CN204165250U - 一种聚合物太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚合物太阳能集热器，包括盖板和边框，边框内设有聚合物吸热板芯；聚合物吸热板芯的背面设有聚合物水箱；边框与聚合物吸热板芯、聚合物吸热板芯与聚合物水箱、边框与聚合物水箱之间填充有聚合物保温材料；聚合物吸热板芯能呈现不同的色彩；所述聚合物吸热板芯上设有若干条吸热通道，所述吸热通道上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述盖板、聚合物水箱、聚合物吸热板芯、吸热通道和保温层均由聚合物材料制成。本实用新型所用的材料重量轻、容易加工成型；吸热板芯颜色的多样性和集热器自身的结构外型的多样性提高了产品的美观度；加工过程无需焊接、无需使用螺丝及柳钉，加工便利，节省了大量人工，生产效率高。

Description

一种聚合物太阳能集热器

技术领域

本实用新型涉及一种集热器，尤其是涉及一种聚合物太阳能集热器。

背景技术

开发新能源和可再生清洁能源是全世界面临的共同课题。在新能源的开发和利用中，太阳能的光热利用已经成功的实现了产业化，部分解决了民用和工业用热问题，产生了巨大的经济效益和社会效益。

目前的中低温太阳能集热器主要包括全玻璃真空管太阳能集热器和平板集热器，这两种集热器所用的材料一般为金属或玻璃。如申请公布号为CN102506508A的专利文件公开的一种真空管太阳能集热板，包括平行并排的至少两根真空集热管，相邻两根真空集热管间有间隙并由粘接材料粘接，以使该至少两根真空集热管形成真空板，该间隙中有该粘接材料。申请公开号为CN101424457A的专利文件公开了一种太阳能集热板，这种太阳能集热板采用拉制长条状铝或铝合金平面板，板背部整体成型与板通常的液体流通的管道，平面板及管道实心的截面积在0.8-5cm²，管径的截面积在0.1-1.5cm²，平面板的宽度为4-20cm。这两种集热器一般存在如下缺点：

1)所用的材料为金属和玻璃，这些材料比较重，给运输和安装带来不便；

2)这两种集热器的装配比较复杂，需要耗费大量的人工，增加了人工成本；

3)这两种集热器水箱一般置于吸热板的上方，影响产品的美观并限制了产品的多样化。

尽管之前有关于塑料集热器的专利报道，如申请公开号为CN1527005A的专利文件公开的一种板式太阳能集热板，它包括集热芯、底板、盖板和边框，其中集热芯设置在底板、盖板和边框所围成的空间内，集热芯、底板、盖板和边框均采用塑料材料，集热芯设置选择性吸收涂层，盖板为透明塑料板，但是这些专利中的塑料集热器产品并没有充分体现塑料容易加工成型的优点，其管路设计及集热器结构的设计没有突破传统集热器的限制，多为管翼式结构，同时，由于塑料的导热性差，这也限制了其光热转化效率的提高。另外，目前的塑料集热器存在的最大的问题是不具有选择性吸收特性。所谓选择性吸收特性是指材料对太阳光具有高吸收，使得太阳能尽可能多的转化为热能，同时转化的热能后，材料的发射系数小，减少了辐射热损失。高选择性吸收低发射特性材料在平板集热器和全玻璃真空管集热器中使用非常广泛，一般采用溅射或化学法制作，颜色也局限为黑色和蓝色。但是这些传统的制作选择性吸收涂层的方法很难在聚合物基底上实现。因此，目前的塑料集热器完全不具备选择性吸收特性。一般而言，塑料材料只要做成黑色，很容易达到高的吸收率，但是发射率也往往很高，大于80％，如此高的发射率导致了集热器的效率非常低。同时单调的颜色不利于其与建筑的结合，破坏了建筑美感。需要指出的是，在平板集热器和全玻璃真空管集热器中，一般是将具有高吸收的涂层沉积在金属基底上，涂层的低发射特性来自于金属基底。然而，聚合物集热器采用高分子材料，高分子一般不具备低发射特性，因此需要针对聚合物特性研究新型的选择性吸收材料。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种安装便利，光热转化效率更高的新型太阳能集热器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种聚合物太阳能集热器，包括盖板和边框，边框内设有聚合物吸热板芯，所述聚合物吸热板芯的背面设有呈扁平结构的聚合物水箱；所述边框与聚合物吸热板芯、聚合物吸热板芯与聚合物水箱、边框与聚合物水箱之间填充有聚合物保温材料；所述聚合物吸热板芯能呈现不同的色彩；所述聚合物吸热板芯上设有若干条吸热通道，所述吸热通道上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述若干条吸热通道构成吸热水路；所述吸热水路的结构是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种；所述聚合物水箱内设有水路；所述聚合物水箱上设有水路粘连点和水路粘连线；所述水路粘连线是直线形或弧线形；所述水路的结构是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种；所述盖板、聚合物水箱、聚合物吸热板芯、吸热通道和聚合物保温材料均由具有阻燃特性的聚合物材料制成。

