专利名称：集热换热构件、太阳能集热板和太阳能集热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及集热换热构件、太阳能集热板和太阳能集热器。
背景技术：
目前，随着太阳能利用技术的发展，利用太阳能集热器来加热的 太阳能热水器越来越被广泛地使用。对于太阳能集热器而言，其中的 集热构件是决定其质量的重要部件。
现有的平板太阳能热水器的集热器采用的集热构件大多为平板玻 璃下的铜管翼片式集热系统。如图1所示，集热构件主要包括集热板1、
集热紫铜排管2、热交换热水上升管3、水箱4、水温水位控制仪5、 热交换冷水下降管6。
但是，现有的这种集热构件的缺点在于a)不防冻，由于集热板 内采用的是铜管，如果在气温低于0度的地区使用，水结冰会导致铜 管胀裂；b)集热效率低，铜管之间具有一定的空隙，这些空隙使得铜 管边侧吸收太阳光热的翼片导热给铜管的距离增大，造成集热效率降 低，而且铜管还会结水垢，时间一长也会增大热阻影响集热效率；c) 生产成本较高。
在中国专利号ZL200450107775.0中，提出了这样的太阳能集热器， 所述集热器包括由透明隔热材料构成的阳面外层和由保温材料构成的 阴面外层共同包裹的集热构件，所述集热构件由导热材料和具有一定 抗拉强度的材料中间夹裹软管构成。
但是，上述实用新型的太阳能集热器的集热构件，当中间夹裹的 软管中注入高压介质之后，会变形成为圆管状，这样就相对增大了集 热器的热容，降低其比表面积，使其集热效率较低，同时还影响集热 器的外观。
而对于现有的平板式换热器，基本上采用金属材料制作，这是因 为金属材料的导热快、易制造，可是普通的金属材料往往很容易与热 交换介质发生反应，造成材料腐蚀、换热器内部结垢，在这种情况下就必须采用特制不锈钢或金、银等贵重金属制作，提高了材料成本， 而且还不能完全解决结垢问题，需要定期拆装清洗除垢，而且当水作 为热交换介质时，尤其是在化工生产、海水淡化、污水处理和地下水 热交换行业中的换热器，热水结垢堵塞管路和冰水结冰膨胀胀裂管路 的问题也一直不能得到很好解决。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的一个方面在于提供一种 集热换热构件，其中，所述集热换热构件包括对向设置的一对板状构 件和将该一对板状构件固定密封的固定密封结构，其中该一对板状构 件的至少一个形成有凹部，同时该一对板状构件的至少一个由导热材 料构成，当该一对板状构件通过所述固定密封结构贴合在一起时，该 凹部构成密闭空间，该密闭空间设有至少一个进口和至少一个出口。
根据本发明的一个实施方式的集热换热构件，其中，所述固定密 封结构采用弹性夹接、夹接、铆接、焊接、缝合、粘接、压接中的至 少一种来固定所述这对板状构件。
根据本发明的另一个实施方式的集热换热构件，其中，所述固定 密封结构采用在所述这对板状构件的相对向的内表面上附着薄膜材 料，通过薄膜材料完全包裹所述密闭空间来密封所述这对板状构件。
根据本发明的又一个实施方式的集热换热构件，其中，所述薄膜 材料为不易结垢耐腐蚀的柔性材料制成。
根据本发明的又一个实施方式的集热换热构件，其中，所述导热 材料为金属材料。
根据本发明的又一个实施方式的集热换热构件，其中，所述这对 板状构件中的至少另一个由具有抗弯强度的硬板材料构成。
根据本发明的又一个实施方式的集热换热构件，其中，所述硬板 材料内层叠加有一层弹性材料。
根据本发明的又一个实施方式的集热换热构件，其中，所述弹性 材料为塑料或橡胶。
5本发明的另一个方面在于提供一种太阳能集热板，其中，所述太 阳能集热板包括本发明的集热换热构件，在所述集热换热构件的一对 板状构件的导热材料的外表面涂有太阳选择性吸收涂层。
本发明的又一个方面在于提供一种太阳能集热器，其中，所述太 阳能集热器安装有本发明的太阳能集热板。
通过本发明的集热换热构件，不但能用于集热，也能用于换热， 并且具有防冻、集热换热效率高、不易结垢、耐腐蚀，并且工艺简单、 成本低廉的优点。并且，根据本发明的太阳能集热板和太阳能集热器， 不但提高了集热效率，并且降低了生产成本。
