CN101644489A - 一种新型太阳能集热器板芯及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能热水器领域，尤其是一种板式换热器中使用的太阳能集热板上的集热板芯。一种新型太阳能集热器板芯，由两块压合在一起的金属翅板构成，上述的两层翅板之间设有通道，其余部位压合为一体，翅板的外侧镀制有吸收光能的涂料，所述的翅板为铝板，所述的通道中设有耐腐金属支管，该耐腐金属支管的外壁与翅板上的通道内侧壁紧密压合。另外本发明还针对上述的板芯，提供了一套专用的工艺加工方法。本发明可以提供一种由耐腐金属支管和集热板构成的新型翅板，通过该翅板制作的板芯具有强度高，管路密封、耐久性好、制作成本低的特点。
Description
【技术领域】
本发明属于太阳能热水器领域，尤其是一种板式换热器中使用的太阳能集热板上的集热板芯。
【背景技术】
太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。太阳能热水器由于长年裸露在室外，对水箱和支架的选材提出了严酷的考验，必须耐腐蚀、耐寒耐热、不易生锈等，所以，它的选材有的是不锈钢，有的是铝合金。由于南方与北方太阳照射不同，以多吸收阳光照射为设计原则，支架与地面设计的角度也不一样。最常见的太阳能热水器有三种：闷晒式太阳能热水器、平板式太阳能热水器和真空管太阳能热水器。闷晒式太阳热水器的集热器和水箱合为一体。结构简单、价格低廉。但是保温差，不能过夜使用，冬季更不能使用。平板式太阳能热水器由平板太阳集热器、蓄水箱、循环管、支架组成。吸热体有铜铝复合管板式、全铜管板式、不锈钢冲压成型焊接而成的扁盒式等结构型式。而太阳能集热器，其中的关键部件就是太阳能集热器板芯，现在大多采用铜铝复合的板状材料制成。其结构为压合在一起的铜管和铝板构成的铜铝复合板，铜管的中部灌注防粘剂，将两块铜铝复合板压合在一起之后，在位于内侧的两层铜管的中部通过空气加压吹涨的方式得到中部的液体通道，该板芯的通道一端锡焊固定一铜管转换接头，该铜管转换接头的另外一端焊接在热交换管路中的端管上，这种方法制作的铜铝复合板芯的结构由于铜管均匀复合在铝板上，所以铜的用量较大，导致材料成本很高；另外在由于采用这种结构需要锡焊焊接铜管转换接头，这种连接方式不但浪费人工，且由于锡焊的强度很差，导致其可靠性也比较差；由于现在的建筑物在建设过程中，采用与建筑物一体化的方式，所以对太阳能设备的耐久性要求非常高，采用上述方式制作的板芯不但在强度上难以满足使用要求。上述的问题长期存在于本行业中，至今没有得到一个非常有效的技术解决方案。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种由耐腐金属支管和集热板构成的新型翅板，通过该翅板制作的板芯具有强度高、管路密封、耐久性好、制作成本低的特点。
为了达到上述的技术目的，本发明采用的技术解决方案包括以下技术内容：一种新型太阳能集热器板芯，由两块压合在一起的金属翅板构成，上述的两层翅板之间设有通道，其余部位压合为一体，翅板的外侧镀制有吸收光能的涂料，其特征在于：所述的翅板为铝板，所述的通道中设有耐腐金属支管，该耐腐金属支管的外壁与翅板上的通道内侧壁紧密压合。
所述的耐腐金属支管两端均伸出翅板的通道之外。
所述的耐腐金属支管为铜管或者铝管或者不锈钢管。
