CN105318563A - 全塑一体化管箱太阳能集热器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全塑一体化管箱太阳能集热器，包括：集热管箱，由聚碳酸酯一体化形成，其包括多个管箱单元，每个管箱单元是由5层相间的平行薄膜和两侧面薄膜形成的两端开口的箱体，且相邻两管箱单元共用一个侧面薄膜，其中在第三层平行薄膜上布置有扁圆管型集热管；两个管箱端盖，分别用于封闭集热管箱开口的两端，其是截面为长方形的玻璃钢构成的一体化部件，包括外罩、集联管和凹槽板。该全塑一体化管箱太阳能集热器集热效率高、低成本且制作方便，箱体各部分既作为集热性能部件，又参与加强结构功能，做到用料少、重量轻、高效率、长寿命、低工本、高产能、低能耗等优势特征。

Description

全塑一体化管箱太阳能集热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及太阳能设备领域，更具体地，涉及一种全塑一体化管箱太阳能集热器及其制造方法。

背景技术

太阳能集热器是太阳能利用的关键设备，目前主要是平板型太阳能集热器和全玻璃真空管太阳能集热器二种，并有多种技术改进的产品。

平板型太阳能集热器一般由透光盖板、吸热板、保温层和外壳组成，外形如扁平方形箱。透光盖板多采用玻璃；吸热板是吸收太阳辐射能量并向集热器工作介质传递热量的部件，材料主要有铜材、铝合金、钢材和不锈钢。金属吸热板的结构有管板式、扁盒式、扁管式，制作工艺采用铜焊、电阻焊、超声波焊、高频焊、铜铝复合、冲压、拉伸、高压吹胀等，要求做到金相结合以减少热阻。平板型太阳能集热器优点是吸热效率和热传递效率高，缺点是因焊接工艺要求需要加厚材料，焊点易锈、造价高，容水量大时整体性能下降等。

全玻璃真空管型太阳能集热器是由多根全玻璃真空太阳集热管插入集联箱组成。全玻璃真空太阳集热管由内、外两根同轴玻璃圆管构成，内管外壁涂敷吸热涂层，内外管之间抽成真空，单端开口。全玻璃真空管型太阳能集热器在室外使用被损坏的概率较大，又开发出金属玻璃结构真空管型太阳能集热器。即采用热管直接插入真空管和应用U形管吸热板插入真空管的两类集热器，提高了产品运行的可靠性。全玻璃真空管型太阳能集热器生产成本较高，使用时采用紧密排列会成倍提高造价，多数采用真空管间隔排列并在管下部设反光板。

当前主流的太阳能集热器，技术成熟，工艺及设备完整，可以提供丰富的热水，具有优良的环境保护作用。至2010年，中国太阳能集热器安装总面积达1.5亿m²，占全国住宅建筑存量440亿m²的0.0034％；太阳能集热器年产量达2000万m²，占每年新增住宅建筑面积18亿m²的0.01％，为住宅建筑总存量的0.00044％。目前太阳能热利用主要用于生活热水，尚待进入建筑供暖等低温应用等庞大领域。

目前的太阳能集热器，除人所共知的优点外，也存在一些问题。例如，主要集热器都使用较多玻璃材料，因玻璃的自爆和难以抵挡冰雹灾害的缺陷，因安全要求被禁止在城市高层住宅顶部架设。虽然多个城市早已规定住宅建筑验收条件包括应用太阳能热水器，但材料缺陷与支持政策难以结合的问题，对全玻璃真空管集热器比较明显，应用时有在其上覆盖阳光板为对应冰雹灾害，即减弱透光率而影响得热率，也提高了总成本和维护难度。平板型集热器除玻璃材料缺陷外，因使用铜、铝材料，价格居高不下，加工复杂。玻璃和金属材料的加工能耗也是重要问题。

太阳能集热器的关键技术性能，如瞬时集热效率普遍达到65％～74％的极限，这个单项指标也是多个部件的材料特性、结构与工艺的综合技术结果。因此，以提高个别技术性能为目标的技术路线已经难以取得突破性进展。

从新能源行业发展的角度，太阳能利用的关键在于规模化应用，实现条件是低成本、高效率、长寿命和产业化，所有技术经济指标可以归结为可再生能源的市场竞争力，尤其是与常规能源—煤电的比较优势。在太阳能发展的全部条件中，低成本是重中之重。当成本发生较大变化时，会对技术、应用、市场等产生连锁反应。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种低成本、高能效且能够避免传统产品缺陷的全塑一体化管箱太阳能集热器及其制造方法。