图1是现有的太阳能集热器的示意图2是根据本发明的集热换热构件的剖视图3是根据本发明的集热换热构件的俯视图4是具有根据本发明的太阳能集热板的太阳能集热器的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进行更详细的说明。
本发明的集热换热构件包括对向设置的一对板状构件和将该一对 板状构件固定密封的固定密封结构，其中该一对板状构件的至少一个 形成有凹部，同时该一对板状构件的至少一个由导热材料构成，当该 一对板状构件通过所述固定密封结构贴合在一起时，该凹部构成密闭 空间，该密闭空间设有至少一个进口和至少一个出口。
所述这对板状构件中的至少一个由导热材料构成，而另一个由具 有一定抗弯强度的硬板材料构成。其中由导热材料构成的板状构件主 要用作集热换热构件的集热换热面，为了提高集热换热效率同时也为 了减少金属材料使用量，优选该导热材料采用金属薄板，并且对该金 属薄板预先进行拱翘或压制而形成有扁平状的凹部；当用于太阳能集 热板时，则在该板状构件的外表面涂覆太阳选择性吸收涂层，以最大 限度地吸收太阳能。
由于板状构件中的至少一个是由具有抗弯强度的硬板材料构成， 其具有足够的抗弯强度，能够抵抗进出密闭空间内的热交换介质的压
6强，从而阻止这对板状构件由于高压介质注入而拱翘过大，使密闭空 间变厚，例如从扁平状变成明显的椭圆状。从而最大限度地降低该密 闭空间的容积，有效增加其中的热交换介质的比表面积，提高集热换 热效率。
在所述这对板状构件的相对向的内表面上还附着有薄膜材料，当 所述这对板状构件通过弹性夹接、夹接、铆接、焊接、缝合、粘接、 压接中的至少一种固定在一起之后，具有一定压力的热交换介质挤压 进位于两块板之间的凹部内时，由于该凹部被薄膜材料完全包裹住， 从而使得该凹部构成一个带有进出口的密闭空间。
当所述集热换热构件的密闭空间内流动的热交换介质为水时，优 选所述这对板状构件采用弹性夹接的方式来固定，这样的作用在于 采用弹性夹接不但连接这对板状构件，而且还具有伸縮余地，当作为 热交换介质的水结冰膨胀时，能有效防止集热换热构件胀裂。此外， 当在所述该对板状构件间再增加一块弹性材料，例如在所述硬板材料 的内层再叠加一层弹性材料，如塑料板或橡胶板，也能够使该集热换 热构件间的密闭空间能有弹性伸縮余地。
此外，所述密闭空间是由薄膜材料来包裹的。所述薄膜材料采用 薄膜袋、薄壁软管、板状构件内壁镀膜中的至少一种。此外，所述薄 膜材料由塑料或橡胶这样的柔性材料制成。由于所述薄膜材料不易结 垢耐腐蚀，其包裹住密闭空间，热交换介质在该密闭空间内流动，因 此其活动范围和方向被有效限制住，完全阻止该热交换介质对构成板 状构件的金属材料的腐蚀。
上述用薄膜材料来包裹密闭空间可以通过如下方式来实现1、在 这对板状构件相对向的内表面上镀膜，然后再开热交换介质的进出口； 2、将平行并列平铺的薄膜软管夹在这对板状构件之间，软管两端的开 口分别为热交换介质的进出口； 3、将薄膜袋夹扁在这对板状构件之间， 然后再开热交换介质的进出口。此外，由于后2种方式形成的密闭空 间是非刚性的，有一定的伸缩性，对水结冰膨胀可能胀裂密闭空间的 问题有预防作用。
图2和图3分别是根据本发明的集热换热构件的剖视图和俯视图。
如图2所示，本发明的集热换热构件包括相对向设置的一对板状 构件7和9，其中板状构件7由具有导热性能的带有扁平凹槽的金属薄
7板制成，板状构件9由具有抗弯强度的硬板制成。当所述这对板状构
件相对向设置时，所述扁平凹槽位于这对板状构件之间。
首先，这对板状构件7和9之间通过采用弹性夹接的方式来连接， 所述弹性夹接的方式包括弹簧垫圈10、夹紧螺母11和多脚夹紧连杆 12，通过该方式将这对板状构件7和9固定在一起，并且确保板状构 件7和9之间的间距能有一弹性活动范围，防止热交换介质的热胀冷 縮对于集热换热构件的破坏。
其次，在所述板状构件7和9相对向的内表面上附着有薄膜材料， 该薄膜材料完全包裹住所述扁平凹槽，从而在所述这对板状构件之间 构成一个具有进口和出口的密闭空间。在本实施方式中该密闭空间为 带有进口和出口的薄膜软管8。