所采用的聚合物材料可以是塑料如PP、PE、PC、ABS、PET等，和橡胶如天然异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶等，根据应用环境的不同要对这些集合物材料进行耐高温和增韧改性。

聚合物水箱可以采用吹塑的方法或双板真空吸塑热压成型的方式加工制成。聚合物水箱包括壳体，壳体内设有水路。壳体的横截面呈矩形，壳体上设有若干个与水路相通的水路粘连点和若干条水路粘连线。水路粘连点通过连接管道与聚合物吸热板芯上的吸热通道相通。

壳体上还设有与水路相通的水路入口和水路出口。水路入口和水路出口可以位于同一水平面，也可以上下错列排布，从而使聚合物水箱的水路结构可以是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种方式。聚合物水箱的壳体与水路粘连形成水路粘连线，壳体与水路粘连的地方，水路被断开。水路粘连线可以呈线性结构，也可以呈弧线结构。通过水路粘连线在不同区域的分布，从而在上进上出、上进下出、下进上出、下进下出四种结构方式中选择聚合物水箱的水路结构。

本实用新型的工作原理如下：

设有高选择性吸热涂层的吸热通道吸收太阳能，并将太阳能转化为热能。在吸热通道内流动的工质吸收热能升温。由于吸热通道与聚合物水箱通过连接管道和水路粘连点相连通，升温后的工质与聚合物水箱内的工质相通，热量从吸热通道内的工质传到聚合物水箱的工质，从而使工质的整体温度上升。边框与聚合物吸热板芯、聚合物吸热板芯与聚合物水箱、边框与聚合物水箱之间填充的保温层能有效地保证工质的温度，避免工质在长时间放置时温度大幅下降。

工质在聚合物吸热板芯上流动，吸收热能升温。由聚合物吸热板芯的吸热结构划分，本聚合物太阳能集热器可以是聚光型聚合物太阳能集热器，也可以是全流道型聚合物太阳能集热器。

若聚合物吸热板芯是聚光型聚合物吸热板芯，集热器为聚光型聚合物太阳能集热器，那么，聚合物吸热板芯是聚光型吸热板芯，聚合物吸热板芯可以包括若干条吸热管和若干条聚光槽，吸热管安装在聚光槽内，若干条吸热管连通构成吸热水路。吸热管上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。此时，聚合物吸热板芯上的吸热通道是吸热管，吸热管的截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形、弧形、扇形、月牙形的任何一种，聚光槽的截面形状可以是半圆形、椭圆形、弧形、抛物线形、复合抛物线的任何一种。

聚光型聚合物太阳能集热器，这种集热器所有的材料均为聚合物，充分利用聚合物材料轻、容易加工成型的优点，制作了聚合物聚光太阳能集热器，这种集热器非常容易组装，全部的安装过程不用任何螺丝或铆钉，极大的提高了生产效率；同时，由于聚合物非常容易成型，因此可以在不增加任何管路或机械机构的前提下，按照使用要求设计各种水路；另外，将聚光机构引入聚合物集热器中，使得太阳光可以聚集到吸热管中，避免了由于聚合物导热系数低引起的热损失。最重要的是，吸热管具有选择性吸收的特性，对太阳光吸收率很高，发射率低，而且吸热板芯的颜色可以多变，能做成彩色。在吸热管上的高选择性吸热涂层能吸收不同波段的光，从而生成不同的吸收光谱，在可见光区内呈现不同的颜色，使集热板的色彩不再局限于黑色或蓝色，为建筑外部装饰提供了多种选择。