根据本发明的一方面，本发明提供的全塑一体化管箱太阳能集热器，包括：集热管箱，该集热管箱是由聚碳酸酯一体化形成，其包括多个管箱单元，每个管箱单元是由5层相间的平行薄膜和两侧面薄膜形成的两端开口的箱体，且相邻的两管箱单元共用一个侧面薄膜，其中在第三层平行薄膜上布置有扁圆管型集热管，该集热管的上管壁向上突起，下管壁向下突起，集热管长径与平行薄膜平行；两个管箱端盖，分别用于封闭集热管箱开口的两端，其是截面为长方形的玻璃钢构成的一体化部件，所述管箱端盖包括：外罩，朝向集热管箱的一端敞口的长方体；集联管，包括水管以及在水管顺长一侧横向突出的多个管头，其中管头的截面形状与集热管的截面形状相同，且管头的外径尺寸与集热管的内径尺寸一致，管头的长径与水管平行，管内相通；凹槽板，突出外罩与敞口相对的底面，开口方向与敞口方向一致，集热管箱插入凹槽板的凹槽内，管头插入集热管箱的集热管内，形成封闭的太阳能集热器。

根据本发明的另一方面，本发明提供的全塑一体化管箱太阳能集热器的制造方法，包括：采用聚碳酸酯材料利用挤出工艺制造包括多个管箱单元的一体化集热管箱；在金属薄膜一面涂覆选择性吸热材料，另一面氧化成黑色，制造吸热薄膜；将吸热薄膜黑色的一面贴敷在集热管箱的集热管的受光面上；采用玻璃钢材料利用注塑工艺制造一体化管箱端盖；将管箱端盖对接到集热管箱开口的两端，其中，集热管箱插入管箱端盖的凹槽板内，管箱端盖的管头插入集热管箱的集热管内。

有益效果

1、关于高效率

太阳能集热器技术性能的关键指标，是单位受光面积的瞬时集热效率。各种选择性吸热材料在检测中差距不大，那么实际应用中的差距显然来自相关条件。传统技术中，真空玻璃管型受结构限制减少了受光面积；平板型可能是因为透明玻璃盖板的光反射、保温性能差等原因降低了集热效率。因此，本发明的集热管箱为整体结构，其瞬时集热效率高于传统技术。

2、关于生产低成本

本发明的结构形式、材料与工艺选择，实现了材料用量的大幅度减少，比较传统技术中大量应用玻璃和金属材料，具有生产低成本的优势。塑料的加工能耗与玻璃及金属比较要少得多，因此具有生产过程低能耗的优势。

3、关于长寿命

本发明集热器主要材料是聚碳酸酯和玻璃钢，抗冲击力、抗腐蚀、抗老化等性能远远超过传统技术在表面和结构中大量使用的玻璃和金属材料，具有寿命长的特征，支持集热器产品运营的低成本。

4、关于管箱长度

本发明的集热管箱的长度可以根据需要截取不同长度，比较传统技术集热器长度一般都定于2米，具有更广泛的适应性。例如减短，可适用各种住宅阳台外挂；再如加长，可减少组装工作量，因减半水管接头数量而减少故障率、大幅度减少施工量、减低运营能耗等。

5、关轻于重量

本发明的产品重量低于传统产品的一半，在产品包装、储运、建安等环节均有重要意义，对于建筑结构不构成荷载负担。

6、关于产业化

本发明的产品结构简洁，主要部件为集热管箱、管箱端盖和吸热薄膜三个，制造设备为聚碳酸酯中空板挤出机、玻璃钢注塑、卷绕式真空镀膜机和总装线。零部件少、工序少、自动化程度高、产量高、用工少，生产无水耗，与传统技术比较，更适于产业化要求。目前全国太阳能集热器年产量约2000万m²，生产企业约3000个，如按照本发明产业化设计，10套产业化设备即可达到相同产量，有利于保证质量，统一价格，规范市场、全程服务等。

7、关于建筑一体化

本发明比传统技术更符合“建筑一体化”要求。“建筑一体化”是各种太阳能技术和建筑行业都希望达到的目标。多年来难以实现的主要原因，是太阳能方面较少顾及建筑基本要求的低价、成熟、耐用等。本发明对于“建筑一体化”的理解，更注重建筑与阳光资源的协调关系，在产品的外形设计、安装方式等技术方面更适应建筑要求。

