一种半圆管流道的光伏集热板的制作方法

本发明涉及一种光伏集热板，特别是涉及一种带有制冷剂流道的光伏电池用集热板。

背景技术：

光伏集热板是光伏集热器吸收太阳辐射能发电并向传热工质传递热量的关键部件。光伏电池板的电效率随着电池板温度的升高而降低，带走太阳辐射中不能转化为电能的热能既能提高光电效率，也能得到可观的热能。太阳辐射被光伏电池板吸收，部分波长的太阳辐射经过光电转换发电，其余部分转化为热能被集热板吸收，热量通过背板后的金属管传导至管内工质。常用的太阳能集热器液体流道有平行管式和蛇形管式，两者都是将圆铜管与平板焊接所构成，并没有为与光伏电池板结合的光伏集热板专门设计，金属管与平板之间的焊缝是线状，宽度不超过圆铜管直径。金属管与平板焊接后的接触面小，集热板的肋片效应严重，集热板温度较高而影响光伏电池发电效率。传统集热板在分配制冷剂流体的干管纵向排列，支管横向排列，制冷剂在重力作用下容易分配不均，集热板局部缺液，集热面积不能得到有效利用。单纯的平行管布置流道支管长度过短，集热板相应设计长度变长，不利于灵活设计。综上，现有的集热板流道结构存在板面温度高，集热效率低，容易分液不均等问题。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是要提出一种改进的半圆管流道的光伏集热板，它解决了光伏电池板温度过高时光电效率低的问题，不仅能有效增大制冷剂流道与太阳能电池板的接触面积，而且分配冷却液均匀，方便加工。

技术方案：

一种半圆管流道的光伏集热板，包括光伏集热板及所述光伏集热板下方的制冷剂流道；所述制冷剂流道为半圆管型流道；所述半圆管型流道包括下集管，若干支管和上集管；所述上下集管横向平行布置，所述下集管设有一流道入口和若干个间隔设置的出口；所述上集管设有一流道出口和若干与所述下集管的出口相对应的入口；所述支管呈蛇形，若干所述支管纵向排列布置在所述上下集管之间，并分别与所述上集管的入口和下集管的出口连接。

所述下集管和所述上集管由圆铜管制作，所述支管采用半圆管。

所述支管采用圆形紫铜管经过截面逐渐趋向半圆形的轧压通道压制而成。

所述轧压通道由若干组中心凹槽组合间隙逐渐缩小的固定轧辊对组成；每根轧辊中心线处开有凹槽，上轧辊组从入口处到出口处的轧辊的凹槽最高点连线与水平面的夹角为1～5度；下轧辊组的轧辊水平放置，处于同一水平面上，在每根轧辊中心处有半圆形凹槽，凹槽形状相同。

所述轧辊包括辊身、辊颈及接头，轧辊从端部到中心依次是接头、辊颈和辊身；所述凹槽位于所述辊身的中心位置。

所述支管的数目由设计集热面积和系统容量决定。

所述光伏集热板有上至下依次为采用层压技术粘合在一起的表面保护层、EVA胶膜、光伏电池层、EVA胶膜、TPT绝缘层及铝背板层；所述制冷剂流道通过焊料固定在所述铝背板层下方。

