CN105115169A - 一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，包括框体、底板、采光组件以及吸热机构，框体与底板之间以及框体与采光组件之间均通过密封胶密封连接，框体一侧设置有微压单向阀，吸热机构包括吸热涂层板，吸热涂层板底部表面设置有通道罩板，通道罩板包括U型结构的通道部以及设置在通道部两端的固定条，固定条与吸热涂层板连接，通道部内设置有橡胶管；制备方法包括以下步骤：步骤1)框体组装；步骤2)布置保温层；步骤3)制备吸热机构；步骤4)水分烘干；步骤5)安装内部机构；步骤6)封装成品。本发明设计合理，能够保证集热器内部空气的干燥，不会发生返潮现象，并且防腐防冻，吸热效率高。

Description

一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器及其制备方法

技术领域

本发明涉及水加热设施技术领域，具体涉及一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器及其制备方法。

背景技术

平板太阳能集热器是一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊的热交换器，集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。平板太阳能集热器是由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。在加接循环管道，保温水箱后，即成为能吸收太阳辐射热，使水温升高，其结构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强、吸热面积大等特点，是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之一。

但是平板型太阳能集热器是一种设置在户外的设备，因密封不严造成平板型太阳能集热器内部产生的潮湿水分在太阳照射下受热蒸发，当遇冷时在透明盖板内表面而凝结形成水珠，此水珠凝结后大大影响集热器的膜层寿命和集热效果。

现有一些太阳能集热器厂家为了解决凝结水汽或水珠的问题，采用在框架上直接开孔方式解决水汽排放问题，但此种解决方法又会衍生处新的问题潮湿空气的返潮现象。另外采用密封条作为采光装置的密封材料，在初期效果良好，当高温直射后，密封条会因老化等问题降低原有的密封效果，导致有缝隙可以空气流通，从而发生露水浸入现象，导致使用寿命减短。

并且由于集热器中热交换部件在于一块集热板以及焊接在集热板底部的金属管道，都是金属材质，所以传递能够达到换热效果，但是由于管道都是圆柱形结构，所以焊接后只是存在一条线的接触面，接触面小，传递速度慢，并且金属材质在冬天低温下容易发生胀管和冻裂，导致损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器及其制备方法，本发明设计合理，能够保证集热器内部空气的干燥，不会发生返潮现象，并且防腐防冻，吸热效率高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，包括由一对彼此对应的纵框与一对彼此对应的横框相配合而形成为矩形框架结构的框体、位于框体的下部的底板、位于框体的上部的采光组件以及位于底板与采光组件之间的吸热机构，所述框体与底板之间以及框体与采光组件之间均通过密封胶密封连接，所述底板与采光组件之间形成密封空间，所述框体一侧设置有微压单向阀，所述微压单向阀的排气出口设置在框架外部并且排气进口与密封空间贯通连接，所述吸热机构包括吸热涂层板，所述吸热涂层板底部表面设置有通道罩板，所述通道罩板包括U型结构的通道部以及设置在通道部两端的固定条，所述固定条与吸热涂层板连接，所述通道部内设置有橡胶管，所述橡胶管与通道部内壁以及吸热涂层板底部抵接，所述橡胶管两端分别与进水接头和出水接头连接，所述进水接头和出水接头均设置在框架侧边上。

进一步的，所述纵框和横框内侧壁上均设置有保温填充物，所述吸热机构与底板之间设置有保温层，所述保温层与保温填充物的材质均为聚氨酯，所述保温层与吸热机构之间还设置玻璃纤维保温层，所述玻璃纤维保温层表面设置有铝箔纸，所述铝箔纸与通道罩板抵接设置。

进一步的，所述纵框与横框底部均设置有插接部，所述插接部包括上板与下板，所述上板底部设置有凸楞，所述下板底部设置有凹楞，所述插接部与底板侧边插嵌配合设置，所述插接部的下板长度小于上板长度。

进一步的，所述纵框与横框之间设置有角码，所述角码表面设置有瓦楞状结构，所述纵框与横框上均设置有与瓦楞状结构配合固定的卡接凸点，所述角码表面与对应连接的纵框和横框的内壁之间涂覆有密封胶。