8、关于适用范围

本发明因低成本、环境适应力强等特征，比较传统技术具有更加广泛的应用领域和范围，如建筑供暖、各种低温加工生产、农用沼气池升温等，并为其他太阳能利用技术提供基础能源，如太阳能制冷、污水生物处理、污泥烘干、太阳能直热发电、太阳能海水淡化、大规模热田建设等。除个别特大风区，适用于所有的地方和地理环境。

9、关于节能减排

本发明的节能减排的技术效率基本与传统技术相等，但因成本等优势，在相同投资条件下，可增加集热面积1至几倍，可成倍增加节能减排效益，特别是生产过程的节能减排效益明显优于传统技术。

10、关于可再生能源市场竞争力

本发明的投资回收的年限，比较传统技术比较可缩短一半；在以标煤价格计算时，约在6～8年收回投资；常年热水需求量大的单位可以在3～4年内甚至更短时间内收回投资，如医院、学校、纺织、酿造、城市污水处理等。太阳能集热器的大规模应用，也为太阳能直热发电作出准备。

附图说明

通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是本发明全塑一体化管箱太阳能集热器的结构示意图；

图2是本发明集热管箱的截面示意图；

图3a至3c是本发明管箱端盖的示意图；

图4是本发明集水通气阀的示意图；

图5是本发明太阳能集热器的制造方法的流程图。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

图1是本发明全塑一体化管箱太阳能集热器的结构示意图，图2是本发明集热管箱的截面示意图，图3a至3c是本发明管箱端盖的示意图，如图1至3c所示，全塑一体化管箱太阳能集热器1000包括：

集热管箱100，该集热管箱100是由聚碳酸酯一体化形成，其包括多个管箱单元，每个管箱单元是由5层相间的平行薄膜110、120、130、140、150和两侧面薄膜160形成的两端开口的箱体，且相邻的两管箱单元共用一个侧面薄膜160，其中在第三层平行薄膜130(中间层)上布置有扁圆管型集热管131，该集热管131的上管壁131a向上(朝向受光面)突起，下管壁131b向下突起，两端连接封闭成扁圆管，集热管的长径与平行薄膜平行，优选地，所述平行薄膜110、120、130、140、150和侧面薄膜160的薄膜厚度在0.1mm至0.3mm范围内，另外，作为一个具体的实例，第一层平行薄膜110和第二层平行薄膜120之间的距离可以为约10mm，第二层平行薄膜120与第四层平行薄膜140的距离可以为30mm，第四层平行薄膜140和第五层平行薄膜150的距离可以为10mm。对于平行薄膜110、120、130、140、150之间的间距不作限定，根据实际需要，可以适当调整。

所述集热管箱100包括多个管箱单元，根据实际需要，例如可以为15～20个管箱单元，优选为18～20个管箱单元，每个管箱单元的长度约为5cm，集热管箱100的长度控制在1米左右，方便该集热管箱100的安装。

两个管箱端盖200，分别用于封闭集热管箱100开口的两端，其是截面为长方形的玻璃钢构成的一体化部件，管箱端盖200包括：外罩210，朝向集热管箱100的一端敞口的长方体；集联管220，包括水管221以及在水管221顺长一侧横向突出的多个管头222，其中管头222的截面形状与集热管131的截面形状相同，且管头222的外径尺寸与集热管131的内径尺寸一致，管头222的长径与水管221平行，管内相通；凹槽板230，突出外罩210与敞口相对的底面，开口方向与敞口方向一致，集热管箱100插入凹槽板230的凹槽内，管头222插入集热管箱100的集热管131内，形成封闭的太阳能集热器1000和互通水道。

优选地，太阳能集热器1000还包括：

吸热薄膜300，包括金属薄膜和涂覆在金属薄膜上的选择性吸热材料，金属薄膜固定在集热管131的受光面，优选地，吸热薄膜的厚度在0.03mm至0.06mm范围内，另外，优选地，所述金属薄膜为铜铝金属薄膜。

另外，优选地，吸热薄膜300的金属薄膜朝向集热管131的一面为黑色，集热管131可选择全部贴敷、部分贴敷或者不贴敷吸热薄膜300，可以用作不同透光要求的建筑屋面和墙体，集热管131全部贴敷吸热薄膜300时，各集热管131的间隙可透过少量光线；部分贴敷吸热薄膜300时，可透过部分光线；不贴敷吸热薄膜300时，可透过大部光线，可用于不同透光要求的建筑屋面和墙体。

