专利名称：一种管板一体集热器板芯的制作方法
技术领域：
本实用新型属太阳能集热器板芯领域，尤其涉及一种将集热管和集热片集合为一体的新型板芯，该板芯具制作成本低坚固耐用等优点。
背景技术：
平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊的热交换器，集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。平板太阳能集热器的基本工作原理十分简单。概括地说，阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成平板太阳集热器的各种热 损失。这就是平板太阳集热器的基本工作过程。平板型太阳能集热器是太阳能集热器中的一种类型。是由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。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。平板型太阳能集热器结构简单，运行可靠，成本低廉，热流密度较低，即工质的温度也较低，安全可靠，与真空管太阳能集热器相t匕，它具有承压能力强，吸热面积大等特点，是太阳能与建筑一体结合最佳选择的集热器类型之一。非常适合使用在企业事业单位、工厂、院校、宾馆酒店、医院、社区、游泳池，甚至可以广泛的讲在凡需用热水温度小于100°c的领域内，原则上都可以用平板型集热器作为热源。平板型集热器的工作过程是阳光透过玻璃盖板照射在表面有涂层的吸热板上，吸热板吸收太阳能辐射能量后温度升高。其设计和使用的要求是有一定的承压能力，与水的相容性良好，热工性能良好，即吸热板吸收阳辐射量后转变成的热量能很快传递给水。平板型太阳能集热器的构造主要有盖板、保温层、镀制有涂层的吸热板芯、固定边框组成。盖板的要求是阳光与吸热板之间的辐射传热板上表面需有透明盖板，使之进去的能量大于散失的能量而提高温升。一般采用高强耐热透明玻璃和普通平板玻璃。盖板层数由使用地区的气象条件和工作温度而定，但从防尘、防水角度考虑，一般仍需要用单层盖板。盖板与吸热板之间的距离一般为2. 5厘米左右。保温层主要是减少集热器向四周环境的散热，以提高集热器的热效率。常用的保温材料一般采用岩棉、矿棉、聚苯乙烯、聚氨脂等，底部保温层一般3-5厘米厚，四周保温层的厚度为底部的一半。吸热板(简称板芯)表面覆盖有吸热涂层。在吸热面板上涂有选择性或非选择性涂层，这种涂层既可使吸热面板吸收更多的太阳能辐射，又可减少吸热板向环境的辐射散热损失。涂层在吸热方面特别重要，目前国内使用的涂层种类比较多，其中多数都是复合涂层。平板型太阳能集热器一般采用铜铝复合和铝铝的材质，目前广东地区大部分采用铜铝复合太阳能集热板。这种集热板是由铜管加铝复合吸热片，或者铝管加铝复合吸热片制成的，这种吸热片的特点在于由两面铝板中间夹着铜管或者铝管，通过压辗复合工艺，使铝铜或铝铝之间紧密结合，使吸热片与中间工质通道接触紧密，传热的热阻小，因而具有很高的肋片效率，此外，这种吸热片的通道内壁为铜质或者铝管，因而有耐腐蚀、寿命长等优点。但是这种结构的吸热片的加工工艺复杂，压力过大容易把中部的铜管或者铝管压扁，使用时会影响水循环。而压力太小则导致铝管或者铜管与吸热片结合不紧密，从而影响热交换。还有就是上述的吸热片都比较轻薄，安装和使用过程中非常容易变形损坏。上述的问题一直存在于行业中，但至今没有一个非常有效的技术解决方案。