进一步的，所述进水接头、出水接头以及微压单向阀与框体之间均设置有密封圈，所述密封圈内壁与外壁上均涂覆有密封胶。

进一步的，所述橡胶管的材质为耐高温硅胶，所述硅胶管与通道部之间还涂覆有导热膏，所述通道部成蛇形弯结构设置。

进一步的，所述纵框与横框顶部均包括玻璃底座和定位压板，所述玻璃底座和定位压板之间通过卡嵌部配合连接，所述玻璃底座表面还设置有波浪状凸部，所述波浪状凸部与定位压板配合夹紧采光组件。

进一步的，所述采光组件为光伏减反玻璃。

一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)框体组装，将纵框、横框、角码以及底板通过密封胶组装并固化，得到下密封框体；

步骤2)布置保温层，对下密封框体的内侧底部个四个侧边进行布置保温材料；

步骤3)制备吸热机构，先将薄壁金属板材通过模压方式制备通道罩板，然后通过固定条将通道罩板固定在吸热涂层板底部，最后将橡胶管穿设至通道罩板内，得到吸热机构；

步骤4)水分烘干，将步骤2中布置好保温层的下密封框体和吸热机构放入烘干机中将水分烘干；

步骤5)安装内部机构，将步骤4中烘干的吸热机构放入下密封框体内固定，并且将吸热机构与进水接头和出水接头连接，然后将进水接头、出水接头以及微压单向阀分别安装在下密封框体的侧边上；

步骤6)封装成品，先对步骤5中下密封框体的玻璃底座表面进行涂覆密封胶，然后将采光组件放置在玻璃底座上，然后再玻璃底座对应采光组件表面位置进行涂覆密封胶，最后卡嵌定位压板完成组装，得到成品。

进一步的，所述步骤3中通道罩板与吸热涂层板底部的固定方式为耐温胶粘贴或通过超声波焊机从吸热涂层板底部方向焊接。

本发明的有益效果是:

通过密封胶的设计，密封胶固化前成胶状形态，可以填补各种缺口缝隙，因此集热器不会因周边密封材料组装不到位或者老化后产生缝隙而导致渗水的问题。并且通过微压单向阀保证内部压力过大时，能够进行减压，不会因压力过大而造成变形或破坏，单向设计也避免了外部水汽进入内部空间中，保证了使用时集热空间内空气的干燥性，提高其使用寿命，制备难度也能大大降低，加快生产效率。

采用硅胶管作为水管原件，并采用通道罩板结构保证了硅胶管被360度包裹，其吸热接触面积大，吸热效果好。并且硅胶管不存在高温下腐蚀的情况，在冬季介质达到冰点冻结时也不会冻裂，提高了使用寿命和使用质量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的插接部部分结构放大示意图；

图3是本发明的角码部分结构放大示意图；

图4是本发明的玻璃底座部分结构放大示意图；

图5是本发明的吸热机构结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图5所示，一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，包括由一对彼此对应的纵框11与一对彼此对应的横框12相配合而形成为矩形框架结构的框体1、位于框体的下部的底板2、位于框体的上部的采光组件3以及位于底板与采光组件之间的吸热机构4，框体与底板之间以及框体与采光组件之间均通过密封胶7密封连接，底板与采光组件之间形成密封空间5，框体一侧设置有微压单向阀13，微压单向阀的排气出口设置在框架外部并且排气进口与密封空间贯通连接，吸热机构包括吸热涂层板41，吸热涂层板底部表面设置有通道罩板42，通道罩板包括U型结构的通道部421以及设置在通道部两端的固定条422，固定条与吸热涂层板连接，通道部内设置有橡胶管6，橡胶管与通道部内壁以及吸热涂层板底部抵接，橡胶管两端分别与进水接头和出水接头连接，进水接头和出水接头均设置在框架侧边上。

其中在使用时，由于集热器全密封，内部温度升高后，集热空间内的压力也会增加，一般正常运行在20kPa左右，但是压力增加后，极端值会达到60kPa，这将引起结构框架的变形，通过微压单向阀后，当压力超过其限定的压力值时，就会开启泄压，泄压结束后自动关闭，避免潮气进入内部集热空间，形成返潮现象，始终保持良好的密封性能。