优选地，在集热管箱100的受光面也即平行薄膜110上贴敷1～2层富含抗紫外线剂的聚碳酸酯薄膜，在风沙磨损至透光率减弱时，可揭去覆膜保持透光率，延长产品寿命。

本发明的太阳能集热器1000的集热管箱100是由聚碳酸酯薄膜型材构成的一体化管箱，其结构形式与平板形太阳能集热器“吸热体表面基本为平板形状的非聚光型太阳能集热器”以及真空管集热器“采用透明管(通常为玻璃管)并在管壁与吸热体之间有真空空间的太阳能集热器”的区别较大，是“全塑一体化管箱太阳能集热器”，全塑一体化管箱太阳能集热器的结构形式，可以用足聚碳酸酯的材料特征，0.2毫米厚度聚碳酸酯薄膜抗冲击力是1毫米厚度玻璃管的100倍，且充分发挥吸光材料的光热收集和热传导性能，箱体各部分既作为集热性能部件，又参与加强结构功能。做到用料少、重量轻、低成本、高效率、长寿命、低工本、高产能、低能耗等优势特征。

本发明集热管131的管面上下向外突起成弧形扁管。应用时，吸热薄膜300贴敷其上，涂覆选择性吸热材料的一面朝向受光面，底面朝向集热管131上面，集热管131与吸热薄膜300成条状，截面上部为向上突起的弧形。在太阳能行业，平面正对太阳时为最大受光面积，因此，平板型太阳能集热器都是使用平面的金属薄板。本发明向上突起弧形条管的集热效率明显高于平面，这是因为实际应用中，除主动跟踪太阳角度，平面能够正对太阳的机会甚少，而向上突起的条管则具有更多机会适应太阳方向和高度的不断变化。

再有，全玻璃真空管集热器的保温性能很好，但集热效率低于平板型集热器，原因一是真空保温结构的双层同轴正圆截面中，在内管外部涂覆吸热材料，外管所占空间使吸光投影面积减小；二是安装时为避免遮光，二管之间需要留出间距；三是正圆管侧面正对太阳的只能是一条直线，弧度越小，直线越窄，反之则宽；但加大弧度受正圆体积限制，制造难度大，市场上大直径玻璃管集热器售价远高于小直径产品。本发明集热管131上管壁131a和下管壁131b向相反方向弧度凸出既能满足保温性能的要求也能提高集热效率。

本发明太阳能集热器1000由国家太阳能检测中心检验，结果为集热瞬时效率75％，高于当时国家标准瞬时效率平板型集热器68％，真空玻璃管型50％的规定，吸热薄膜的截面形状、弧形的规格、总面积都与集热效率有关，本发明集热管的形状和规格设计，是在反复的理论研究和实验比较中，实现多种相关条件的优势组合，因而取得较好效率。

本发明的集热管131由聚碳酸酯型材构成，其上涂覆选择性吸热涂料，吸热效果与玻璃片基一致，但附着力比玻璃片基还要好。

图2是本发明集热管箱的截面示意图，如图2所示，集热管箱100还包括：

空腔170，在最外面的管箱单元的外侧由聚碳酸酯薄膜形成，空腔170内填充保温材料171(图1示出)，其空腔底面具有安装孔，通过诸如螺栓的紧固件将太阳能集热器1000固定到屋面或者墙面等建筑结构，其中，保温材料171用发泡聚氨酯等材料制成板条，优选地，在集热管箱100朝向建筑结构的底板两层平行薄膜140和150之间也填充有保温材料171。

如图2所示，集热管131的上管壁131a和下管壁131b之间设置有加强肋132，增强集热管131的抗水冲击力，优选地，加强肋132从集热管131向外伸出到第四层平行薄膜140连接，进一步增强集热管131的抗水冲击力。

此外，集热管131上管壁131a具有向外突出的翅翼133，用于固定吸热薄膜300。

优选地，吸热薄膜300的宽度略大于集热管箱100的集热管131两侧翅翼133的宽度，吸热薄膜300两侧宽出两翅翼133的部分向下方折回用于固定。

本发明集热管箱100是由聚碳酸酯薄膜型材构成的一体化管箱，主要解决的技术问题有：采用创新结构、材料选择和相应工艺等，制成的太阳能集热器各项技术性能指标均达到国家标准要求；材料用量少，加工简单，生产能耗低，适应产业化要求；制造成本低，应用综合效率高，环境适应力强，维护简单，符合规模化应用要求和市场经济要求。

