太阳能热水器的集热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种太阳能热水器，具体涉及太阳能热水器的集热管。
【背景技术】
[0002] 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输， 对环境无任何污染。在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳 能比较分散，必须设法把它集中起来。
[0003] 太阳能热水器是一种集中太阳的辐射能的重要装置，能够将分散的太阳能集中 后，将其转化为热能。
[0004] 通常的太阳能热水器，包括集热器，所述的集热器包括外管和集热内管，所述的集 热内管设置在所述的外管中，两者之间是真空的。
[0005] 因此，如何提高集热内管的集热效果，是提高太阳能热水器效率的关键所在。
[0006] 为了提高太阳能集热器的效率，唯一有效的办法是在保持最大限度地采集太阳能 的同时，许多专利为了尽可能减小其对流和辐射热损，对所采用集热器的集热板材料进行 了大量的工作，但是，大部分均采用了涂层的方法，从非选择性的普通黑漆到选择性的硫化 铅、金属氧化物涂料，从黑镍、黑铬到铝阳极化涂层等。
[0007] 目前我国平板集热板吸收表面主要采用钛氮氧化物吸热涂层和铜条带上黑铬选 择性涂层。在中国发明专利说明书CN101250688A中公开了一种太阳能选择性吸收涂层及 其制备方法，该吸收层包括吸收层和减反射层，吸收层由溅射沉积在基体上的TiN层、溅射 沉积在TiN层上的TiO层以及溅射沉积在TiO层上的Ti02层构成，减反射层位溅射沉积在 Ti02层上的Si02层。现有钛氮氧化物吸热涂层材料为目前最好的吸热材料，其吸收率高达 96%，反射率约0. 2%左右，但是该涂层的制备方法为磁控溅射工艺，设备投资大，质量难控 制，因此成本较高且不利于低碳环保。
[0008] 而中国发明专利说明书CN101864582A则公开了一种铝基大面积电镀黑铬太阳能 集热板的制备方法。该发明的制备方法是利用三价铬电镀黑铬工艺在大面积铝板上制备高 效的太阳能吸热涂层。虽然黑铬涂层材料也是较好的吸热材料，其吸收率约91 %左右，反射 率则高达5 %，吸收发射比（α / ε )接近于6~13,但是该种材料通常采用电化学镀方法制 备，电镀液镀液配置复杂，生产成本高且对环境有污染。
[0009] 中国专利CN 103525377Α公开了一种涂料，虽然能够克服以前专利所存在的缺 陷，但是，依然是一种涂层，没有能够根本解决问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种用于太阳能热水器的集热器，以克服现有技术存在的缺 陷。
[0011] 本发明所述的用于太阳能热水器的集热器，包括透明的真空外管和集热内管，所 述的集热内管插在所述的真空外管中，其两端与所述的真空外管的外壁密封连接；
[0012] 所述的集热内管包括：导热外管、储热层和导热内管，所述的储热层设置在导热外 管和导热内管之间，所述的储热层的两端与所述的导热外管和导热内管密封连接；
[0013] 所述的储热层的材料为相变材料，所述的相变材料为碳粉、偶联剂、聚乙烯蜡和石 蜡的混合物；
[0014] 各个组分的重量份数为：
[0015] 碳粉 100份 偶联剂 1~5份 聚乙烯蜡 40~70份 石錯 20~30份；
[0016] 所述的碳粉的粒径为100~200微米；
[0017] 所述的偶联剂选自Ν-(β-氨乙基）-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、酞酸酯偶联剂如 ΤΙΤΑΝΑΤΕ COUPLING AGENT (美国 Kenrich 牌号）KR-12、KR-38、KR-41B、KR-138、KR-238、 KR-238T、KR-TTS01)、钛酸酯偶联剂，如（NDZ-101) TITANATE COUPLING AGENT (NDZ-101)国 外对应牌号为：KR-TTS美国Kenrich石油化学公司；
[0018] 所述的聚乙烯蜡的熔点为92°C，所述石蜡熔点为47°C ;
[0019] 本发明的制备方法包括如下步骤：
[0020] 将储热层2的材料混合加热熔融，即可获得相变材料，然后填充在导热外层和导 热内层3之间即可。
[0021] 本发明的工作原理是：
[0022] 相变材料在温度较低时，为固态，太阳光辐射下，吸收热量，温度升高至相变温度 时，比如70 °C，融化为液态；
[0023] 当需要加热的水从中获取热量时，相变材料可在70°C下释放热量，并维持温度为 70°C，直至全部凝固为固态，并在70°C的固态下继续释放热量。
