一种聚合物太阳能集热器及其制造方法技术

本发明专利技术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；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聚合物材料制成。本发明专利技术所用的材料重量轻、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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集热器，尤其是涉及一种聚合物太阳能集热器。本专利技术还公开了 本聚合物太阳能集热器的制造方法。
技术介绍
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〇. 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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用如下技术方案： -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；所述吸热水路中介质的流动方式是上进上出、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；所述水路粘连点和水路粘连线使水路中介质的流动方式是 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。 本专利技术的工作原理如下： 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聚合物保温材料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，此时，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。 本专利技术还公开上述聚光型聚合物太阳能集热器的制造方法，其步骤如下： A.首先采用吹塑、挤出和双板真空吸塑热压成型方式的任何一种加工得到涂覆有 高选择性吸热涂层的聚合物吸热管； B.然后采用吹塑的方式加工或采用双板真空吸塑热压成型的方式加工得到聚合 物水箱；C.随后采用聚氨酯原位发泡的方法将聚合物水箱包裹，此时，边框、保温材料及聚 光槽都为聚氨酯材料，在发泡的过程中一次同时成型； D.将反光贴膜置于聚光槽上，并将高选择性聚合物吸热管置于反光贴膜上，组装 得到聚合物聚光聚合物吸热板芯； E.将透明盖板覆盖在聚合物聚光聚合物吸热板芯上方，并在保温材料和边框外部 喷涂聚合物保护层，得到聚合物聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；所述吸热水路中介质的流动方式是上进上出、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；所述水路粘连点和水路粘连线使水路中介质的流动方式是上进上出、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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，史继富，李育坚，钟柳文，
申请(专利权)人：佛山圣哥拉太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44