申请人:甘国工