一种新型太阳能集热器板芯制作方法，首先在两层铝板之间放置金属管，金属管中设有防粘剂，然后所述的两层铝板和金属管一起压合之后构成翅板，然后采用高压空气和外部设置的模具配合，在被压合延展后的金属管部位吹压出通道，其特征在于：在所述的通道中放入耐腐金属支管，这是将上述的耐腐金属支管的一端密封，然后吹入高压空气，提高耐腐金属支管内压力，然后在外部使用模具进行压合，该模具上具有与耐腐金属支管外壁形状相配合的凹槽，通过两个模具形成的压合腔，将构成通道部分的通道侧壁，紧紧压合在耐腐金属支管之上，使上述二者之间紧密结合。
所述的模具在加压过程中，要同时增加耐腐金属支管内注入的空气的压力，最好使上述二者的压力相等或者接近。
通过采用上述的技术解决方案，本发明获得了以下技术优点和效果：本发明通过采用铝板制的薄板作为板芯的翅板本体，然后压合灌注有防粘剂的铝管，与原有的铜铝复合薄板相比较，使用铝管代替铜管制作翅板，大幅度降低了生产的材料成本；通过采用直接在板芯中的通道中设置金属管，尤其是使用铜管或者铝管或者不锈钢管，与原来的翅板结构比较，省去了锡焊的工艺流程，同时整体结构的铜管可以大大加强上述翅板使用强度、延长耐用性、降低使用过程中的故障发生率；通过采用模具配合耐腐金属支管内注入压缩空气的工艺方式，可以灵活控制耐腐金属支管和通道内壁之间压合的压力，有效地防止耐腐金属支管被压坏，同时这种方式的生产成本非常低、生产效率很高。如果在生产的过程中采用铝管来代替上述的铜管，还可以使其成本进一步的降低。即使这样，其使用的强度和耐久性也远远高于现在的锡焊接头结构的板芯。
总之，本发明通过采用上述的结构，配合使用特殊的制造工艺，使得本发明的板芯在降低成本的同时，大幅度提高了板芯的强度及耐久性。
【附图说明】
图1为本发明中板芯的主视图；
图2为本发明中板芯的仰视图；
图3为本发明中A-A剖视图。
【具体实施方式】
下一步结合附图对本实用新型进行进一步的说明：
如图1-3所示，本发明是针对原有板式太阳能热水器中用于太阳能集热的板芯的技术改进，尤其是针对换热器翅板的技术改进。上述翅板常规的生产过程为由两块压合在一起的金属薄板1构成，一般情况下上述的金属板采用铝合金薄板，将两块上述的铝合金薄板之间放置铜管或者铝管，铜管或者铝管中灌注防粘剂，这种防粘剂一般使用矿物油。然后将上述的两层铝板及其中的铜管或者铝管压合在一起，在防粘剂的作用下，铜管或者铝管虽然被压扁并且延展变形，但是在防粘剂矿物油的作用下，却没有被压合粘接在一起，这时再使用外部设置模具定型内部高压空气吹涨的方法，使上述的两层薄板之间的铜管或者铝管重新形成通道2，该通道2用于流动热交换液体，为了提高对太阳能的利用效率，该翅板1的外侧涂覆有吸收光能的涂料，本发明所做的改进主要是在上述的通道2中设有耐腐金属支管3，在实际使用的时候，可以根据使用的要求，可分别采用铜管、铝管或者不锈钢管等具有耐腐蚀性能的金属管，通过压合的方式，使该耐腐金属支管3的外壁与薄板构成的通道2内侧壁紧密结合。另外为了方便上述结构的板芯与循环管路的连接，上述的耐腐金属支管3至少有一端伸出在外，上述的耐腐金属支管3直接采用焊接的方式连接到管路中的端管上。采用上述的这种结构所制作的板芯，与原有结构的板芯相比较，具有明显的优势。首先就是其中的耐腐金属支管3为整体的结构，且该耐腐金属支管3与翅板压合的连接非常紧密，足以保证其具有良好的导热性能。这种整体结构的翅板及该由该翅板所构成的板芯，其使用强度和耐久性都远远高于通过锡焊方式焊接的传统板芯。
