CN1995864B - 太阳能集热片材及其制作方法和太阳能集热器吸热板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能集热片材，具有片基层、吸热涂层和固化保护层，片基层位于最里层，片基层上覆盖铝-氮/铝吸热涂层，铝-氮/铝吸热涂层外为固化保护层；所述的片基层为透明塑料片材层。吸光率高，重量大大低于常规太阳能集热片，还抗具有抗冲击、耐热、导热、抗老化、易加工等性能；另外还具有一个优点就是造价低廉，原料成本低于现有技术中的原料成本。本发明的另一目的在于提供上述太阳能集热片材的制造方法，以利达到可以生产上述太阳能集热片材产品。本发明的还有一目的在于提供一种由前面所述的太阳能集热片材制成太阳能集热器吸热板，这种产品结构巧妙，易于生产加工，工艺简单，制作成本低。

Description

太阳能集热片材及其制作方法和太阳能集热器吸热板

技术领域

本发明涉及太阳能利用产业和节能建筑产业技术，具体涉及太阳能集热片材及其利用。

背景技术

传统的目前的平板型太阳能集热器吸热板主要由铜、铝合金、不锈钢、玻璃构成，利用材料的导热性或选择性涂料收集太阳热能。制作工艺包括冲压、焊接等。

真空玻管型太阳能集热器由两根同心圆玻管两端密封为真空腔，腔内内管外壁涂敷选择性涂层收集太阳热能，是目前效果好并主要采用的产品。制作工艺包括磁控溅射涂敷选择性涂层、玻管热封等。

对太阳能集热器吸热板的主要技术要求有：有一定的承压能力；与工作介质相容性好；热传递性能好；加工工艺简单等。上述产品因材料特性和产品要求致使加工工艺都需要相应的配套和规模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能集热片材，吸光率高，重量低于现有太阳能集热器，还抗具有抗冲击、耐热、导热、抗老化、易加工等性能；另外还具有一个优点就是造价低廉，原料成本低于现有技术中的原料成本。

本发明的另一目的在于提供上述太阳能集热片材的制造方法，以利达到可以生产上述太阳能集热片材产品。

本发明的还有一目的在于提供一种由前面所述的太阳能集热片材制成太阳能集热器吸热板，这种产品结构巧妙，易于生产加工，工艺简单，制作成本低。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种太阳能集热片材，具有片基层、铝-氮/铝吸热涂层和固化保护层，片基层位于最里层，片基层上覆盖铝-氮/铝吸热涂层，铝-氮/铝吸热涂层外为固化保护层；所述的片基层为透明塑料片材层。

所述的吸热涂层为铝-氮/铝层。采用磁控溅射工艺和铝-氮/铝涂敷材料，吸光率都达到国家标准。采用目前较好的磁控溅射工艺将铝-氮/铝吸热涂层，涂敷于选用的塑料片基上，再涂敷强渗透性的固化保护保护涂层，增加吸热涂层在片基层上的吸附性。

所述的片基层厚度在0.02毫米至1毫米之间。

所述的透明塑料片材层为聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片片材层。

所述的固化保护层为具有渗透力的透明保护材料层。

一种太阳能集热片材的制作方法，所述的方法包括以下步骤：选用透明塑料片材层为片基层；采用磁控溅射工艺，在片基层表面涂敷铝-氮/铝吸热涂层；在铝-氮/铝吸热涂层外涂敷具有渗透力的透明保护材料层。

所选用透明塑料片材层为聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片片材。

一种太阳能集热器吸热板，包括集热片和支架，集热片由前所述的太阳能集热片材制成，其中片基层位于最下层，集热片横截面为连续的罗马字母Ω形；所述的集热片位于支架上部。

所述的支架设有间隔排列的楔形开口槽，所述的集热片横的罗马字母Ω形底部分别卡在楔形开口槽内。每两个Ω形直筒底脚楔入楔形开口得以固定，每两个楔形开口之间的倒楔形插入Ω形直筒内，支撑直筒断面成Ω形，以此结构获得较好的吸热性能。

根据本发明提供的技术方案，其相对于现有技术具有如下优点：

采用上述方案后，吸热涂层外涂敷强渗透性的固化保护保护涂层，增加吸热涂层在片基层上的吸附性，避免在加工、使用过程中吸热涂层的磨损。

选用聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片片材作为片基层，具有很好柔韧性，易于弯折变形，还具有重量轻、抗冲击、耐热、导热、抗老化、易裁剪加工，透光性好、耐高温、耐老化等诸多优良性能，为本发明的基本核心技术。本发明突破了传统上的认为只能选取导热导电性能较好的金属作为片基层的技术偏见，采用了坚韧的透明塑料单片片材作片基层，超出本领域中普通技术人员所能想象。

