一種微細孔道結構全鋁型太陽能集熱器的制造方法
【技術領域】
:
[0001]本實用新型涉及一種微細孔道結構全鋁型太陽能集熱器，屬于新能源、太陽能光熱利用技術領域。
【背景技術】
[0002]太陽能集熱技術以其節(jié)能降耗及環(huán)保方面的良好表現(xiàn)普遍受到人們的關注，其結構簡單，安裝使用方便。目前，太陽能集熱器主要包括真空管式、平板式兩種形態(tài)。真空管式太陽能集熱器的真空集熱管由內(nèi)外兩層玻璃構成。內(nèi)外兩層玻璃管之間抽成真空，內(nèi)層玻璃管外表面涂有吸收層。真空管式太陽能集熱器利用了真空熱絕緣抑制了熱損，同時能夠防凍，但是現(xiàn)有真空管式集熱器存在輪廓面積大，使用安全系數(shù)低，以及難以與多層或高層建筑一體化安裝的問題。平板式太陽能集熱器是主要由吸熱板芯、透明蓋板、殼體、保溫材料以及進出水集管等組成。其中，吸熱板芯一般由導熱流體銅管路和吸熱翅片鋁板通過焊接而成，透明蓋板通常由對太陽光透明的玻璃材料構成，殼體由背板、邊框等構成。傳統(tǒng)平板式太陽能集熱器具有承壓、安全、分體式安裝等特點，可安裝于多層或高層建筑的陽臺、南墻窗戶下面，易與建筑一體化。
[0003]微通道換熱器是一種通道當量直徑在100~1000 μπι的換熱器，具有結構緊湊、體積小、重量輕、高效節(jié)能等特點，其結構形式主要有平板錯流式微通道換熱器、三維錯流式微通道換熱器、燒結網(wǎng)式多孔微通道換熱器。傳統(tǒng)微通道換熱器主要應用于傳統(tǒng)的工業(yè)制冷、余熱利用、汽車空調(diào)、家用空調(diào)、熱泵熱水器等。與常規(guī)管式和板式換熱器相比，微通道換熱器不僅體積換熱系數(shù)高，換熱面積大、換熱效率高，可滿足更高的能效標準，而且具有優(yōu)良的耐壓性能，且目前的理論研宄尚不能完全解釋微流體流動的機理，因而已引起國內(nèi)外學術界和工業(yè)界的廣泛關注。目前，微通道換熱器的關鍵技術在于微通道流道結構設計和微通道鋁扁管的制造工藝，微通道鋁扁管是一種采用精煉鋁棒，通過精密模具熱擠壓工藝，經(jīng)表面噴鋅防腐處理，形成的薄壁多孔扁形管狀鋁制換熱元件，微通道鋁扁管的生產(chǎn)方法和工藝在國內(nèi)已漸趨成熟，使得微通道換熱器的規(guī)?；瘧贸蔀榭赡堋?br>[0004]通過以上的【背景技術】分析，如若將微通道鋁扁管換熱技術直接應用于平板太陽能集熱器，即利用多條微通道鋁扁管來代替吸熱芯板中的導熱流體銅管路和吸熱翅片鋁板，則可以增大導熱流體的換熱面積、提高太陽能集熱效率，同時采用鋁代替銅材料可大幅降低成本，且可省卻吸熱芯板的焊接工序，生產(chǎn)工藝更簡單。但是，由于微通道鋁扁管的通道直徑小于1mm，液體工質與鋁材料界面浸潤性和微通道的毛細作用，會導致導熱流體在微通道鋁扁管內(nèi)流動的壓降較大，形成較大的流動阻力，不利于導熱流體將太陽能熱量傳遞到水箱或用戶。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術的不足，并通過綜合分析各自的技術特點，提出并公開一種微細孔道結構全鋁型太陽能集熱器。
[0006]本實用新型的技術方案如下:
[0007]一種微細孔道結構全鋁型太陽能集熱器包括鋁底板殼體(1)、透明蓋板(2)、微細孔道結構平板鋁管(3)、吸熱膜(4)、透明絕熱層(5)、集流平板鋁管(6)、隔熱保溫層(7)、以及相應的密封元件和連接元件，其特征在于所述微細孔道結構平板鋁管(3)按固定間距水平陣列排列且其中性面處于同一平面，在微細孔道結構平板鋁管(3)上表面覆有吸熱膜
