CN107202432A - 一种太阳能集热器及其制造方法 - Google Patents

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朱晓东
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Abstract

本发明提供一种太阳能集热器，包括外架、联箱、集热管组合体、进水管和出水管，所述的外架上设有联箱、集热管组合体，所述的联箱包括外壳和内胆，外壳和内胆之间为保温层,内胆中设置有温度传感器，内胆中还填充有换热工质，内胆左右两侧分别设置有换热工质的冷水进口、热水出口，所述的集热管组合体包括流道管、集热翼和基板；还介绍了制造太阳能集热器的方法：制作联箱、制作集热管组合体、在基板表面镀镀吸收膜和组装及其工作方法。本发明的有益效果是提高太阳能热水器质量、提高其使用寿命和其联箱内部的保温效果、制造过程简单；具有结构简单，维修方便，加工成本低、生产效率高等优点。

Description

一种太阳能集热器及其制造方法
技术领域
本发明属于太阳能集热技术领域，尤其是涉及一种太阳能集热器及其制造方法。
背景技术
从目前太阳能光热利用，平板式太阳能热水系统越来越普及，而且随着化石能源成本的上升，高性价比的新能源产品，例如此类平板式太阳能集热器产品在现有玻璃管太阳能的基础上，提高了集热性能，更在与建筑结合的同时体现诸多优势。
现有的太阳能集热器存在以下不足：由于使用的环境湿度、温度等各种因素会导致电化学腐蚀的速度加快，最终影响成品太阳能集热器的质量和使用寿命；经过加热后的水在联箱内保温效在制作太阳能集热器时，集热管通过插接的方式与联箱侧面的圆孔连通，如果联箱中的介质具有一定压力，则联箱内胆的侧壁会发生鼓胀，这直接引起其侧面的圆孔变形，进而影响密封效果使内部传热介质泄漏；现有的集热板的太阳能吸收率低，放射率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能集热器及其制造方法，其提高太阳能热水器质量、提高其使用寿命和其联箱内部的保温效果、制造过程简单，尤其适合用于制作家用太阳能集热器中。
本发明的技术方案是：一种太阳能集热器，包括外架、联箱、集热管组合体、进水管和出水管，所述的外架上设有联箱、集热管组合体，所述的联箱包括外壳和内胆，外壳和内胆之间为保温层,内胆中设置有温度传感器，内胆中还填充有换热工质，内胆左右两侧分别设置有换热工质的冷水进口、热水出口，进水管与冷水进口相连，出水管与热水出口相连，集热管组合体的上端分别设有进水口、出水口，所述的联箱的下端分别设有集热管进口、集热管出口，集热管进口通过第一连接管与进水口相连，集热管出口通过第一连接管与出水口相连，所述的集热管组合体包括流道管、集热翼和基板，流道管、集热翼和基板可采用金属材料制成，其呈管状并具有供水流过的流道，流道管具有入水口和出水口，入水口连接于入水管，出水口可连接于出水管。
具体应用中，流道管可采用铜材制成，集热翼可采用铝材料制成，其表面可形成一层绝缘、致密的氧化膜。集热翼覆盖于流道管并固定连接于基板，流道管固定夹设于集热翼与基板之间，流道管被完全固定且与集热翼之间固定紧密。
进一步，所述集热管组合体和联箱的外壳的接触面下方设置有挡风圈。
进一步，流道管与基板之间，或流道管与集热翼之间均无需通过焊接的方式焊接在一起。
进一步，所述的集热翼具有用于容置流道管的卡槽。
进一步，所述挤压液体为液压油或乳化液。
进一步，所述的基板呈平板状，基板上开设有凹槽。
进一步，所述的流道管部分容置于凹槽内。
一种制造太阳能集热器的方法，具体包括以下步骤：
1)制作联箱：制作好外壳和内胆，将外壳和内胆竖立起并套装好，并在外壳和内胆之间的底部放置一块环片将圆管和外管定位，在外壳和内胆上做好定位标记，组装好的外壳与内胆为环筒体；
2)制作集热管组合体：准备流道管、基板和可覆盖于流道管外侧的集热翼，将集热翼套设于流道管外侧，并将集热翼通过连续激光焊接的方式固定连接于基板并夹紧于流道管，流道管固定夹设于集热翼与基板之间，流道管被完全固定且与集热翼之间固定紧密；