箱体利用聚碳酸酯材料的强度、透光、寿命、重量的优势，避免了金属和玻璃材料的固有缺陷，保持了箱体的温室效应。一次性挤出工艺简洁，有利质量控制，适宜量产，生产能耗低。

聚碳酸酯薄膜抗冲击力高于玻璃100～300倍；透光率达85％，相当于普通钢化玻璃86％透光率；比重为1.2g/cm³，约是玻璃比重2.5g/cm³和铝材比重2.7g/cm³的一半。本发明应用聚碳酸酯薄膜厚度为0.2mm，而真空玻管型集热器的玻璃厚度为1mm；平板型太阳能集热器使用的玻璃盖板厚度为5mm，同时使用的铝板厚度一般在1mm以上；本项目使用材料的重量比传统产品减轻很多。聚碳酸酯应用环境最差是作为大型飞机的窗户，每日经受的压强和温度变化都很剧烈，但寿命都在二十年以上。黄化率是聚碳酸酯用作透光材料的寿命指标，合格聚碳酸酯薄膜的黄化率为每年增加3‰，计算值为其透光率从85％降到国标规定的78％要经过约20余年，因此认为产品寿命在20年以上。聚碳酸酯有较好的耐温性，低温脆化温度为－100℃，高温软化温度为146℃，长期承载条件下允许温度为-40℃～+120℃，短期承载温度为-100℃～+135℃。另外，还有阻燃B1级，无火滴、无毒、隔声、隔热、不易断裂等优势条件。这些特性都适合太阳能集热要求，也符合建筑行业要求，并为可再生能源建筑应用做出准备。

本发明集热管131的条状弧形，加大了受热面积，并且减少了通水量，现有的集热管有两种形式：一种是与吸热弧面相符并能通水的双层中空曲板，其次是上弧下平管，即沿长轴分开的半椭圆型；这二种存在与其它部件连接难以安全的缺陷，因此本发明集热管131选择二个相同弧度凹面相对、二边连接的近似椭圆形(非正椭圆形)扁管，相对于截面为椭圆形的集热管，即增大了受热面积也减少了通水量。

图3a是本发明管箱端盖的截面示意图，如图3a所示，管箱端盖200的凹槽板230的凹槽的形状及规格与集热管箱100截面整体配合，使得集热管箱100的平行薄膜110、120、130、140、150和侧面薄膜160能够插入所述凹槽内，且管头222的截面形状与集热管131的截面形状相同，且管头222的外径尺寸与集热管131的内径尺寸一致，当集热管箱100插入凹槽板230的凹槽内时，管头222插入集热管箱100的集热管131内，形成封闭的太阳能集热器1000。优选地，凹槽板230底部设置有通气孔231。

图3b是本发明管箱端盖沿图3a中A-A向的剖视示意图，图3c是本发明管箱端盖沿图3b中B-B向的剖视示意图。如图3b和3c所示，管箱端盖200的水管221顺长一侧横向突出的多个与其管内相通的管头222，其中，一个管箱端盖200的水管221作为输水管道，该水管221的一个端口作为进水口，另一个管箱端盖200的水管221作为出水管道，该管道221的一个端口作为出水口。

为了防止太阳能集热器1000在偶发故障时，集热器内温度可能达到200℃，例如集热器内无水并连续数天暴晒时，优选地，在进水口前加一根向上的水管，在一定高度向下折返接通进水管，在附加水管的二个接口之间加阀门，冬季开启，保障集热器泄水完全；夏季关闭，使集热器内保持水位，使得夏季集热器内始终保持有水。其他还有遮光覆盖、自动控制等方法。

本发明管箱端盖200的材料优选采用耐高温树脂玻璃钢，适应温度在-60℃～250℃，避免塑料的低温脆裂、金属材料的工艺复杂及锈蚀难题，充分利用玻璃钢重量轻、强度高、良好的介电绝缘性能、隔热性能以及拒水性、热膨胀性能等，成型方便，工艺性好，经济效果突出的特点。