发明内容本实用新型的目的就是提供一种制作工艺简单、生产效率高的信息集热器板芯，该板芯还具有机械强度高和热传导性好的优点。本实用新型的技术方案是这样实现的一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的板芯为带有通孔的平板，该平板的下方设置有于该平板融合为一体且相互平行的一个以上通孔构成的导热管。所述的平板状板芯表面还设置有锯齿状截面或者波浪状截面的平行凸棱。 所述的板芯另外一侧及通孔下方为平面状，也就是板芯为一平板和多个平行管状物的融合体形状。所述的通孔形状为方形、圆形、椭圆形、三角形及不规则形状通孔。所述的通孔中设置有与轴线平行的散热凸棱。所述的板芯为型材。所述的板芯的至少一个表面上镀制有太阳能吸热涂层。。通过采用上述的技术解决方案，本实用新型获得了一下积极的技术效果和有点本实用新型通过采用铝合金型材的加工技术，提供了一种新型的板管一体结构的太阳能集热器板芯，首先该板芯克服了压合制作的集热器板芯，导热管和吸热片之间热传导效率低的问题，而采用铝合金型材技术制作的上述板芯，由于导热管和吸热片均为一体制作，故其结构强度高，热传导性能好；由于采用了铝合金型材制作技术，原来需要使用特殊压合工艺制作的太阳能集热器板芯，可以采用传统型材技术制作，通过简化生产工艺大大提高了生产效率，显著降低了生产成本；另外通过采用上述结构的集热器板芯，可以灵活调整其中通孔的间距，实际上这些通孔就是太阳能集热器中实现热交换的水管，通过上述的设置使得上述的间距在生产是可以灵活调整，从而制作出符合不同地区光照条件的集热器板芯；另外本实用新型还通过采用在上述的通孔中设置凸棱的结构，大幅度的提高了水和热的交换面积，从而达到进一步提高太阳能的热交换速度。另外通过采用波浪形截面或者锯齿形截面的太阳能集热表面，使其具备一定的角度调节能力，通过这种调节能力，可以降低太阳能集热器的倾斜角度，增加太阳能集热器的抗风能力。总之，本实用新型通过上述的一系列技术改进，提供了一种生产工艺简单，生产效率高、同时具备高机械强度和高换热性的新型集热器板芯。使用该板芯制作的平板太阳能集热器可以显著地提高其使用寿命。
图I为本实用新型的结构示意图；图2-图5为本实用新型板芯的截面形状示意图；[0015]图6为本实用新型板芯表面带有凸棱的结构示意图；图7为本实用新型另外一种结构的示意图；图8-图16为本实用新型板芯导热管截面形状示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。如图1-7所示。本实用新型涉及一种新型集热器板芯，该板芯显著的简化生产工艺，提高板芯的生产效率，同时兼具良好机械强度的板管一体结构的太阳能集热器板芯，由于将普通的吸热片和包裹在吸热片中的导热管一体制作成型，因此其热传导的效率明显提高。所述的板芯为带有通孔的平板1，该平板I的下方设置有于该平板I融合为一体且相互平行的一个以上通孔构成的导热管2。也就是板芯为一平板和多个平行管状物的融合体形状。这种结构的优点就是加工更加容易，同时其自身的机械强度非常高。导热管2与集热器管路连接，用于流动水以带有板芯中吸收的太阳能。该板芯的具体结构为板芯的至少一个表面为平板状，这个平板状表面后期会镀制复合吸热涂层，也就是相当于普通集热器板芯中的吸热片表面。该平板I形下方设置有于该平板融合为一体且相互平行的一个以上通孔构成的导热管2。将上述的导热管2两端与太阳能集热器进水和出水连接即可。通过上述的描述可知，本实用新型实际上采用的就是将现有的铝型材制作工艺，用于制作集热器板芯，因此其生产效率得到大幅度的提高，同时是产品的精度、机械强度等方面也同样有显著地提升。所述的导热管2即可排列成整体结构，也可间隔一定间距排列。如图6所示，这里提到的排列成整体结构是指导热管一个紧贴着另外一个排布导热管，两个相邻的导热管使用一个共用的侧壁，这种结构的板芯中部密布一列导热管。如图7所示，设置一定间距排列，是指每一个导热管之间间隔一定距离，具有独立的导热管侧壁。导热管在每一个板芯上至少具有一个，为了提高整体的强度，一般都采用多个导热管的结构，这样可以避免由于某一个导热管泄漏导致集热器板芯整体失效的问题，同时也可以显著地提高板芯的机械强度，防止热媒工作时变成气态时，使导热管由于内部压力上升而导致的鼓胀问题。 如图6和图7所示，由于本实用新型采用的是铝型材加工工艺，因此可以非常轻松的制作一些截面更加复杂，性能更加完善的集热器板芯。因此本实用新型在上述的基础上还进行了如下技术改进，在所述的平板状板芯表面还设置有锯齿状截面或者波浪状截面的平行凸棱3。