3)在基板表面镀镀吸收膜：
A、粗糙化金属基板导热层：在一金属基板导热层的表面形成多数微孔的微纳米结构；
B、成型硅薄膜吸收层：在前述金属基板导热层的表面成长一硅薄膜吸收层，且该硅薄膜吸收层的厚度介于1微米至3微米之间；
C、成型氮化铝抗反射层：在前述硅薄膜吸收层上成长一氮化铝抗反射层，且该氮化铝抗反射层的厚度介于100纳米至1微米之间；
4)在环筒体的孔内装好集热体组合体，用压缩空气出气口罩在环筒体上端，用压缩空气将所有的集热体组合体一次性吹入圆管和外管之间的底部，即可组装成太阳能热水器。
一种太阳能集热器的工作方法，包括集热过程，所述集热过程中，集热管组合体中集热翼外侧将吸收的太阳能转化为热能，并将太阳能管内的集热工质加热，集热工质内的水气化为蒸汽向上流动，依次经过集热管进口、进水口、出水口、集热管出口，然后从出水管排出，供居民使用，完成集热过程。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，提高太阳能热水器质量、提高其使用寿命和其联箱内部的保温效果、制造过程简单；具有结构简单，维修方便，加工成本低、生产效率高等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：
1、联箱 2、进水管 3、出水管
4、外壳 5、内胆 6、进水口
7、出水口 8、流道管 9、集热翼
10、基板
具体实施方式
如图1所示，本发明的技术方案为一种太阳能集热器，包括外架、联箱1、集热管组合体、进水管2和出水管3，所述的外架上设有联箱1、集热管组合体，所述的联箱1包括外壳4和内胆5，外壳4和内胆5之间为保温层，内,5中设置有温度传感器，内胆5中还填充有换热工质，内胆5左右两侧分别设置有换热工质的冷水进口、热水出口，进水管2与冷水进口相连，出水管3与热水出口相连，集热管组合体的上端分别设有进水口6、出水口7，所述的联箱1的下端分别设有集热管进口、集热管出口，集热管进口通过第一连接管与进水口6相连，集热管出口通过第一连接管与出水口7相连。
所述的集热管组合体包括流道管8、集热翼9和基板10，流道管8、集热翼9和基板10可采用金属材料制成，其呈管状并具有供水流过的流道，流道管8具有入水口和出水口，入水口连接于入水管，出水口可连接于出水管。具体应用中，流道管8可采用铜材制成，集热翼9可采用铝材料制成，其表面可形成一层绝缘、致密的氧化膜。集热翼9覆盖于流道管并固定连接于基板10，流道管8固定夹设于集热翼9与基板10之间，流道管8被完全固定且与集热翼9之间固定紧密。
本实施例中，所述集热管组合体和联箱1的外壳的接触面下方设置有挡风圈。
本实施例中，流道管8与基板10之间，或流道管8与集热翼9之间均无需通过焊接的方式焊接在一起。
本实施例中，所述的集热翼9具有用于容置流道管的卡槽。
本实施例中，所述挤压液体为液压油或乳化液。
本实施例中，所述的基板10呈平板状，基板10上开设有凹槽，
本实施例中，所述的流道管8部分容置于凹槽内。
一种制造太阳能集热器的方法，具体包括以下步骤：
1)制作联箱：制作好外壳和内胆，将外壳和内胆竖立起并套装好，并在外壳和内胆之间的底部放置一块环片将圆管和外管定位，在外壳和内胆上做好定位标记，组装好的外壳与内胆为环筒体；
2)制作集热管组合体：准备流道管、基板和可覆盖于流道管外侧的集热翼，将集热翼套设于流道管外侧，并将集热翼通过连续激光焊接的方式固定连接于基板并夹紧于流道管，流道管固定夹设于集热翼与基板之间，流道管被完全固定且与集热翼之间固定紧密，热阻小，导热效率高。
3)在基板表面镀镀吸收膜：
A、粗糙化金属基板导热层：在一金属基板导热层的表面形成多数微孔的微纳米结构；
B、成型硅薄膜吸收层：在前述金属基板导热层的表面成长一硅薄膜吸收层，且该硅薄膜吸收层的厚度介于1微米至3微米之间；
C、成型氮化铝抗反射层：在前述硅薄膜吸收层上成长一氮化铝抗反射层，且该氮化铝抗反射层的厚度介于100纳米至1微米之间
4)在环筒体的孔内装好集热体组合体，用压缩空气出气口罩在环筒体上端，用压缩空气将所有的集热体组合体一次性吹入圆管和外管之间的底部，即可组装成太阳能热水器。