本发明管箱端盖200结构包括集联管220、凹槽板230和外罩210三个部分。功能是封闭集热管箱100两端形成封闭箱体，在管箱端盖200和集热管箱100端部交互重叠的位置，使用固定销穿插连接为一体，并用树脂类胶密封接口缝隙。

图4是本发明集水气阀的示意图，如图4所示，太阳能集热器1000还包括：

集水通气阀400，包括：阀体410，形状为平板411中间凹进一个筒412，筒底开有通气孔413；铝丝团420，填充在阀体410的筒412内；阀盖430，用于盖住阀体410的筒412的开口端，使得铝丝团420压紧填满到筒412内。集水通气阀400安装于管箱端盖200外罩210朝向建筑结构的一面或者背阴的一面，筒412伸进管箱端盖200内，通过管箱端盖200凹槽板230的通孔231，使得太阳能集热器1000内各密闭空腔与集水通气阀400相通。

优选地，阀体410的平板411位于管箱端盖200外，平板411和阀盖430上设置有安装孔414，通过螺钉固定到管箱端盖200上，更换铝丝团后，再将阀盖430固定到平板411上。

本发明太阳能集热器1000是由集热管箱100和管箱端盖200构成的密闭的箱体，箱体内各空腔在夏季遇高温时，内部空气体积会膨胀数倍，致使箱体变形，或使结合部漏气，夜晚遇降温会吸入湿气，再遇高温时，湿气在空腔内壁结露，并且很难排出，严重影响箱体透光，因此，在管箱端盖200凹槽板230底部设通气孔231，使箱体各空腔连接安装于管箱端盖200的集水通气阀400，与外部相通。

图5是本发明太阳能集热器制造方法的流程图，如图5所示，所述太阳能集热器制造方法包括：

在步骤S510中，采用聚碳酸酯材料利用挤出工艺制造包括多个管箱单元的一体化集热管箱100；

在步骤S520中，在金属薄膜一面涂覆选择性吸热材料，另一面氧化成黑色，制造吸热薄膜300，例如采用卷式真空镀膜机在铝箔上涂覆制成；

在步骤530中，将吸热薄膜300黑色的一面贴敷在集热管箱的集热管上，吸热薄膜300安装时可使用少量粘合剂，为克服粘合剂寿命较短问题，吸热薄膜300安装时宽出部分向翅翼124下方折回，使吸热薄膜固定于集热管131上面；

在步骤S540中，采用玻璃钢材料利用注塑工艺制造一体化管箱端盖200；

在步骤S550中，将管箱端盖200固定到集热管箱100开口的两端，具体地，集热管箱100插入管箱端盖200的凹槽板230内，管箱端盖200的管头222插入到集热管箱100的集热管131内，优选地，在凹槽板230的凹槽内、管头222的外表面，集热管120插入管头222一端的内表面涂覆粘合密封胶。

优选地，还包括：制造集水通气阀400，具体地：首先，在铝制平板411的中间凹进一个筒412，在筒412底部开设通孔413，平板411其他部分开设安装孔414，制造阀体410；然后用铝箔窄条揉成铝丝团420，塞进筒412内；最后，将另一铝制平板上与铝丝团420对应位置开设通孔413，其他部分开设安装孔414，制造阀盖430。

另外，优选地，还包括：将集水通气阀400安装到管箱端盖200朝向建筑结构的一面，优选地，将集水通气阀400的阀体410的筒412安装到管箱端盖200内，阀体410的平板411安装在管箱端盖200外，这样筒412内铝丝团420的热量经筒壁传出管箱端盖200外铝制平板411散失，筒412内温度总低于管箱端盖200内；铝丝团420压紧时形成若干狭小空间，当湿空气通过时，水汽在各小空间中反复碰撞铝箔，相对低温使水汽冷凝流出管箱端盖200外；即产生通气和冷凝集水的作用，集水通气阀400可明显减少集热管箱100和管箱端盖200内水汽，而对箱内温度的影响很小。