当聚合物吸热板芯是聚光型聚合物吸热板芯，集热器为聚光型聚合物太阳能集热器时，聚合物太阳能集热器还可以呈一维结构，即一维聚合物太阳能聚光集热器；聚合物太阳能集热器上设有外形呈一维线性结构的聚光结构。

呈一维线性结构的聚光结构包括流体通道和包裹在流体通道外的聚合物吸光层，在聚合物吸光层外还设有聚合物反光膜，聚合物反光膜与聚合物吸光层之间还设有透光层，聚合物吸光层上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。此时，聚合物吸热板芯上的吸热通道是流体通道。聚合物吸光层可以由涂覆有高选择性吸热涂层聚合物制成，也可以由表面涂覆有高选择性吸热涂层的金属管制成的。流体通道的截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形的任何一种或这几种图形的组合形状。聚合物反光膜的截面形状可以是半圆形、椭圆形、弧形、抛物线形、复合抛物线的任何一种。

当阳光照射在聚合物吸光层上时，聚合物吸光层将太阳能转化为热能，并将热能传递给在流体通道内流动的工质。设在聚合物吸光层外的聚合物反光膜反射区域内的阳光，增加聚合物吸光层的照射强度，从而提高聚合物吸光层的太阳能吸收效率。

在聚合物反光膜外还可以设有聚合物保护层。该聚合物保护层可以呈中空结构，也可以在中空结构内填充保温材料。在聚合物保护层上还可以设有压盖条。

一维聚合物太阳能聚光集热器是针对以往的二维平板集热器和玻璃管集热器而言的。这种集热器可以通过挤出的方式一次成型，生产效率非常高，挤出的产品即是集热器，不需要额外的组装。这种一维聚合物太阳能聚光集热器适合做集热工程，一维聚合物太阳能聚光集热器的长度可以根据工程的需要自由截取，并可盘绕成任何形状。同时这种集热器引入了聚光系统，有利于提高集热器的光热转化效率，并提高集热器的供热温度。我们将吸光层做成具有选择性吸收的特性，对太阳光吸收率高，发射率低，而且吸热板芯的颜色可以多变，能做成彩色。

若聚合物吸热板芯是全流道型聚合物吸热板芯，集热器为全流道型聚合物太阳能集热器，那么，聚合物吸热板芯是流道型吸热板芯，聚合物吸热板芯包括外壳，外壳内设有若干条吸热流道，若干条吸热流道连通构成吸热水路。吸热流道上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层，此时，聚合物吸热板芯上的吸热通道是吸热流道。在聚合物吸热板芯上还设有若干个吸热粘连点。吸热粘连点与水路粘连点之间通过连接管道相通，从而与聚合物水箱相通。聚合物吸热板芯的结构可以是平面结构、波浪形结构或弧形结构的任何一种。在聚合物吸热板芯上还设有控制吸热水路结构的吸热粘连线。聚合物吸热板芯的外壳与吸热水路粘连形成水路粘连线，外壳与吸热水路粘连的地方，吸热水路被断开。吸热粘连线可以呈线性结构，也可以呈弧线结构。通过吸热粘连线在聚合物吸热板芯上不同区域的分布，从而控制吸热水路结构是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种方式。

全流道型聚合物太阳能集热器，这种集热器所有的材料均为聚合物，充分利用聚合物材料轻、容易加工成型的优点，这种集热器非常容易组装，全部的安装过程不用任何螺丝或铆钉，极大的提高了生产效率；另外，由于聚合物非常容易成型，因此可以在不增加任何管路或机械机构的前提下，按照使用要求设计各种水路。将吸热板芯做成具有选择性吸收的特性，对太阳光吸收率很高，发射率低，而且吸热板芯的颜色可以多变，能做成彩色。

