CN102650473B - 一种集热板芯及采用该集热板芯的平板型太阳能集热器 - Google Patents

一种集热板芯及采用该集热板芯的平板型太阳能集热器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的一种集热板芯，用于平板型太阳能集热器，包括板芯翅片与集管，所述板芯翅片的表面为膜层基材，在所述膜层基材表面上设置若干个凸起吸热条，在所述膜层基材的一端设置排管，在所述集管上冲压焊接翻边孔，所述板芯翅片通过排管与集管相连接。采用该集热板芯的平板型太阳能集热器，包括集热板芯、边框、底板、玻璃盖板，所述集热板芯封装于边框、底板、玻璃盖板所形成的空腔中，所述集热板芯与玻璃盖板之间为空气夹层，集热板芯与底板之间填充保温材料，所述边框与玻璃盖板之间、以及边框与底板之间采用密封材料密封。本发明集热性能优，外形美观度优，生产效率优的三优集热板芯，以及使用该集热板芯的平板型太阳能集热器。

Description

一种集热板芯及采用该集热板芯的平板型太阳能集热器
技术领域
本发明涉及太阳能光热利用技术领域,尤其涉及一种用于平板型太阳能集热器的新型集热板芯，以及采用该集热板芯的平板型太阳能集热器。
背景技术
平板型太阳能集热器由于成本低廉、性能稳定、寿命长久、安全性佳、便于实现太阳能与建筑一体化设计等优势，逐渐得到市场的认可。
但是传统平板型太阳能集热器所采用的集热板芯均为吸热膜层与排管分离式结构，膜层材质通常为0.15mm—0.2mm铜板或0.3mm—0.4mm铝板，板材横截面积过小，膜层横向热传导热损较大，膜层与排管采用焊接方式，使两者结合为一体，焊缝有效焊接宽度为3-5mm，由于膜层与排管的有效热熔面积有限，抑制了膜层光热转化的热量向排管循环介质的热传导。
传统集热板芯在焊接过程中，由于焊接应力，膜层会呈现鱼鳞状起伏，在光线照射时，会在集热器外观上得以体现，影响平板型太阳能集热器应用外观。
另外传统焊接工艺需要大量的设备及场地投资，膜层与排管焊接所费工时占到整个集热器生产工时总量的1/5，经济效益及生产效率低下。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种集热性能优，外形美观度优，生产效率优的三优集热板芯，以及使用该集热板芯的平板型太阳能集热器。
为解决背景技术中存在的缺陷，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种集热板芯，用于平板型太阳能集热器，包括板芯翅片与集管，所述板芯翅片的表面为膜层基材，在所述膜层基材表面上设置若干个凸起吸热条，在所述膜层基材的一端设置排管，膜层基材与排管之间的空腔为介质流道，所述排管的侧边设置鱼卡，在所述膜层基材的迎光面上，制作高选择性吸收涂层；在所述集管上冲压焊接翻边孔，所述翻边孔的形状与排管及膜层基材之间的空腔的形状相对应，所述板芯翅片通过排管与集管相连接。
作为本发明的一种优选方式，所述排管在横截面上为闭合的U形结构，排管内设置导热齿牙。
作为本发明的一种优选方式，所述膜层基材为铝材质，所述膜层基材与排管为连理设计，即两者无需焊接，为一体化设计。
作为本发明的一种优选方式，所述膜层基材的迎光面通过电镀黑铬工艺或者磁控溅射蓝膜工艺制作高选择性吸收涂层。
作为本发明的一种优选方式，所述凸起吸热条为5个。
作为本发明的一种优选方式，所述集热板芯为若干个板芯翅片无缝搭接而成，或者为铝材质整体拉制而成，所述膜层基材与集管为一体式设计，无需焊接工艺。
采用上述任一所述集热板芯的平板型太阳能集热器，包括集热板芯、边框、底板、玻璃盖板，所述集热板芯封装于边框、底板、玻璃盖板所形成的空腔中，所述集热板芯与玻璃盖板之间为空气夹层，集热板芯与底板之间填充保温材料，所述边框与玻璃盖板之间、以及边框与底板之间采用密封材料密封，以保证太阳能集热器的密闭性。
作为本发明的一种优选方式，所有外部结构的结合均采用压封工艺，采用无铆钉设计。
本发明的有益效果如下:
本发明的集热板芯采用铝型材拉制而成，其厚度为现用铝板膜层的2-3倍，为现用铜板膜层的4-6倍，铝的传热系数约为铜的1/2，根据传热学理论，板材传热性能与其传热向横截面积以及传热系数成正比，因此可得出本发明的集热板芯其膜层横向传热性能为现有技术的2-3倍；同理，排管流道与膜层的接触面积为现有技术的2倍，板芯整体的传热性能，在折算衰减后可达现有技术的3倍以上，且排管内部设置导热齿牙提高了1倍换热面积，大大提高集热板芯以及平板型太阳能集热器的太阳能光热转化性能。
本发明的集热板芯由于为铝型材整体拉制而成，无需依从现有技术进行膜层与排管之间的焊接，因此无焊接应力，集热板芯膜层基材的迎光面平整光滑，外形美观度高，易实现太阳能与建筑的一体化设计。同时由于取消膜层基材与排管之间的焊接，本发明采用连理设计，现有技术所需该工艺流程段的场地投资、设备投资及耗费工时均可取消，经济性能良好，生产效率大大提升。
附图说明
图1为本发明集热板芯的结构示意图。
图2为本发明集热板芯的板芯翅片截面图。
图3为板芯翅片连接示意图。
图4为板芯翅片连接的接缝放大图。
图5为无缝搭接的板芯翅片示意图。
图6为本发明平板型太阳能集热器截面图。
图7为整体拉制的板芯翅片示意图。
附图标记：1-集热板芯，2-集管，3-板芯翅片，301-膜层基材，302-排管，303-导热齿牙，304-鱼卡，305-凸起吸热条，306-接缝，6-边框，7-保温材料，8-密封材料，9-底板， 10-玻璃盖板,11-空气夹层。
具体实施方式
关于本发明的具体实施方式，以下将结合附图加以具体说明。
实施例1：
请结合图1-2，本发明所述的集热板芯1包括板芯翅片3与集管2；板芯翅片3的表面为铝材质的膜层基材301与排管302，排管302与膜层基材301采用连理设计连接，两者之间的空腔为介质流道，膜层基材301上设置6个凸起吸热条305，排管302上设置鱼卡304，为镀膜夹具预留卡槽；排管302在横截面上为闭合U形结构，排管302内设置导热齿牙303.在膜层基材301的迎光面上，制作高选择性吸收涂层。在集管2上冲压焊接U形翻边孔，板芯翅片3通过排管4与集管2相连接。
图3、4、5为本发明的2个板芯翅片的搭接方式。
如图1，本发明集热板芯采用9个板芯翅片进行无缝搭接而成，如图4所示为接缝306。
根据太阳能光照资源状况可调整排管间距D的大小，以700w/㎡光照强度为例，排管间距D选取94mm，排管间距D随着太阳能光照强度的增大而减小，随着太阳能光照强度的减小而增大。
根据排管间距D及排管4的形状，在集管2上冲压焊接翻边孔。在特制焊接工装床上，采用铝铝药芯气焊进行焊接，制作集热板芯1。
如图6所示，采用本发明所述集热板芯的平板型太阳能集热器，包括集热板芯1、边框6、底板9、玻璃盖板10，集热板芯1封装于边框6、底板9、玻璃盖板10所形成的空腔中，集热板芯1与玻璃盖板10之间为空气夹层11，集热板芯1与底板9之间填充保温材料7，边框6与玻璃盖板10之间、以及边框6与底板9之间采用密封材料8密封。该制作过程，所有构件连接均采用冲压工艺连接，无铆钉设计，以保证太阳能集热器的密闭性。
实施例2：
如图7所示，本发明的集热板芯为铝材质整体拉制而成，板芯翅片之间无接缝。