制造吸热薄膜300时，金属材料涂成深黑色时，吸热率基本可以达到90％，但红外线发射率也可高达25％，而选择性吸热涂料的吸热率可以达到95％，红外线发射率也可降至1％以下。同轴双玻真空管型集热器是在内管外部涂覆吸热材料，外观为蓝黑色，内观银白色。优点是吸热效果好，缺点是附着力差。平板型集热器吸热涂层的状态是在金属平板上涂覆，优点是物理性能好，缺点是涂层金属载体因加工工艺不得不使用较厚材料。本发明在实验中观察到，选择性吸热材料贴敷于黑色金属材料时，可极大提高发射率。因此，本发明的集热管131设计利用了几点：一是利用吸热涂层与金属材料结合好、性能好的特点，选择金属薄膜作吸热涂层的基材；二是利用黑色金属发射率高的特点，把吸热薄膜背面处理成黑色，加强红外线向管内辐射；三是利用塑料薄膜极大提高发射率的特点，确定管箱中集热管为塑料管，形成热交换的有利条件组合。这个理由同时支持全塑一体化管箱结构及材料特性。

目前困难是市场没有在金属薄膜上涂覆选择性吸热材料的现成产品。现有设备主要是供应平板型太阳能集热器，因焊接等工艺特性，基片都是厚度0.5～1.0mm以上的铜、铝薄板。如果使用厚度0.05左右的铝箔，设备需要较大调整。这个调整在理论方面没有问题，实施尚待开发。本发明所需的吸热薄膜300，在真空镀膜机上可以实现批量生产。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。

Claims (10)

1.一种全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，包括：

集热管箱，该集热管箱是由聚碳酸酯一体化形成，其包括多个管箱单元，每个管箱单元是由5层相间的平行薄膜和两侧面薄膜形成的两端开口的箱体，且相邻的两管箱单元共用一个侧面薄膜，其中在第三层平行薄膜上布置有扁圆管型集热管，该集热管的上管壁向上突起，下管壁向下突起，集热管长径与平行薄膜平行；

两个管箱端盖，分别用于封闭集热管箱开口的两端，其是截面为长方形的玻璃钢构成的一体化部件，该管箱端盖包括：外罩，朝向集热管箱的一端敞口的长方体；集联管，包括水管以及在水管顺长一侧横向突出的多个管头，其中管头的截面形状与集热管的截面形状相同，且管头的外径尺寸与集热管的内径尺寸一致，管头的长径与水管平行，管内相通；凹槽板，突出外罩与敞口相对的底面，开口方向与敞口方向一致，集热管箱插入凹槽板的凹槽内，管头插入集热管箱的集热管内，形成封闭的太阳能集热器。

2.根据权利要求1所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管箱包括15～20个所述管箱单元。

3.根据权利要求1所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管的上管壁具有向外突出的翅翼。

4.根据权利要求3所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管的上管壁和下管壁之间设置有加强肋。

5.根据权利要求3所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述太阳能集热器还包括吸热薄膜，该吸热薄膜包括金属薄膜和涂覆在金属薄膜上的选择性吸热材料，金属薄膜贴敷在集热管受光面，且金属薄膜朝向集热管的一面为黑色，吸热薄膜的宽度大于集热管两侧翅翼的宽度，吸热薄膜两侧宽出两翅翼的部分向下方折回用于固定。

6.根据权利要求5所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管可选择全部贴敷、部分贴敷或者不贴敷吸热薄膜，用于不同透光要求的建筑屋面和墙体。

7.根据权利要求1所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，还包括集水通气阀，该集水通气阀安装于背光处，包括：阀体，形状为平板中间凹进一个筒，筒底开有通孔；铝丝团，填充在阀体的筒内；阀盖，用于盖住阀体的筒的开口端，使得铝丝团压紧填满到筒内。

8.根据权利要求1所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管箱的受光面贴敷1～2层富含抗紫外线剂的聚碳酸酯薄膜。

9.根据权利要求1所述的全塑一体化管箱太阳能集热器，其特征是，所述集热管箱还包括：

空腔，在最外面的管箱单元的外侧由聚碳酸酯薄膜形成，空腔内填充保温材料，空腔底面具有安装孔，通过紧固件将太阳能集热器固定到建筑结构。

10.一种权利要求6所述的全塑一体化管箱太阳能集热器的制造方法，包括：

采用聚碳酸酯材料利用挤出工艺制造包括多个管箱单元的一体化集热管箱；

在金属薄膜一面涂覆选择性吸热材料，另一面氧化成黑色，制造吸热薄膜；

将吸热薄膜黑色的一面贴敷在集热管箱的集热管的受光面上；

采用玻璃钢材料利用注塑工艺制造一体化管箱端盖；

将管箱端盖对接到集热管箱开口的两端，其中，集热管箱插入管箱端盖的凹槽板内，管箱端盖的管头插入集热管箱的集热管内。