聚合物太阳能集热器可呈现多种色彩。为了获得这种效果，需要在吸热通道上加工能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。为此，可将具有高吸收低发射的彩色材料通过喷涂、电镀、溅射、气相沉积法的任何一种方法沉积在吸热通道的表面，也可以将具有高吸收低发射的材料混合在聚合物原料中，通过吹塑、挤出、真空吸塑热压的任何一种方法直接制备。

需要指出的是，传统的平板集热器或全玻璃真空管的吸收涂层也可以通过喷涂、电镀、溅射、气相沉积法来制作，但是传统涂层的低发射特性来至于金属基底(对全玻璃真空管而言，需要预先沉积金属层)，而在本专利中，选择性吸收特性来自于具有高吸收低发射的彩色材料本身，因此，不需要在金属基底上来实现。

为了获得更好的装饰效果，本集热器的外型可以是正方形、长方形、六边形、多边形的任何一种。边框可以是平面结构，也可以是波浪型结构。盖板可以是平面结构，也可以是非平面结构。

本实用新型利用聚合物材料制作了新型的太阳能集热器，这种集热器和全玻璃真空管太阳能集热器和平板集热器相比，在材料、结构和加工工艺上都有了突破性创新。

1)材料方面：集热器所有的材料均可为聚合物，充分利用聚合物材料轻、容易加工成型的优点；首次将聚合物吸热管做成具有选择性吸收的特性，对太阳光吸收率很高，发射率低，而且吸热管的颜色可以多变，能做成彩色。

2)结构方面：由于采用了新的传热方式，因此可以将水箱置于集热器的后方，将水箱做成扁平结构，利于水箱隐藏提高美观度；由于聚合物非常容易成型，因此可以在不增加任何管路或机械机构的前提下，按照使用要求设计各种水路。

3)加工工艺方面：高选择性吸热板芯和水箱采用吹塑的方法或双板真空吸塑热压成型的方式加工，而边框和保温材料均采用聚氨酯材料，可以一次性发泡成型，放置好盖板以后，用聚合物保护涂层对整个集热器进行保护。可以看出加工工艺非常简单，全部加工过程不需要焊接、螺丝及铆钉，节省了大量的人工。而一维聚合物太阳能聚光集热器采用挤出一次成型的方式加工，生产效率非常高。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1水箱安装在边框外的聚光型聚合物太阳能集热器结构示意图；

图3是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为上进上出时，吸热水路的示意图；

图4是图3中吸热粘连线的分布示意图；

图5是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为上进下出时，吸热水路第一种结构的示意图；

图6是图5中吸热粘连线的分布示意图；

图7是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为上进下出时，吸热水路第二种结构的示意图；

图8是图7中吸热粘连线的分布示意图；

图9是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为下进上出时，吸热水路第一种结构的示意图；

图10是图9中吸热粘连线的分布示意图；

图11是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为下进上出时，吸热水路第二种结构的示意图；

图12是图11中吸热粘连线的分布示意图；

图13是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为下进下出时，吸热水路第一种结构的示意图；

图14是图13中吸热粘连线的分布示意图；

图15是本实用新型实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器吸热管的吸热水路结构为下进下出时，吸热水路第二种结构的示意图；

图16是图15中吸热粘连线的分布示意图；

图17是本实用新型实施例2中一维全聚合物太阳能聚光集热器聚光结构的结构示意图；

图18是本实用新型实施例2中透光层为空气的一维全聚合物太阳能聚光集热器结构示意图；图19是本实用新型实施例2中没有聚合物保护层的一维全聚合物太阳能聚光集热器结构示意图；

