CN102338492A - 太阳能集热管及其生产方法 - Google Patents

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王定刚
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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热管，其包括两条铝带、铝管及铜管，所述铝管设于两条所述铝带之间，并与两条铝带复合为一体，所述铜管穿设于所述铝管内，其外壁与铝管的内壁接触。本发明的太阳能集热管，其流道的壁共有三层，且铜未经轧辊拉伸，因此集热管的承压力大，防冻性好，能在低温环境下使用；而且，其铜管未经过拉伸，铜管的厚度未降低，大大延长了产品使用寿命；此外，铜管的两端伸出铝管，使用时，铜管直接与集管连接，焊接点较少，对集热管的承压力影响较小。同时，本发明还公开了一种上述太阳能集热管的生产方法。

Description

太阳能集热管及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种热交换器，尤其是一种太阳能集热管，以及太阳能集热管的生产方法。
背景技术
太阳能集热器是太阳能利用的重要能量转换设备，主要包括真空管太阳能集热器和平板式太阳能集热器两种，平板式太阳能集热器具备使用寿命长、耐腐蚀、故障少等优点，已经逐步成为太阳能集热器的主流。集热管是平板式太阳能集热器的核心部件，其通过在二层铝带中间夹放铜管压制而成，其工艺是：铜管夹在两条铝带之间，经过轧辊复合为一体，然后进行高压吹胀，从而形成供导热介质流通的铜质流道，最后切割成所需长度。现有集热管存在以下缺陷：（1）流道的壁只有2层，且铝带和铜管经轧辊拉伸和高压吹胀后，厚度变薄，导致集热管的承压力较小，在低温环境下使用易发生爆裂；（2）切割后的集热管的端面是平齐的，使用时，需在铜质流道的端部焊接连接管，以与集管连接，焊接接头在高温环境下的强度低，导致集热管的承压力进一步降低；（3）另外，铜管经过拉伸，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种承压力高、防冻性能好的太阳能集热管。
本发明的另一个目的在于提供一种上述太阳能集热管的生产方法。
为了实现上述目的，本发明提供的一种太阳能集热管，其包括两条铝带、铝管及铜管，所述铝管设于两条所述铝带之间，并与两条铝带经轧辊复合为一体，所述铜管穿设于所述铝管内，其外壁与铝管的内壁接触。
作为上述技术方案的优选实施例，在所述铝管两侧的所述铝带上压有凸肋。
作为上述技术方案的优选实施例，在所述两条铝带的外表面设有吸热涂层。
作为上述技术方案的优选实施例，所述铜管的两端伸出所述铝管。
本发明提供的太阳能集热管的生产方法，其依次包括如下步骤：
（1）将内壁涂覆有润滑油的铝管放入两条铝带之间，经轧辊复合成一体，得复合铝带；
（2）将复合铝带放入具有管路型腔的上吹胀模具和下吹胀模具之间，再在铝管的复合面之间插入吹胀嘴，通入压力流体，将铝管吹胀；
（3）向吹胀后的铝管内插入铜管，并使铜管的外壁与铝管的内壁接触。
作为上述技术方案的优选实施例，步骤（1）中的所述润滑油为导热油。
作为上述技术方案的优选实施例，步骤（2）中的所述压力流体为压缩空气。
作为上述技术方案的优选实施例，步骤（3）中所述铜管与所述铝管接触的方法是：所述铜管插入所述铝管后放入具有管路型腔的上成型模具和下成型模具之间，进行压制，使铝管内壁面与铜管的外壁接触。进一步优选的，所述上成型模具和所述下成型模具至少为两对，且每对的管路型腔的直径由大逐渐变小。
作为上述技术方案的优选实施例，步骤（3）中使所述铜管与所述铝管紧密接触的方法是：所述铜管插入所述铝管后放入具有管路型腔的第二上吹胀模具和第二下吹胀模具之间，在所述铜管内通入压力流体，使铜管吹胀与铝管的内壁接触。 
与现有技术相比，本发明的优点是：
（1）本发明提供的太阳能集热管，其流道的壁共有三层，且铜未经轧辊拉伸，因此集热管的承压力大，防冻性好，能在低温环境下使用；
（2）本发明提供的太阳能集热管，其铜管未经过拉伸，因此对铜管的厚度未降低，从而可以大大延长产品使用寿命；
（3）本发明提供的太阳能集热管，其铜管的两端伸出铝管，使用时，铜管直接与集管连接，焊接点较少，对集热管的承压力影响较小。
由此可见，本发明的太阳能集热管具有承压力大、防冻性好、使用寿命长的优点，可以满足建筑一体化的需要。
附图说明
图1是本发明实施例太阳能集热管的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是铝带与铝管复合时的示意图；
图4是铝管吹胀时的示意图；
图5、6是铝管与铜管复合时的示意图。
附图标记说明：1、2-铝带；3-铝管；4-铜管；5、6-轧辊；7-复合铝带；8-上吹胀模具；8a-上管路型腔；9-下吹胀模具；9a-下管路型腔；10-上成型模具；10a-上管路型腔；11-下成型模具；11a-下管路型腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
实施例1