设置上述的形状的凸棱3，可以使集热器板芯在实际使用过程中具有更好的吸收太阳光的性能。例如在使用波浪状的集热器板芯时，将其圆弧与太阳的轨道弧度重合，这样虽然太阳角度在随时变化，但是该集热器板芯却始终都与太阳有一个非常好的照射角度，可以进一步提高集热器的吸热效果。而采用锯齿形的凸棱3，使集热器板芯表面具有一定的倾斜角度，因此这种板芯可以改变与太阳之间的照射角度，使用在沿海台风地区，可以有效的减少集热器的倾斜角度，从而达到提高抗风性能的作用。另外需要说明的一点就是所述的板芯的平板状部分或波浪状部分、或锯齿状部分表面镀制有太阳能吸热涂层。另外就是由于本实用新型采用的是型材加工的技术，因此其上的通孔也就是导热管2或者称为热交换管，其截面的形状可以加工成任意形状，如图7-15所示，从上面的描述可知，本发明的板芯是通过金属型材加工工艺制作的，因此板芯上的导热管2可以方便的制作成各种不同截面形状，导热管截面形状为方形、圆形、椭圆形、三角形、梯形、菱形及不规则形状。这些不同的导热管截面形状都可以用于制作板芯。如图所示，同样道理本实用新型中的板芯截面形状也可以灵活设置，图中所示的各种截面形状都可以。如图7所示，为了增加水与吸热片之间的接触面积，进一步热交换的效率，本实用新型中还在通孔也就是导热管2中设置有与轴线平行的散热凸棱4。通过采用这样的结构，可以显著地提高热媒与板芯之间的热交换速度和效率。如图I所示，本实用新型的集热器板芯，在安装的过程中，可以采用在每一个导热管两端均设置螺纹，并通过管道连活节5实现与集热器管路6连接，从而构成一个具有循环管路的集热器。至于管路6中水流方向则可以使用堵头7来进行调整。另外采用焊接方式也可以实现板芯与循环管路的连接。与常见的板式集热器一样，上述的板芯部分同样可以设置在由边框、底板和改变等组成的集热器外壳中，这样不但可以保护集热器板芯，同时也使上述的集热器具有较好的外观。
·[0024]以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的板芯为带有通孔的平板，该平板的下方设置有于该平板融合为一体且相互平行的一个以上通孔构成的导热管。
2.根据权利要求I所述的一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的平板状板芯表面还设置有锯齿状截面或者波浪状截面的平行凸棱。
3.根据权利要求I所述的一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的板芯另外一侧及通孔下方为平面状，也就是板芯为一平板和多个平行管状物的融合体形状。
4.根据权利要求I所述的一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的通孔形状为方形、圆形、椭圆形、三角形及不规则形状通孔。
5.根据权利要求I或者4任意一个所述的一种管板一体集热器板芯,其特征在于所述的通孔中设置有与轴线平行的散热凸棱。
6.根据权利要求I或者3任意一个所述的一种管板一体集热器板芯,其特征在于所述的板芯为型材。
7.根据权利要求I或者2任意一个所述的一种管板一体集热器板芯,其特征在于所述的板芯的至少一个表面上镀制有太阳能吸热涂层。
专利摘要本实用新型属太阳能集热器板芯领域，尤其涉及一种将集热管和集热片集合为一体的新型板芯，该板芯具制作成本低坚固耐用等优点。一种管板一体集热器板芯，其特征在于所述的板芯为带有通孔的平板，该平板的下方设置有于该平板融合为一体且相互平行的一个以上通孔构成的导热管。本实用新型的目的就是提供一种制作工艺简单、生产效率高的信息集热器板芯，该板芯还具有机械强度高和热传导性好的优点。
文档编号F24J2/46GK202792633SQ20122035707
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者唐云铠, 杨建 申请人:深圳市鹏桑普太阳能股份有限公司