图20是本实用新型实施例2中聚合物保护层呈中空结构的一维全聚合物太阳能聚光集热器结构示意图；

图21是本实用新型实施例2中一维全聚合物太阳能聚光集热器的结构示意图；

图22是本实用新型实施例3中全流道型聚合物太阳能集热器的结构示意图；

图23是本实用新型实施例3中全流道型聚合物太阳能集热器的整体结构示意图；

图24是本实用新型实施例3中聚合物吸热板芯为波浪形的全流道型聚合物太阳能集热器的结构示意图；

图25是本实用新型实施例3中水箱安装在边框外的全流道型聚合物太阳能集热器的结构示意图；

图26是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为上进上出时的示意图；

图27是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为上进下出时的第一种结构示意图；

图28是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为上进下出时的第二种结构示意图；

图29是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为下进上出时的第一种结构示意图；

图30是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为下进上出时的第二种结构示意图；

图31是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为下进下出时的第一种结构示意图；

图32是本实用新型实施例3中的全流道型聚合物太阳能集热器的吸热水路结构为下进下出时的第二种结构示意图；

图33是本实用新型实施例1中第一种呈六边形结构的聚光型聚合物太阳能集热器示意图；

图34是本实用新型实施例1中第二种呈六边形结构的聚光型聚合物太阳能集热器示意图；

图35是本实用新型实施例1中呈多边形结构的聚光型聚合物太阳能集热器示意图；

图36是本实用新型实施例1中涂覆有高选择性吸收低发射特性的吸热涂层的蓝色聚合物吸热板芯的反射光谱；

图37是本实用新型实施例1中涂覆有高选择性吸收低发射特性的吸热涂层的黑色聚合物吸热板芯的反射光谱；

图38是本实用新型实施例1中涂覆有高选择性吸收低发射特性的吸热涂层的绿色聚合物吸热板芯的反射光谱；

图39是本实用新型实施例1中涂覆有高选择性吸收低发射特性的吸热涂层的紫色聚合物吸热板芯的反射光谱；

图40是本实用新型实施例1中涂覆有高选择性吸收低发射特性的吸热涂层的红色聚合物吸热板芯的反射光谱；

附图标记说明：1-盖板；2-水箱；3-聚合物吸热板芯；4-保温层；5-保护涂层；6-边框；7-水路粘连点；8-水路粘连线；9-吸热管；10-聚光槽；11-吸热粘连点；12-吸热粘连线；13-聚合物保护层；14-聚合物反光膜；15-透光层；16-聚合物吸光层；17-流体通道；18-压盖条

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例1：

如图1所示的聚光型聚合物太阳能集热器，包括盖板1和边框6。边框6内安装有聚合物吸热板芯3。在聚合物吸热板芯3的背面安装有水箱2。边框6与聚合物吸热板芯3、聚合物吸热板芯3与水箱2、边框6与水箱2之间填充有保温层4。边框6外喷涂有保护涂层5。

聚合物吸热板芯3由若干条吸热管9和若干条聚光槽10构成。吸热管9对应安装在聚光槽10内，若干条吸热管9连通构成吸热水路。吸热管9上涂覆有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。

盖板、水箱2、聚合物吸热板芯3、吸热通道和保温层4均由聚合物材料制成。

本实施例1中的聚光型聚合物太阳能集热器的加工方法如下：

加工时，可采用吹塑的方法加工吸热管9，吸热管9一次成型，无需额外增加连接头，从而确保了吸热管9不漏水。也可以采用双板真空吸塑热压成型的方法，将两块聚合物板放入真空吸塑热压成型机中，抽真空吸塑，将两板热压成型，得到吸热管9。具有高吸收低发射的材料通过喷涂、电镀、溅射、气相沉积法的任何一种沉积在聚合物吸热管9的表面，形成高选择性吸热涂层。也可以将具有高吸收低发射的材料混合在聚合物原料中吹塑、挤出、真空吸塑热压的任何一种方法制备得到高选择性吸热涂层。制备的高选择性吸收低发射特性聚合物吸热板芯吸收率大于90％，发射率小于30％，发射率较现有吸热板芯的80％有明显的进步。

同样的，水箱2能采用吹塑的方法加工，也可以采用双板真空吸塑热压成型的方法，将两块聚合物板放入真空吸塑热压成型机中，抽真空吸塑，将两板热压成型，即可得到水箱2。本实施例1中，水箱2的截面呈矩形，水箱2呈扁平状。如图3-16所示，水箱2上有水路粘连点7和水路粘连线8，水路粘连线8实现水箱2的水路结构为上进上出、上进下出、下进上出、下进下出中的任何一种。

保温层4和边框6的制作原料优选为聚氨酯材料。这种材料可以通过模具原位发泡的方式成型。在本实施例1中，保温层4和边框6的制作材料均采用聚氨酯，这样就可以实现保温层4和边框6的一次成型。发泡结束后，预先加工得到的水箱2将被包裹在聚氨酯中，同时，聚光槽10也在这一步成型。