材料价廉。选用聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片塑料片材用于太阳能集热器吸热板，与其他材料价格比较只相当于几分之一或几十分之一，为在单位面积内增加集热材料面积和大面积使用提供了基础条件。

结构高效。吸热材料面积是吸热效率的重要条件之一，本发明选择的塑料片材因具备价廉、易加工等特征，既可在吸热板单位投影面积中大幅度增加吸热材料面积。如断面为蛇形结构与真空吸热玻管的受光面积比较，两者正弦部分相同，负弦部分在真空吸热玻管为背向阳光，而在本发明中为正向阳光，结构效应明确。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明中的太阳能集热片材结构示意图；

图2是本发明所述的太阳能集热器吸热板的装配示意图；

图3是图2所示的阳能集热器吸热板的组装图；

图4是图2所示的阳能集热器吸热板的整体安装结构示意图。

图号说明：

1片基层    2铝-氮/铝吸热涂层    3固化保护层

4集热片    5支架    51楔形开口槽

具体实施方式

一种太阳能集热片材，如图1所示，具有片基层1、铝-氮/铝吸热涂层2和固化保护层3，片基层1位于最里层，片基层1上覆盖铝-氮/铝吸热涂层2，铝-氮/铝吸热涂层2外为固化保护层3。片基层1为透明塑料片材层。

在实际应用中，透明塑料片材层可以采用聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片片材层。片基层厚度在0.02毫米至1毫米之间。固化保护层为强渗透力的透明保护材料层。

一种太阳能集热片材的制作方法，所述的方法包括以下步骤：选用透明塑料片材层为片基层；采用磁控溅射工艺，在片基层表面涂敷铝-氮/铝吸热涂层；在铝-氮/铝吸热涂层外涂敷强渗透力的透明保护材料层。

所选用透明塑料片材层为片基层，聚碳酸酯、聚酯、PEET等单片片材。

一种太阳能集热器吸热板，如图3所示，结构包括集热片4和支架5，集热片4由前所述的太阳能集热片材制成，其中片基层位于最下层，集热片4横截面为连续的罗马字母Ω形；所述的集热片4位于支架5上部，固定在支架5上。支架5上设有间隔排列的楔形开口槽51，如图2所示，集热片4横的罗马字母Ω形底部分别卡在楔形开口槽51内。

在实际应用中，集热片4和支架5的组装形式，如图4所示，每隔一段距离平行安置一条支架，一片集热片固定在若干条支架组成支架组上，以维持集热片的形状，有利于吸收太阳能。经试验比较，平面吸热材料全天得热为1，断面为蛇形或其它变形的吸热材料全天得热为1.15以下，断面为罗马字母Ω形的并列直筒吸热材料全天得热为1.25以上。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，如：集热片横截面为蛇形；或者集热片通过夹子固定在支架上；本发明涉及的片基层最好片材厚度在0.02毫米至0.5毫米之间，在满足基本强度要求的前提下越薄越好，利用其轻、薄、透光性好、耐高温、耐老化、抗冲击、易加工等特征；太阳能集热器吸热板的集热片可根据需要弯曲成波浪形、圆形、瓦形等。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (8)

1.一种太阳能集热片材，其特征在于：具有片基层、铝-氮/铝吸热涂层和固化保护层，片基层位于最里层，片基层上覆盖铝-氮/铝吸热涂层，铝-氮/铝吸热涂层外为固化保护层；所述的片基层为透明塑料片材层。

2.如权利要求1所述的一种太阳能集热片材，其特征在于：所述的片基层厚度在0.02毫米至1毫米之间。

3.如权利要求1所述的一种太阳能集热片材，其特征在于：所述的透明塑料片材层为聚碳酸酯、聚酯、PEET单片片材层。

4.如权利要求1所述的一种太阳能集热片材，其特征在于：所述的固化保护层为具有渗透力的透明保护材料层。

5.一种太阳能集热片材的制作方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：选用透明塑料片材层为片基层；采用磁控溅射工艺，在片基层表面涂敷铝-氮/铝吸热涂层；在铝-氮/铝吸热涂层外涂敷具有渗透力的透明保护材料层。

6.如权利要求5所述的一种太阳能集热片材的制作方法，其特征在于：所选用透明塑料片材层为聚碳酸酯、聚酯、PEET单片片材。

7.一种太阳能集热器吸热板，包括集热片和支架，其特征在于：集热片由权利要求1所述的太阳能集热片材制成，其中片基层位于最下层，集热片横截面为连续的罗马字母Ω形；所述的集热片位于支架上部。

8.如权利要求7所述的太阳能集热器吸热板，其特征在于：所述的支架设有间隔排列的楔形开口槽，所述的集热片横的罗马字母Ω形底部分别卡在楔形开口槽内。

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