一种太阳能集热器的工作方法，包括集热过程，所述集热过程中，集热管组合体中集热翼外侧将吸收的太阳能转化为热能，并将太阳能管内的集热工质加热，集热工质内的水气化为蒸汽向上流动，依次经过集热管进口、进水口、出水口、集热管出口，然后从出水管排出，供居民使用，完成集热过程。
本发明实施例所提供的太阳能集热器及其制造方法，突破了现有太阳能集热器的加工工艺，采用更简单和高性能的设备，使生产效率大大提高，提高太阳能集热器的吸热性能，简化制造环节，而同期又节省了材料成本，为产业升级，能够制造更高性价比的太阳能集热产品，让新能源技术更为普及。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能集热器，其特征在于：包括外架、联箱、集热管组合体、进水管和出水管，所述的外架上设有联箱、集热管组合体，所述的联箱包括外壳和内胆，外壳和内胆之间为保温层,内胆中设置有温度传感器，内胆中还填充有换热工质，内胆左右两侧分别设置有换热工质的冷水进口、热水出口，进水管与冷水进口相连，出水管与热水出口相连，集热管组合体的上端分别设有进水口、出水口，所述的联箱的下端分别设有集热管进口、集热管出口，集热管进口通过第一连接管与进水口相连，集热管出口通过第一连接管与出水口相连，所述的集热管组合体包括流道管、集热翼和基板，流道管、集热翼和基板可采用金属材料制成，其呈管状并具有供水流过的流道，流道管具有入水口和出水口，入水口连接于入水管，出水口可连接于出水管。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述集热管组合体和联箱的外壳的接触面下方设置有挡风圈。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：流道管与基板之间，或流道管与集热翼之间均无需通过焊接的方式焊接在一起。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述的集热翼具有用于容置流道管的卡槽。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述的挤压液体为液压油或乳化液。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述的基板呈平板状，基板上开设有凹槽。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热器，其特征在于：所述的流道管部分容置于凹槽内。
8.一种制造太阳能集热器的方法，具体包括以下步骤：
1)制作联箱：制作好外壳和内胆，将外壳和内胆竖立起并套装好，并在外壳和内胆之间的底部放置一块环片将圆管和外管定位，在外壳和内胆上做好定位标记，组装好的外壳与内胆为环筒体；
2)制作集热管组合体：准备流道管、基板和可覆盖于流道管外侧的集热翼，将集热翼套设于流道管外侧，并将集热翼通过连续激光焊接的方式固定连接于基板并夹紧于流道管，流道管固定夹设于集热翼与基板之间，流道管被完全固定且与集热翼之间固定紧密；
3)在基板表面镀镀吸收膜：
A、粗糙化金属基板导热层：在一金属基板导热层的表面形成多数微孔的微纳米结构；
B、成型硅薄膜吸收层：在前述金属基板导热层的表面成长一硅薄膜吸收层，且该硅薄膜吸收层的厚度介于1微米至3微米之间；
C、成型氮化铝抗反射层：在前述硅薄膜吸收层上成长一氮化铝抗反射层，且该氮化铝抗反射层的厚度介于100纳米至1微米之间
4)在环筒体的孔内装好集热体组合体，用压缩空气出气口罩在环筒体上端，用压缩空气将所有的集热体组合体一次性吹入圆管和外管之间的底部，即可组装成太阳能热水器。
9.一种太阳能集热器的工作方法，包括集热过程，所述集热过程中，集热管组合体中集热翼外侧将吸收的太阳能转化为热能，并将太阳能管内的集热工质加热，集热工质内的水气化为蒸汽向上流动，依次经过集热管进口、进水口、出水口、集热管出口，然后从出水管排出，供居民使用，完成集热过程。
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