纵框和横框内侧壁上均设置有保温填充物111，吸热机构与底板之间设置有保温层112，保温层与保温填充物的材质均为聚氨酯，保温层与吸热机构之间还设置玻璃纤维保温层113，玻璃纤维保温层表面设置有铝箔纸114，铝箔纸与通道罩板抵接设置，能够有效防止热辐射流失和隔绝高温对聚氨酯的老化，并且各层设计保证密封空间内温度的流失，提高热交换效果。

纵框与横框底部均设置有插接部14，插接部包括上板141与下板142，上板底部设置有凸楞143，下板底部设置有凹楞144，插接部与底板侧边插嵌配合设置，并通过密封胶辅助安装，具有良好的牢固度和密封性。插接部的下板长度小于上板长度，可以保证在使用时，即使有缝隙，也不会有水或者水汽进入集热器内部。

纵框与横框之间设置有角码15，角码表面设置有瓦楞状结构151，纵框与横框上均设置有与瓦楞状结构配合固定的卡接凸点152，角码表面与对应连接的纵框和横框的内壁之间涂覆有密封胶，采用此方法后无需铆接或其他破坏式的连接方式，并且能够牢牢固定所在位置，提高密封效果。角码与纵框和横框之间通过密封胶密封，这样就能制作一个密封的框架整体，操作简单方便，并且对纵框与横框之间型材断面要求降低，通过密封胶设置可以完全弥补该处缺陷，降低制备要求。

进水接头、出水接头以及微压单向阀与框体之间均设置有密封圈61，密封圈内壁与外壁上均涂覆有密封胶，保证连接处的密封，避免硬质部件间易裂开等问题导致密封效果不良。

橡胶管的材质为耐高温硅胶，保证橡胶管能够具有耐高温、耐低温、结实耐用等效果，能够适应户外环境，提高使用质量和寿命，硅胶管与通道部之间还涂覆有导热膏，以填补橡胶管表面与通道罩板之间的间隙，贴合效果提高，导热效果增加，通道部成蛇形弯结构设置，便于组装。

纵框与横框顶部均包括玻璃底座16和定位压板17，玻璃底座和定位压板之间通过卡嵌部171配合连接，玻璃底座表面还设置有波浪状凸部161，波浪状凸部与定位压板配合夹紧采光组件，波浪状凸部结构能够提高与定位压板夹紧力度，并且其波浪形凹陷部分能够容纳密封胶，提高牢固度，以及密封效果，降低密封操作的难度。采光组件为光伏减反玻璃，高透光、少反射，提供更多的能量。该集热器底部还可以安装旋转支架，并通过光电感应回路来保证集热器始终面向太阳，提高其热能的接收，减少光线反射损失，增加加热效率。

一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器的制备方法，步骤如下：

1)框体组装，将纵框、横框、角码以及底板通过密封胶组装并固化，得到下密封框体；密封胶通过其胶状形态保证可以充分填补各组件之间的缝隙，这是密封条无法比拟的，而后固化牢牢固定各组分，并且密封效果好。

2)布置保温层，对下密封框体的内侧底部个四个侧边进行布置保温材料；

3)制备吸热机构，先将薄壁金属板材通过模压方式制备通道罩板，然后通过固定条将通道罩板固定在吸热涂层板底部，最后将橡胶管穿设至通道罩板内，得到吸热机构；通道罩板与吸热涂层板底部的固定方式为耐温胶粘贴或通过超声波焊机从吸热涂层板底部方向焊接，解决了现有焊接方式对吸热涂层板表面涂层破坏留有间断性连续3毫米左右焊痕的问题，提高产品质量，也保证其外观的完整性。

4)水分烘干，将步骤2中布置好保温层的下密封框体和吸热机构放入烘干机中将水分烘干；避免材料中携带水分进入组装的密封空间内，从源头上避免水分进入。

5)安装内部机构，将步骤4中烘干的吸热机构放入下密封框体内固定，并且将吸热机构与进水接头和出水接头连接，然后将进水接头、出水接头以及微压单向阀分别安装在下密封框体的侧边上；