如图1、2所示，本实施例的太阳能集热管由两条铝带1、2、一根铝管3及一根铜管4组成，铝管3设于两条铝带1、2之间，并与两条铝带1、2复合为一体，铜管4穿设于铝管3内，并与铝管3接触。在铝管3两侧的铝带上压有凸肋1a。在两条铝带1、2的外表面设有吸热涂层。铜管4的两端伸出铝管3。
实施例2
实施例1的太阳能集热管的其中一种生产方法如下：
（1）铝管3与铝带1、2复合
铝带复合是指通过塑性变形把铝带1、2、铝管3复合面的氧化膜挤碎，露出金属原子达到原子间引力的距离，伴随着原子间扩散使两条铝带1、2、铝管3连接成一体。复合前，对两条铝带1、2的复合面进行打磨处理。而且，为便于在吹胀时分开复合面插入吹胀嘴，在铝管3的内壁涂敷润滑油（优选为导热油润滑油）。
如图3所示，铝管3夹在两条铝带1、2之间，经两个轧辊5、6复合成一体，形成复合铝带7。同时，在铝管3两侧的铝带上压制有凸肋1a，以增大导热面积，从而增加吸热效果。
（2）电镀
将复合铝带7通过电镀槽，在其表面电镀吸热涂层，以进一步增强吸热效果。
（3）吹胀
如图4所示，吹胀模具包括上吹胀模具8和下吹胀模具9，在上吹胀模具8的工作面上有上管路型腔8a，在下吹胀模具9的工作面上有下管路型腔9a，上管路型腔8a和下管路型腔9a对接形成管路型腔。吹胀时，将复合铝带7放入上吹胀模具8和下吹胀模具9之间，铝管3所对应的复合铝带7部位位于管路型腔内，复合铝带7的其它部分通过上吹胀模具8和下吹胀模具9夹紧，然后，在铝管3的复合面之间插入吹胀嘴，通入压力流体（如压缩空气或高压液体），将铝管3吹胀。见图4，铝管3的横截面呈菱形。然后，将复合铝带7切割成所需长度。
（3）插入铜管4
如图5、6所示，在铝管3内插入铜管4，铜管4的长度大于复合铝带7的长度。由于铜管4插入铝管3后两者之间存在间隙，为了增大铜管4与铝管3的导热效果，用成型模具压制铝管3，使铝管3与铜管4接触。成型模具包括上成型模具10和下成型模具11，在上成型模具10的工作面上有上管路型腔10a，在下吹胀模具9的工作面上有下管路型腔11a，上管路型腔10a和下管路型腔11a对接形成管路型腔。将插有铜管4的复合铝带7放入上成型模具10和下成型模具11之间，将铝管3的横截面由菱形压制成圆形，并使铝管3内壁面与铜管4的外壁接触。
由于将菱形一次性压成圆形比较困难，因此，使用至少两对上成型模具10和下成型模具11压制，而且每个成型模具的成型腔的直径从大到小。
实施例3
与实施例2不同的是，铝管3和铜管4接触的方法是：铜管4插入铝管3后放入具有管路型腔的第二上吹胀模具和第二下吹胀模具之间，在铜管4内通入压力流体，使铜管4吹胀，从而与铝管3紧密接触。采用此种方法，可以避免在压制时破坏铝片表面的吸热涂层。
以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能集热管，其特征在于：包括两条铝带、铝管及铜管，所述铝管设于两条所述铝带之间，并与两条铝带复合为一体，所述铜管穿设于所述铝管内，其外壁与铝管的内壁接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热管，其特征在于：在所述铝管两侧的所述铝带上压有凸肋。
3.根据权利要求1所述的太阳能集热管，其特征在于：在两条所述铝带的外表面设有吸热涂层。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热管，其特征在于：所述铜管的两端伸出所述铝管。
5.如权利要求1所述的太阳能集热管的生产方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
（1）将内壁涂覆有润滑油的铝管放入两条铝带之间，经轧辊复合为一体，得复合铝带；
（2）将复合铝带放入具有管路型腔的第一上吹胀模具和第一下吹胀模具之间，再在铝管的复合面之间插入吹胀嘴，通入压力流体，将铝管吹胀；
（3）向吹胀后的铝管内插入铜管，并使铜管的外壁与铝管的内壁接触。
6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：步骤（1）中的所述润滑油为导热油。
7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：步骤（2）中的所述压力流体为压缩空气。
8.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：步骤（3）中使所述铜管与所述铝管接触的方法是：所述铜管插入所述铝管后放入具有管路型腔的上成型模具和下成型模具之间，进行压制，使铝管内壁面与铜管的外壁接触。
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于：所述上成型模具和所述下成型模具至少为两对，且每对的管路型腔的直径由大逐渐变小。
10.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于：步骤（3）中使所述铜管与所述铝管紧密接触的方法是：所述铜管插入所述铝管后放入具有管路型腔的第二上吹胀模具和第二下吹胀模具之间，在所述铜管内通入压力流体，使铜管吹胀与铝管的内壁接触。
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