Claims (5)

1.一种集热板芯，包括板芯翅片与集管，其特征在于：所述板芯翅片的表面为膜层基材，在所述膜层基材表面上设置若干个凸起吸热条，在所述膜层基材的一端设置排管，膜层基材与排管之间的空腔为介质流道,所述膜层基材为铝材质，所述膜层基材与排管为连理设计，所述排管的侧边设置鱼卡，所述排管在横截面上为闭合的U形结构，排管内设置导热齿牙，在所述膜层基材的迎光面上，制作高选择性吸收涂层；在所述集管上冲压焊接翻边孔，所述翻边孔的形状与排管及膜层基材之间的空腔的形状相对应，所述板芯翅片通过排管与集管相连接；
所述膜层基材的迎光面通过电镀黑铬工艺或者磁控溅射蓝膜工艺制作高选择性吸收涂层。
2.如权利要求1所述的集热板芯，其特征在于：所述凸起吸热条为5个。
3.如权利要求1所述的集热板芯，其特征在于：所述集热板芯为若干个板芯翅片无缝搭接而成，或者为铝材质整体拉制而成。
4.采用权利要求1-3任一所述集热板芯的平板型太阳能集热器，其特征在于：包括集热板芯、边框、底板、玻璃盖板，所述集热板芯封装于边框、底板、玻璃盖板所形成的空腔中，所述集热板芯与玻璃盖板之间为空气夹层，集热板芯与底板之间填充保温材料，所述边框与玻璃盖板之间、以及边框与底板之间采用密封材料密封。
5.如权利要求4所述的平板型太阳能集热器，其特征在于：所有外部结构的结合均采用压封工艺，采用无铆钉设计。
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