[0024]由此可见，所述的相变材料能够有效的保持热量，将其转化为热能。
[0025] 本发明结构简单，不仅能够将采集到的太阳能，转化为热能后，充分利储存在储热 层2中，而且制备容易，成本低廉，无毒无害，便于推广应用。
【附图说明】
[0026] 图1为集热内管结构是示意图。
【具体实施方式】
[0027] 参见图1，本发明所述的用于太阳能热水器的集热器，包括透明的真空外管4和集 热内管，所述的集热内管插在所述的真空外管4中，其两端与所述的真空外管4的外壁密封 连接；
[0028] 所述的集热内管包括：导热外管1、储热层2和导热内管3,所述的储热层2设置在 导热外管1和导热内管3之间，所述的储热层2的两端与所述的导热外管和导热内管3密 封连接。
[0029] 实施例1
[0030] 配方（重量份）
[0031] 碳粉 100份 偶联剂 5份 聚乙烯蜡 70份 石蜡 20份；
[0032] 所述的碳粉的粒径为200微米；
[0033] 所述的偶联剂为N- ( β -氛乙基）-Y-氛丙基二乙氧基硅烷。
[0034] 将储热层2的材料混合加热熔融，即可获得相变材料，然后填充在导热外层和导 热内层3之间，封闭两端即可获得集热内管，然后将其插在透明的真空外管4中，即可获得 所述的太阳能热水器的集热器。
[0035] 实施例2
[0036] 配方（重量份）
[0037] 碳粉 100份 偶联剂 1汾 聚乙烯蜡40份熔点92"C 石蜡 30份熔点47°C
[0038] 碳粉的粒径为100微米；
[0039] 偶联剂为钛酸酯偶联剂KR-TTS美国Kenrich石油化学公司。
[0040] 制备方法同实施例1。
【主权项】
1. 太阳能热水器的集热器，包括透明的真空外管（4)和集热内管，所述的集热内管插 在所述的真空外管（4)中，其两端与所述的真空外管（4)的外壁密封连接；其特征在于，所 述的集热内管包括：导热外管（1)、储热层（2)和导热内管（3)，所述的储热层（2)设置在导 热外管（1)和导热内管（3)之间，所述的储热层（2)的两端与所述的导热外管和导热内管 (3)密封连接。
2. 根据权利要求1所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，所述的储热层的材料 为相变材料。
3. 根据权利要求2所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，所述的相变材料为碳 粉、偶联剂、聚乙烯蜡和石蜡的混合物。
4. 根据权利要求3所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，相变材料各个组分的 重量份数为： 碳粉 1 ()〇份 偶联剂 1~5份 聚乙烯蜡 40~70份 石蜡 20~30份。
5. 根据权利要求4所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，所述的碳粉的粒径为 100~200微米。
6. 根据权利要求4所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，所述的偶联剂选自 Ν-(β-氨乙基）-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、酞酸酯偶联剂或钛酸酯偶联剂。
7. 根据权利要求4所述的太阳能热水器的集热器，其特征在于，所述的聚乙烯蜡的熔 点为92°C，所述石蜡熔点为47°C。
8. 根据权利要求1~7任一项所述的太阳能热水器的集热器的制备方法，其特征在于， 包括如下步骤将储热层的材料混合加热熔融，即可获得相变材料，然后填充在导热外层和 导热内层之间即可。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能热水器的集热器，包括透明的真空外管和集热内管，所述的集热内管插在所述的真空外管中，其两端与所述的真空外管的外壁密封连接；所述的集热内管包括：导热外管、储热层和导热内管，所述的储热层2设置在导热外管和导热内管之间，所述的储热层的两端与所述的导热外管和导热内管密封连接；所述的储热层的材料为相变材料，所述的相变材料为碳粉、偶联剂、聚乙烯蜡和石蜡的混合物。本发明结构简单，不仅能够将采集到的太阳能，转化为热能后，充分利储存在储热层2中，而且制备容易，成本低廉，无毒无害，便于推广应用。
【IPC分类】F24J2-46, C09K5-06
【公开号】CN104633970
【申请号】CN201510016468
【发明人】于洪彪, 李峰
【申请人】淄博博旭再生能源科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月13日