一種蜂窩式平板太陽(yáng)能集熱器板芯及其加工方法
【專利說明】一種蜂窩式平板太陽(yáng)能集熱器板芯及其加工方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能集熱器領(lǐng)域，尤其涉及一種傳熱路徑短且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的新型太陽(yáng)能平板集熱器板芯。
【背景技術(shù)】
[0003]平板太陽(yáng)能熱水器的最核心部件為平板太陽(yáng)能集熱器板芯。當(dāng)前我國(guó)平板太陽(yáng)能集熱器主流產(chǎn)品大多仍為傳統(tǒng)技術(shù)。目前傳統(tǒng)平板太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)存在的技術(shù)難點(diǎn)是:
(I)平板太陽(yáng)能集熱器板芯溫度較高，熱損比較大。
[0004]對(duì)于傳統(tǒng)平板太陽(yáng)能集熱器板芯而言，吸熱板遠(yuǎn)端與介質(zhì)支管距離太長(zhǎng)，普遍在50-70mm,間接傳熱路徑長(zhǎng)、熱阻大，熱量不能及時(shí)傳遞給介質(zhì)而導(dǎo)致吸熱板積溫過高，同時(shí)平板太陽(yáng)能集熱器正面的玻璃蓋板保溫效果比較差，所以集熱板芯熱輻射損失大，顯著減少了系統(tǒng)的有效得熱量，這是太陽(yáng)能行業(yè)存在多年的難題。
[0005](2)銅、鋁吸熱板芯不耐腐蝕而存在使用壽命短的隱患。
[0006]當(dāng)前平板太陽(yáng)能集熱器的吸熱板芯的基本形式主要有:整板式和條帶式兩種；吸熱板基材主要有鋁和紫銅和銅鋁復(fù)合三大類。銅鋁復(fù)合基材大都采用陽(yáng)極氧化電解著色工藝涂覆選擇性吸收涂層，這種吸熱板的最大問題在于，涂層光學(xué)性能及耐老化、耐腐蝕性能中等一般，并且流道菱形轉(zhuǎn)接頭與集管焊接的自然缺陷，導(dǎo)致集熱器承壓性能差。為了解決上述承壓不良問題，并為了降低成本，國(guó)內(nèi)外很多廠家開始采用鋁基材與紫銅管焊接技術(shù)，主要采用超聲波和激光焊接工藝，但由于銅鋁直接焊接，導(dǎo)致焊接部位存在嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕隱患，一旦集熱器內(nèi)有水分存在，將會(huì)很快造成管板腐蝕脫落，集熱器集熱性能大幅下降。上述的問題長(zhǎng)期存在與行業(yè)中，至今沒有一個(gè)非常有效的技術(shù)解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種具有高導(dǎo)熱能力的新型太陽(yáng)能板芯，該板芯通過在吸熱涂層下部設(shè)置整體結(jié)構(gòu)的熱媒通道直接集熱傳熱，熱傳導(dǎo)更快更直接，顯著提高集熱效率。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種蜂窩式平板太陽(yáng)能集熱器板芯，其特征在于:所述的板芯為具有扁平形狀的空心腔體結(jié)構(gòu)，且該板芯其中一個(gè)表面設(shè)置有太陽(yáng)能吸熱涂層，且所述的板芯上面板或者下面板中的至少一個(gè)上設(shè)置有突起的固定臺(tái)，所述的固定臺(tái)頂端與對(duì)面的面板固定連接，所述的板芯上還設(shè)置有與空心腔體連通的熱媒連接管。
[0009]所述的固定臺(tái)呈陣列裝排布在板芯面板上。
[0010]所述的固定臺(tái)之間的幾何中心位置設(shè)置有突出的紊流臺(tái)，該紊流臺(tái)頂端與對(duì)面的面板表面之間設(shè)置有間隙。
[0011]所述的板芯由兩塊沖壓薄板構(gòu)成，上述兩個(gè)薄板邊緣通過焊接連接。
[0012]所述的固定臺(tái)頂端與對(duì)面的面板之間通過無鉚釘鉚接的結(jié)構(gòu)固定。
[0013]所述的固定臺(tái)設(shè)置在底部面板上,所述的底部面板為不設(shè)有吸熱涂層的面板,且固定臺(tái)由該面板沖壓形成。
[0014]所述的紊流臺(tái)設(shè)置在底部面板上，所述的底部面板為不設(shè)有吸熱涂層的面板，且紊流臺(tái)由該面板沖壓形成，
所述的板芯由兩塊金屬薄板構(gòu)成，所述的加工方法包括以下流程，
第一步，分別將上述面板放置到預(yù)制的模具中進(jìn)行沖壓，以制作出固定臺(tái)，另外一塊面板則鍍制吸熱涂層；
第二步然后在將上述的上面板和下面板之間通過固定夾具固定進(jìn)行無鉚釘鉚接固定或者焊接固定，使將另外一面板與固定臺(tái)頂部實(shí)現(xiàn)固定連接；第三步將兩塊面板邊緣的縫隙通過焊接完成板芯腔體的密封；
第四步在板芯上焊接熱媒連接管。
[0015]所述的固定臺(tái)與另外一面板之間的固定連接采用無鉚釘鉚接工藝。