将聚合物反光膜14贴覆在聚光槽10上，然后将吸热管9放置在聚合物反光膜14上，即可得到聚合物吸热板芯3。

随后，将盖板放置在聚合物吸热板芯3的上方，并喷涂聚合物材料对集热器进行保护，盖板的材质可以是玻璃也可以是聚合物。

如图2所示，水箱2还可以安装在边框6外。此时，吸热管9与水箱2可以一次吹塑成型或者双板真空吸塑热压成型，吸热管9与水箱2之间的联通管道可以是在吹塑或双板真空吸塑热压的时候同时成型，也可以吹塑后通过塑料管道连接。

当集热器被阳关照射时，涂覆有高选择性吸热涂层的吸热管9吸收太阳能，并将太阳能转化为热能。在吸热管9内流动的水吸收热能升温。由于吸热管9与水箱2通过连接管道和水路粘连点7相连通，升温后的水与聚合物水箱内的水相通，热量从吸热管9内的水传到水箱2的水，从而使水的整体温度上升。边框6与聚合物吸热板芯3、聚合物吸热板芯3与水箱2、边框6与水箱2之间填充的保温层4能有效地保证水的温度，避免水在长时间放置时温度大幅下降。

如图33-35所示，本集热器的外型具有多种结构。多种形状的边框6和多种颜色的聚合物吸热板芯3的组合，让本集热器更美观，即使安装在户外也有良好的装饰效果。

本实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器的性能与现有平板集热器和真空管集热器的性能对比如下：

由于吸热管9涂覆的高选择性吸热涂层可以呈现多种颜色，本实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器可以做成多种颜色。而且，由上述表格可看出，本实施例1的聚光型聚合物太阳能集热器的光热转化效率均大于70％，而在同等测试条件下，全玻璃真空管集热器及平板集热器效率均小于70％，同时所研制的全聚合物聚光太阳能集热器可以承受0.6MPa以上的水压，具有承压功能。

图36-40是吸热涂层为蓝色、黑色、绿色、紫色、红色时的反射光谱图。

实施例2：

当集热器为聚光型聚合物太阳能集热器时，集热器还可以由若干条呈线性结构的聚光结构并列排布构成。此时，集热器是一维全聚合物太阳能聚光集热器。

若干条呈线性结构的聚光结构并列排布构成一维全聚合物太阳能聚光集热器。如图17所示，该聚光结构包括流体通道17和包裹在流体通道17外的聚合物吸光层16，在聚合物吸光层16外还设有聚合物反光膜14，聚合物反光膜14与聚合物吸光层16之间还设有透光层15，聚合物吸光层16上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。制备的高选择性吸收低发射特性聚合物吸热板芯吸收率大于90％，发射率小于30％，发射率较现有吸热板芯的80％有明显的进步。

流体通道17的截面形状可以是圆形、椭圆形、多边形的任何一种或这几种图形的组合形状。聚合物反光膜14的截面形状可以是半圆形、椭圆形、弧形、抛物线形、复合抛物线的任何一种。本实施例2中，流体通道17的截面形状是圆形。聚合物反光膜14的截面形状是半圆形。

在聚合物反光膜14外还有聚合物保护层13。在聚合物保护层13上安装有压盖条18。

当阳光照射在聚合物吸光层16上时，聚合物吸光层16将太阳能转化为热能，并将热能传递给在流体通道17内流动的工质。设在聚合物吸光层16外的聚合物反光膜14反射区域内的阳光，增加聚合物吸光层16的照射强度，从而提高聚合物吸光层16的太阳能吸收效率。

采用三台挤出机，其中两台挤出机共用一个模具，把透光层15与聚合物吸光层16挤出，随后覆上反光膜，在聚合物吸光层16外形成聚合物反光膜14，随后穿过另外一台挤出机模具，挤出聚合物保护层13，得到图17所示的聚光结构。