6)封装成品，先对步骤5中下密封框体的玻璃底座表面进行涂覆密封胶，然后将采光组件放置在玻璃底座上，然后再玻璃底座对应采光组件表面位置进行涂覆密封胶，最后卡嵌定位压板完成组装，得到成品。

本方法从根源上保证了水分携带问题，并且组装方便可靠，组装难度低，良品率高。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，包括由一对彼此对应的纵框与一对彼此对应的横框相配合而形成为矩形框架结构的框体、位于框体的下部的底板、位于框体的上部的采光组件以及位于底板与采光组件之间的吸热机构，其特征在于：所述框体与底板之间以及框体与采光组件之间均通过密封胶密封连接，所述底板与采光组件之间形成密封空间，所述框体一侧设置有微压单向阀，所述微压单向阀的排气出口设置在框架外部并且排气进口与密封空间贯通连接，所述吸热机构包括吸热涂层板，所述吸热涂层板底部表面设置有通道罩板，所述通道罩板包括U型结构的通道部以及设置在通道部两端的固定条，所述固定条与吸热涂层板连接，所述通道部内设置有橡胶管，所述橡胶管与通道部内壁以及吸热涂层板底部抵接，所述橡胶管两端分别与进水接头和出水接头连接，所述进水接头和出水接头均设置在框架侧边上。

2.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述纵框和横框内侧壁上均设置有保温填充物，所述吸热机构与底板之间设置有保温层，所述保温层与保温填充物的材质均为聚氨酯，所述保温层与吸热机构之间还设置玻璃纤维保温层，所述玻璃纤维保温层表面设置有铝箔纸，所述铝箔纸与通道罩板抵接设置。

3.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述纵框与横框底部均设置有插接部，所述插接部包括上板与下板，所述上板底部设置有凸楞，所述下板底部设置有凹楞，所述插接部与底板侧边插嵌配合设置，所述插接部的下板长度小于上板长度。

4.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述纵框与横框之间设置有角码，所述角码表面设置有瓦楞状结构，所述纵框与横框上均设置有与瓦楞状结构配合固定的卡接凸点，所述角码表面与对应连接的纵框和横框的内壁之间涂覆有密封胶。

5.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述进水接头、出水接头以及微压单向阀与框体之间均设置有密封圈，所述密封圈内壁与外壁上均涂覆有密封胶。

6.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述橡胶管的材质为耐高温硅胶，所述硅胶管与通道部之间还涂覆有导热膏，所述通道部成蛇形弯结构设置。

7.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述纵框与横框顶部均包括玻璃底座和定位压板，所述玻璃底座和定位压板之间通过卡嵌部配合连接，所述玻璃底座表面还设置有波浪状凸部，所述波浪状凸部与定位压板配合夹紧采光组件。

8.根据权利要求1所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器，其特征在于：所述采光组件为光伏减反玻璃。

9.一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)框体组装，将纵框、横框、角码以及底板通过密封胶组装并固化，得到下密封框体；

步骤2)布置保温层，对下密封框体的内侧底部个四个侧边进行布置保温材料；

步骤3)制备吸热机构，先将薄壁金属板材通过模压方式制备通道罩板，然后通过固定条将通道罩板固定在吸热涂层板底部，最后将橡胶管穿设至通道罩板内，得到吸热机构；

步骤4)水分烘干，将步骤2中布置好保温层的下密封框体和吸热机构放入烘干机中将水分烘干；

步骤5)安装内部机构，将步骤4中烘干的吸热机构放入下密封框体内固定，并且将吸热机构与进水接头和出水接头连接，然后将进水接头、出水接头以及微压单向阀分别安装在下密封框体的侧边上；

步骤6)封装成品，先对步骤5中下密封框体的玻璃底座表面进行涂覆密封胶，然后将采光组件放置在玻璃底座上，然后再玻璃底座对应采光组件表面位置进行涂覆密封胶，最后卡嵌定位压板完成组装，得到成品。

10.根据权利要求9所述的一种无痕防腐抗冻高密封平板太阳能集热器的制备方法，其特征在于：所述步骤3中通道罩板与吸热涂层板底部的固定方式为耐温胶粘贴或通过超声波焊机从吸热涂层板底部方向焊接。