所述表面保护层采用具有高透射率的材料。

所述TPT绝缘层采用黑色材料。

有益效果：本发明增大了太阳能电池板与制冷剂流道的接触面积，保证太阳能表面温度分布均匀，降低太阳能电池板表面平均温度，提高光伏发电效率。本发明适用于光伏集热板。

附图说明

图1是本发明的光伏集热板的剖面图。

图2是本发明的光伏集热板的背部流道示意图。

图3是本发明的半圆管成型加工装置的侧视中心凹槽位置剖面图。

图4是本发明的半圆管成型加工装置入口轧辊对剖面图。

其中，1为表面保护层，2为EVA胶膜，3为光伏电池层，4为EVA胶膜，5为TPT绝缘层，6为铝背板层，7为焊料，8为半圆管形流道，9为下集管，10为支管，11为上集管，12为辊身，13为辊颈，14为接头，15为入口处上轧辊，16为入口处下轧辊，17为出口处上轧辊，18为出口处下轧辊。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的光伏集热板由光伏集热板和下方的制冷剂流道组成。光伏集热板从上到下为分层结构，依次是表面保护层1、EVA胶膜2、光伏电池层3、EVA胶膜4、TPT绝缘层5、铝背板层6组成。表面保护层1采用超白玻璃等具有高透射率的材料，TPT绝缘层5采用黑色材料以更好吸收太阳辐射能。表面保护层1、EVA胶膜2、光伏电池层3、EVA胶膜4、TPT绝缘层5、铝背板层6采用层压技术粘合在一起形成光伏电池板，在铝背板层6下方设有制冷剂流道，制冷剂流道为半圆管形流道8；一方面半圆形管保持了一半圆形，可以减小制冷剂流动阻力，另一方面保证了半圆形管和集热板有尽可能大的接触面积。同时，采用焊料7将半圆管形流道8固定在铝背板层6上，并增大制冷剂流道与铝背板层6间的接触面积，由此构成光伏集热板。制冷剂流道由以圆铜管经轧压形成的半圆形铜管焊接而成，集热板一角是流道进口，中心对称的集热板另一角是流道出口。半圆铜管除了平面与铝背板层6接触外，在半圆管的两翼侧也使用焊料7与铝背板层6加强连接，一方面加大强度，另一方面增大与铝背板层6间的接触面积。

如图2所示，本发明的光伏集热板的制冷剂流道由下集管9，支管10和上集管11组成。上下集管在铝背板层6下方横向布置，若干支管10纵向排列布置。下集管9设有一流道入口和若干个间隔设置的出口，每个出口连接一根支管10，从而对从流道入口流入的制冷剂进行分流，分流至每根支管10，每根支管10呈蛇形，弯头处呈半圆状连接，各管间距相同；上集管11设有一流道出口和若干个间隔设置的入口，上集管11的入口与下集管9的入口一一对应；每个上集管11的入口连接一根支管10，从而将各个支管10的制冷剂进行合流，由流道出口流出。采用本发明的制冷剂流道可以保证制冷剂在流道中分配均匀，采用蛇形支管在一定长度上可以增长单管长度，且不过多增加沿程阻力，增大接触面积的主要做法还是半圆管的设计。

下集管9和上集管11由圆铜管制作，支管10采用半圆管，支管10和上下集管间采用焊接连接。制冷剂从下集管9的流道入口流入，经过支管10发生热交换和相变，最后在上集管11汇合并从出口流道流出。支管10的数目由设计集热面积和系统容量决定。

整个制冷剂流道的流道进口与出口在集热板左右不同侧，即下集管9的流道入口与上集管11的流道出口设置在集热板左右不同侧，保证制冷剂支管路为同程式以减小各支路阻力差，使得制冷剂分配均匀。

半圆形铜管使用圆形紫铜管压制而成。因为软紫铜管具有良好的延展性，让圆软紫铜管经过截面逐渐趋向半圆形的轧压通道，即可加工为本发明需要的半圆形紫铜管。如图3所示，半圆管成型加工装置由若干组中心凹槽组合间隙逐渐缩小的固定轧辊对组成。上轧辊组的轧辊轴心形成的平面与水平面成一个较小的倾斜角，每根轧辊中心线处也开有凹槽，上轧辊组从入口处到出口处的轧辊的凹槽最高点连线与水平面的夹角设计为1～5度。下轧辊组的轧辊水平放置，处于同一水平面上，在每根轧辊中心处有半圆形凹槽，凹槽形状相同，均为最终成型的半圆管的圆弧边凹槽。上轧辊组的凹槽主要产生挤压作用，且凹槽均为凹平面，用于挤压产生半圆管的平边。固定轧辊对的入口处成半圆状，上方轧辊与下方轧辊之间的凹槽能让圆铜管通过，随后的上方轧辊的凹槽逐渐减小，最后一根轧辊时，轧辊的凹槽消失，与下方轧辊的间隙形成一个半圆形。如图所示，入口处轧辊组15、16组成的凹槽间隙可以容纳圆铜管进入，到出口处轧辊组17、18时，出口处上轧辊17已无凹槽，软紫铜圆铜管挤压成型为半圆管。在工作时，上轧辊组逆时针旋转，下轧辊组顺时针旋转。

如图4所示，单根轧辊由辊身12、辊颈13、接头14组成，成型凹槽位于辊身12的中心位置，轧辊从端部到中心依次是接头14、辊颈13和辊身12，为保证轧辊结构强度应同一材料加工成型。入口处上轧辊15和入口处下轧辊16辊身中间的凹槽相合，促使铜管经过后形成相应的形状。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。