如图18-20所示，本实施例2的聚光型聚合物太阳能集热器还有数种聚光结构。

图18所示的一维全聚合物太阳能聚光集热器可以通过如下的方式加工：先挤出聚合物保护层13，然后贴覆聚合物反光膜14，聚合物保护层13的正上方共挤出带吸收层的管子，趁热将保护层13与聚合物吸光层16粘合。随后安装压盖条18，完成图18所示的聚光结构的装配。也可以将保护层与吸光层共挤出，然后覆上聚合物反光膜14。

如图20所示，若聚合物保护层13为中空结构，带有压盖条18的一维全聚合物太阳能聚光集热器，可以通过如下的方式加工：采用共挤出的方式将中空结构的聚合物保护层13与聚合物吸光层16同时挤出，然后在聚合物保护层13的上方凹面贴聚合物反光膜14。此时，另外一台挤出机挤出透明的压盖条18，压盖条18直接压盖在聚合物保护层13上，完成图20所示的聚光结构的装配。

如图21所示，将数段聚光结构并排安装在边框6内，即可完成一维全聚合物太阳能聚光集热器。通过上述方法所得的一维全聚合物太阳能聚光集热器适合用于集热工程，一维全聚合物太阳能聚光集热器的长度可以根据工程的需要自由截取，并可盘绕成任何形状。

本实施例2的一维全聚合物太阳能聚光集热器的性能与现有平板集热器和真空管集热器的性能对比如下：

实施例3：

如图22-23所示的全流道型聚合物太阳能集热器，聚合物吸热板芯3包括外壳，外壳内加工有若干条吸热流道，若干条吸热流道连通构成吸热水路。

聚合物吸热板芯3的结构可以是平面结构、波浪形结构或弧形结构的任何一种。如图24所示，聚合物吸热板芯为波浪形的全流道型聚合物太阳能集热器的结构示意图。

吸热流道上涂覆有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层。制备的高选择性吸收低发射特性聚合物吸热板芯吸收率大于90％，发射率小于30％，发射率较现有吸热板芯的80％有明显的进步。

在吸热流道上还加工有若干个吸热粘连点11。吸热粘连点11与水路粘连点7之间通过连接管道相通。

在聚合物吸热板芯3上还加工有吸热粘连线12，聚合物吸热板芯3的外壳与吸热水路粘连形成水路粘连线8，外壳与吸热水路粘连的地方，吸热水路被断开。吸热粘连线12可以呈线性结构，也可以呈弧线结构。如图26-32所示，通过吸热粘连线12在聚合物吸热板芯3上不同区域的分布，从而使吸热水路结构可以是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种方式。

加工全流道型聚合物太阳能集热器时，以聚合物吸热板芯3的尺寸为2000×1000×10mm为例，可采用吹塑的方法加工聚合物吸热板芯3，聚合物吸热板芯3一次成型，无需额外接头，从而确保聚合物吸热板芯3不漏水。也可以采用双板真空吸塑热压成型的方法，将两块2000×1000×2mm的聚合物板放入真空吸塑热压成型机中，抽真空吸塑，将两板热压成型，得到聚合物吸热板芯3。

具有高吸收低发射的材料通过喷涂、电镀、溅射、气相沉积法的任何一种沉积在聚合物吸热板芯3的表面，形成高选择性吸热涂层。也可以将具有高吸收低发射的材料混合在聚合物原料中吹塑、挤出、真空吸塑热压的任何一种方法制备得到高选择性吸热涂层。制备所得的具有高选择性吸收低发射特性的彩色聚合物吸热板芯3的吸收率大于90％，发射率小于30％。

加工水箱2时，以水箱2尺寸为1800×900×50mm为例，此时，可采用吹塑的方法加工吸水箱2，水箱2和传热模块连接，然后传热模块和聚合物吸热板芯3连接，所有的连接均采用快接的方式，无需焊接或拧螺丝，简化加工工艺，并确保不漏水。也可以采用双板真空吸塑热压成型的方法，将两块2000×1000×2mm的聚合物板放入真空吸塑热压成型机中，抽真空吸塑，将两板热压成型，得到水箱2。

保温层4和边框6的制作原料优选为聚氨酯材料。这种材料可以通过模具原位发泡的方式成型。在本实施例1中，保温层4和边框6的制作材料均采用聚氨酯，这样就可以实现保温层4和边框6的一次成型。发泡结束后，预先加工得到的水箱2将被包裹在聚氨酯中，同时，聚光槽10也在这一步成型。