如图3所示，设置在集热换热构件的所述板状构件7和9中间的 薄膜软管8有若干根，所述薄膜软管的进口与热交换介质的进入管13 连接，所述薄膜软管的出口与热交换介质的排出管14连接，从而使得 热交换介质只能在薄膜软管8、热交换介质的进入管13和热交换介质 的排出管14内流动，确保整个集热换热构件不易结垢性和耐腐蚀性。 另外，可以理解，进入管13和排出管14是由例如塑料这样不易结垢 耐腐蚀的材料形成的。
本发明的太阳能集热板通过在所述集热换热构件的一对板状构件 的导热材料的外表面涂有太阳选择性吸收涂层而形成。
图4是安装有根据本发明的太阳能集热板的太阳能集热器的示意图。
如图4所示，本发明的太阳能集热器构成如下预先在所述集热 换热构件的一对板状构件的导热材料的外表面涂上一层太阳选择性吸 收涂层，从而形成太阳能集热板，随后将太阳能集热板的集热换热构 件中的进入管13与进水口 17相连接，排出管14与出水口 18相连接， 然后将太阳能集热板整体安装进底部及四周都充填有保温材料的铝合 金方框16中，随后在铝合金方框16的上面盖上透明玻璃15，这样构 成了本发明的太阳能集热器。
虽然以上结合附图和实施例对本发明进行了具体说明，但是可以 理解，上述说明不以任何形式限制本发明。本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和 变化，这些变形和变化均落入本发明的范围内。
权利要求
1. 一种集热换热构件，其特征在于，所述集热换热构件包括对向设置的一对板状构件和将该一对板状构件固定密封的固定密封结构，其中该一对板状构件的至少一个形成有凹部，同时该一对板状构件的至少一个由导热材料构成，当该一对板状构件通过所述固定密封结构贴合在一起时，该凹部构成密闭空间，该密闭空间设有至少一个进口和至少一个出口。
2. 根据权利要求1所述的集热换热构件，其特征在于，所述固定 密封结构采用弹性夹接、夹接、铆接、焊接、缝合、粘接、压接中的 至少一种来固定所述这对板状构件。
3. 根据权利要求1所述的集热换热构件，其特征在于，所述固定 密封结构采用在所述这对板状构件的相对向的内表面上附着薄膜材 料，通过薄膜材料完全包裹所述密闭空间来密封所述这对板状构件。
4. 根据权利要求3所述的集热换热构件，其特征在于，所述薄膜 材料为不易结垢耐腐蚀的柔性材料制成。
5. 根据权利要求1所述的集热换热构件，其特征在于，所述导热 材料为金属材料。
6. 根据权利要求1所述的集热换热构件，其特征在于，所述这对 板状构件中的至少另一个由具有抗弯强度的硬板材料构成。
7. 根据权利要求6所述的集热换热构件，其特征在于，所述硬板 材料内层叠加有一层弹性材料。
8. 根据权利要求7所述的集热换热构件，其特征在于，所述弹性 材料为塑料或橡胶。
9. 一种太阳能集热板，其特征在于，所述太阳能集热板包括如权 利要求1-8任意一项所述的集热换热构件，在所述集热换热构件的一对 板状构件的导热材料的外表面涂有太阳选择性吸收涂层。
10. —种太阳能集热器，其特征在于，所述太阳能集热器安装有如 权利要求9所述的太阳能集热板。
全文摘要
本发明提供一种集热换热构件，其中，所述集热换热构件包括对向设置的一对板状构件和将该一对板状构件固定密封的固定密封结构，其中该一对板状构件的至少一个形成有凹部，同时该一对板状构件的至少一个由导热材料构成，当该一对板状构件通过所述固定密封结构贴合在一起时，该凹部构成密闭空间，该密闭空间设有至少一个进口和至少一个出口。本发明还提供一种太阳能集热板和一种太阳能集热器，所述太阳能集热板具有前述集热换热构件，所述太阳能集热器具有前述太阳能集热板。本发明的集热换热构件的优点在于防冻、集热换热效率高、不易结垢、耐腐蚀、工艺简单、成本低廉；本发明的太阳能集热板和太阳能集热器，不但提高集热效率，并且降低生产成本。
文档编号F24J2/20GK101487633SQ200810032798
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月18日 优先权日2008年1月18日
发明者群 华 申请人:群 华