(4)，在其下表面設置有隔熱保溫層(7);所述微細孔道結構平板鋁管(3)的兩端通過密封元件分別與進水集流平板鋁管(6a)和出水集流平板鋁管(6b)連接，集流平板鋁管(6)上下表面設置有隔熱保溫層(7)，通過連接元件與鋁底板殼體(I)連接固定；所述鋁底板殼體(I)內(nèi)側四周設置有隔熱保溫層(7)，透明蓋板(2)設置在吸熱膜(4)上部，與隔熱保溫層(7)表面接觸并密封，透明蓋板(2)通過連接元件固定于鋁底板殼體(I)上；所述吸熱膜(4)與透明蓋板(2)之間設置有兩層較薄的透明絕熱層(5)，通過高透光率的膠合劑分別膠結固定于吸熱膜(4)下表面和透明蓋板(2)內(nèi)表面，兩個透明絕熱層(5a和5b)之間充滿常壓空氣或其它透明惰性氣體介質。
[0008]所述微細孔道結構平板鋁管(3)采用精煉鋁棒通過精密模具熱擠壓工藝，經(jīng)表面噴鋅防腐處理，形成薄壁多孔扁形管狀平板鋁管(3a、3b)，其制造工藝采用多支共擠多點溫控的熱擠壓精密模具，其模具內(nèi)壁耐磨、耐熱、超潤滑，通過鋁棒的梯度加熱和擠壓機模筒恒溫加熱的等速擠壓技術制造多孔薄壁均衡擠壓的微細孔道結構，在線噴鋅后形成微細孔道結構平板鋁管。
[0009]所述微細孔道結構平板鋁管(3)的微細孔道(3a)特征結構形式為圓形、正方形、長方形、菱形或其它多邊形中的一種。所述吸熱膜(4)為黑鉻膜或者藍鈦膜吸熱材料，采用膠合劑直接粘接固定于微細孔道結構平板鋁管(3)表面，其膠合劑為熱阻小、耐高溫的單組份或雙組份膠合劑。
[0010]所述透明蓋板(2)結構形式為平面板狀實心或者空心結構，可為低鐵布紋鋼化玻璃、真空玻璃、中空玻璃、防紫外型聚碳酸酯透明板中的一種。所述隔熱保溫層(7)材料類型為巖棉、酚醛泡沫、聚苯乙烯、聚氨脂中的一種或兩種組合，設置在鋁底板殼體(I)四周、底板與微細孔道結構平板鋁管(3)之間以及集流平板鋁管(6)周圍，通過膠合劑分別與鋁底板殼體(1)、微細孔道結構平板鋁管(3)、集流平板鋁管(6)粘接固定。
[0011]所述微細孔道結構平板鋁管(3)的微細孔道(3a)高度方向特征尺寸h為l~6mm，寬度方向特征尺寸w為l~20mm。所述微細孔道結構平板鋁管(3)的高度為hl=2~8mm，寬度為wl=60~200mm。所述兩根微細孔道結構平板鋁管(3)之間的距離tl為其寬度wl的1/4~1，微細孔道結構平板鋁管(3)伸入集流平板鋁管(6)的長度t2為集流平板鋁管寬度w2的1/4~1/2，每根微細孔道結構平板鋁管(3)的伸入長度t2可以相同也可以不同，如若不同則靠近集流平板鋁管(6)進出水口端的伸入長度t21=w2/2，依次遞減直到t2n=w2/4。所述透明蓋板(2)與吸熱膜(4)之間設置的兩個透明絕熱層(5)為二氧化硅氣凝膠絕熱層，每個透明絕熱層(5)的厚度為2~5mm0
[0012]采用本實用新型所提供的技術方案，可取得的有益效果是:(1)本實用新型采用微細孔道結構增大換熱面積，能顯著改善和提高傳統(tǒng)平板集熱器的換熱效率，提高集熱效率；(2)微細孔道的特征尺寸較常規(guī)微通道的特征尺寸大，能有效減小微細流道形成的壓降和阻力，增大導熱流體的流速和流量，可明顯改善導熱流體的太陽能熱傳遞效果；(3)本實用新型采用全鋁結構的集熱器形式，以鋁扁管代替銅管，可降低成本，無需焊接，工藝更簡單；(4)采用