随后，将盖板放置在聚合物吸热板芯3的上方，并喷涂聚合物材料对集热器进行保护，盖板的材质可以是玻璃也可以是聚合物。

如图25所示，水箱2还可以放置在边框6外。此时，聚合物吸热板芯3与水箱2可以一次吹塑成型或者双板真空吸塑热压成型，聚合物吸热板芯3与水箱2之间的联通管道可以是在吹塑或双板真空吸塑热压的时候同时成型，也可以吹塑后通过塑料管道连接。然后将水箱2做保温处理，聚合物吸热板芯3后方铺保温材料，前方放置盖板。

本实施例3的全流道型聚合物太阳能集热器的性能与现有平板集热器和真空管集热器的性能对比如下：

本说明书列举的仅为本实用新型的较佳实施方式，凡在本实用新型的工作原理和思路下所做的等同技术变换，均视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚合物太阳能集热器，包括盖板和边框，边框内设有聚合物吸热板芯，其特征是：所述聚合物吸热板芯的背面设有呈扁平结构的聚合物水箱；所述边框与聚合物吸热板芯、聚合物吸热板芯与聚合物水箱、边框与聚合物水箱之间填充有聚合物保温材料；所述聚合物吸热板芯能呈现不同的色彩；所述聚合物吸热板芯上设有若干条吸热通道，所述吸热通道上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述若干条吸热通道构成吸热水路；所述吸热水路的结构是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种；所述聚合物水箱内设有水路；所述聚合物水箱上设有水路粘连点和水路粘连线；所述水路粘连线是直线形或弧线形；所述水路的结构是上进上出、上进下出、下进上出、下进下出的任何一种；所述盖板、聚合物水箱、聚合物吸热板芯、吸热通道和聚合物保温材料均由具有阻燃特性的聚合物材料制成。 

2.根据权利要求1所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物聚合物吸热板芯是聚光型聚合物吸热板芯；所述聚合物吸热板芯包括若干条吸热管和若干条聚光槽；所述吸热管安装在聚光槽内，若干条吸热管连通构成吸热水路；所述吸热管上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述吸热管的截面形状是圆形、椭圆形、多边形、弧形、扇形、月牙形的任何一种；所述聚光槽的截面形状是半圆形、椭圆形、弧形、抛物线形、复合抛物线的任何一种。 

3.根据权利要求1所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物太阳能集热器呈一维结构；所述聚合物太阳能集热器上设有外形呈一维线性结构的聚光结构；所述聚光结构包括流体通道和包裹在流体通道外的聚合物吸光层；所述聚合物吸光层外还设有聚合物反光膜；所述聚合物反光膜与聚合物吸光层之间还设有透光层；所述聚合物吸光层上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述流体通道的截面形状是圆形、椭圆形、多边形的任何一种或这几种图形的组合形状；所述聚合物反光膜的截面形状是半圆形、椭圆形、弧形、抛物线形、复合抛物线的任何一种。 

4.根据权利要求1所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物吸热板芯包括外壳，外壳内设有若干条吸热流道，若干条吸热流道连通构成吸热水路；吸热流道上设有能生成多种吸收光谱的高选择性吸热涂层；所述聚合物吸热板芯上还设有若干个吸热粘连点和若干条控制吸热水路结构的吸热粘连线；所述聚合物吸热板芯的结构是平面结构、波浪形结构或弧形结构的任何一种。 

5.根据权利要求3所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物反光膜外还设有聚合物保护层。 

6.根据权利要求5所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物保护层上还设有 压盖条。 

7.根据权利要求5所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物保护层呈中空结构。 

8.根据权利要求7所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述聚合物保护层的中空结构内填充保温材料。 

9.根据权利要求1所述的一种聚合物太阳能集热器，其特征是：所述边框的结构是正方形、长方形、等边或非等边六边形、任意多边形中的任何一种；所述边框的边沿是直线或弧形曲线；所述盖板是平面结构或由各种弧面或者是子平面组成的凸凹结构。