为了提高生产效率、降低生产成本和简化生产工艺，本发明的板芯采用以下方法制作：首先在两层铝板之间放置金属管，金属管中设有防粘剂，该金属管使用铜管、铝管或者不锈钢管。然后采用传统的制作工艺将所述的两层金属薄板(一般采用铝板)及金属管压合之后，然后采用高压空气和外部设置的模具配合压制成翅板，在金属管中灌注的防粘剂矿物油的作用下，金属管虽然被延展压扁，但是其内壁并没有被粘和在一起，这时使用高压空气配合外部模具，使上述的金属薄板之间的金属管位置吹压出通道，制成翅板。最后在该翅板的表面上镀制吸光涂层完成翅板的制作。再将通过上述工艺形成的翅板的通道中放入耐腐金属支管，这时将上述的耐腐金属支管的一端密封，然后吹入高压空气，提高耐腐金属支管内压力，外部使用模具进行压合，该模具上具有与耐腐金属支管外壁形状相配合的凹槽，通过两个模具形成的压合腔，将构成通道部分的金属薄板，紧紧压合在耐腐金属支管之上，使上述二者之间紧密结合，以保证其热传导的效率。另外要保证耐腐金属支管的两端均伸出翅板的通道之外。在加压过程中，要同时增加铜管耐腐金属支管内注入的空气的压力，最好使上述二者的压力相等或者接近。这样可以既可以保证铝板构成的通道侧壁可以紧密的压合在耐腐金属支管上以保证热交换的性能，又可以防止耐腐金属支管在压合过程中变形，影响之后液体的流动性能。采用这种工艺方法制作上述的翅板，还可以根据使用的要求，或者铝板的薄厚不同，灵活调整压合时的压力，使铝板可以非常紧密的结合在耐腐金属支管上。最终根据使用的需要，将上述的多个翅板上的耐腐金属支管的两端分别焊接到循环管路中的端管上，制成太阳能板式换热器。
上述优选实施例的描述使得本领域技术人员能够制造和利用本发明。本领域技术人员不需要付出创造性劳动就可以根据这里给出的一般原则实现对本实施例的各种修改。因此，本发明并不局限于本文所示的实施例，而是与在此所附的权利要求的最大保护范围一致。
Claims (5)
1、一种新型太阳能集热器板芯，由两块压合在一起的金属翅板构成，上述的两层翅板之间设有通道，其余部位压合为一体，翅板的外侧镀制有吸收光能的涂料，其特征在于：所述的翅板为铝板，所述的通道中设有耐腐金属支管，该耐腐金属支管的外壁与翅板上的通道内侧壁紧密压合。
2、根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热器板芯，其特征在于：所述的耐腐金属支管两端端均伸出翅板的通道之外。
3、根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热器板芯，其特征在于：所述的耐腐金属支管为铜管或者铝管或者不锈钢管。
4、根据权利要求1所述的一种新型太阳能集热器板芯制作方法，首先在两层铝板之间放置金属管，金属管中设有防粘剂，然后所述的两层铝板和金属管一起压合之后构成翅板，再采用高压空气和外部设置的模具配合，在被压合延展后的金属管部位吹压出通道，其特征在于：在所述的通道中放入耐腐金属支管，这时将上述的耐腐金属支管的一端密封，然后吹入高压空气，提高耐腐金属支管内压力，然后在外部使用模具进行压合，该模具上具有与耐腐金属支管外壁形状相配合的凹槽，通过两个模具形成的压合腔，将构成通道部分的通道侧壁，紧紧压合在耐腐金属支管之上，使上述二者之间紧密结合。
5、根据权利要求4述的一种新型太阳能集热器板芯制作方法，其特征在于：所述的模具在加压过程中，要同时增加耐腐金属支管内注入的空气的压力，最好使上述二者的压力相等或者接近。
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| CN106312487A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-11 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种分布式集热板成型方法 |
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