[0016]所述的兩塊面板之間的縫隙通過周邊焊接方式實(shí)現(xiàn)二者的連接。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過采用扁平狀空腔結(jié)構(gòu)的板芯，使板芯表面的吸熱涂層在吸收太陽(yáng)能之后，直接通過板芯側(cè)壁傳導(dǎo)給空腔內(nèi)的水或者熱媒，通過采用這種結(jié)構(gòu)的板芯，大幅度的減少了熱傳導(dǎo)的距離同時(shí)大幅度增加了導(dǎo)熱截面，因此使板芯中的水溫與吸熱涂層之間的溫度非常接近，使板芯在達(dá)到大幅提高熱效率的同時(shí)顯著降低了吸熱涂層的溫度，在同樣使用條件下使吸熱涂層的使用壽命得到了大幅度的延長(zhǎng)；本發(fā)明通過采用在上述的板芯上設(shè)置固定臺(tái)，并通過該固定臺(tái)的頂端與對(duì)面的板芯面板之間固定連接，使板芯的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度得到了大幅度的提高，有效的從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面保證了板芯的使用壽命，同時(shí)固定臺(tái)的設(shè)置還可以有效的增加板芯和水或者熱媒之間的熱交換面積，進(jìn)一步提高了上述板芯的熱效率；本發(fā)明通過采用在上述陣列裝排布的固定臺(tái)之間的幾何中心位置沖壓出紊流臺(tái)結(jié)構(gòu)，使板芯內(nèi)的水或者其他熱媒在流動(dòng)過程中產(chǎn)生紊流，有效的避免了板芯內(nèi)的水或者熱媒產(chǎn)生分層，使水或者熱媒可以最大限度的實(shí)現(xiàn)與板芯吸熱涂層之間的熱交換，同時(shí)上述的紊流臺(tái)結(jié)構(gòu)還進(jìn)一步提高了板芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；另外本發(fā)明通過采用無鉚釘鉚接的方式，將固定臺(tái)頂端和對(duì)面的板芯面板鉚接為一體，盡可能的降低了板芯在加工過程中產(chǎn)生表面破損或者板芯面板晶體結(jié)構(gòu)變化等隱患，徹底避免了上述的板芯在使用過程中受到水或者其他熱媒的腐蝕，使板芯的使用壽命得到了有效的保證，同時(shí)采用這種連接方式，也最大程度的降低了在加工過程中對(duì)板芯表面涂層的損害。
[0018]
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明板芯正面立體示意圖；
圖2為本發(fā)明板芯背面立體示意圖；
圖3為本發(fā)明板芯爆炸圖示意圖；
圖4為本發(fā)明板芯連接管位置的局部示意圖；
圖5為本發(fā)明板芯沿著固定臺(tái)中點(diǎn)剖開的局部示意圖； 圖6為本發(fā)明板芯沿著固定臺(tái)中點(diǎn)剖開的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0021]本發(fā)明為一種蜂窩式平板太陽(yáng)能集熱器板芯，主要是為了解決現(xiàn)有集熱器板芯熱傳導(dǎo)路徑太長(zhǎng)，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率下降的問題。這種問題的存在還導(dǎo)致板芯吸熱涂層長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，使吸熱涂層的使用壽命大幅縮短。本發(fā)明所作出的技術(shù)改進(jìn)主要是采用空心板芯的結(jié)構(gòu)，板芯結(jié)構(gòu)為扁平的封閉空腔，水或者熱媒則直接在空腔中流動(dòng)，這樣涂層與水或者熱媒則只間隔板芯側(cè)壁，可以直接將熱量傳導(dǎo)給水或者熱媒。如圖1-3所示，本發(fā)明的板芯為具有扁平形狀的空心腔體結(jié)構(gòu)，且該板芯其中一個(gè)表面設(shè)置有太陽(yáng)能吸熱涂層。實(shí)際使用的時(shí)候其厚度控制在一厘米以下，考慮板芯邊緣需要焊接密封，故可參考現(xiàn)有板式集熱器尺寸制作成一米乘以兩米的整塊板芯，其一個(gè)表面上設(shè)置吸熱涂層。由于本發(fā)明中的板式集熱器板芯具有相對(duì)比較大的尺寸，因此其整體結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng)，如圖4-6所示，在本發(fā)明中采用的結(jié)構(gòu)是在所述的板芯兩塊面板中的至少一個(gè)上設(shè)置有突起的固定臺(tái)5，所述的固定臺(tái)5頂端與對(duì)面的面板2固定連接，通過采用上述的固定臺(tái)5與對(duì)面的面板2固定連接構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)，使板芯內(nèi)部的連接強(qiáng)度大幅提高，所述的固定臺(tái)5呈陣列裝排布在板芯面板上。如圖1-5所示，在本發(fā)明的板芯上還設(shè)置有熱媒連接管3，以便將上述的板芯連接到集熱管路中，故在所述的板芯上還設(shè)置有與空心腔體連通的熱媒連接管3。為了是板芯中的水或者熱媒流動(dòng)更加順