[發明專利]一種聚合物太陽能集熱器及其制造方法

有效

• 申請號: 201410261628.7
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN105222380B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 徐剛;史繼富;李育堅;鐘柳文
• 申請（專利權）人: 佛山圣哥拉太陽能科技有限公司
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 方啟榮,莫瑤江

技術領域

本發明涉及一種集熱器，尤其是涉及一種聚合物太陽能集熱器。本發明還公開了本聚合物太陽能集熱器的制造方法。

背景技術

開發新能源和可再生清潔能源是全世界面臨的共同課題。在新能源的開發和利用中，太陽能的光熱利用已經成功的實現了產業化，部分解決了民用和工業用熱問題，產生了巨大的經濟效益和社會效益。

目前的中低溫太陽能集熱器主要包括全玻璃真空管太陽能集熱器和平板集熱器，這兩種集熱器所用的材料一般為金屬或玻璃。如申請公布號為CN 102506508 A的專利文件公開的一種真空管太陽能集熱板，包括平行并排的至少兩根真空集熱管，相鄰兩根真空集熱管間有間隙并由粘接材料粘接，以使該至少兩根真空集熱管形成真空板，該間隙中有該粘接材料。申請公開號為CN 101424457A的專利文件公開了一種太陽能集熱板，這種太陽能集熱板采用拉制長條狀鋁或鋁合金平面板，板背部整體成型與板通常的液體流通的管道，平面板及管道實心的截面積在0.8-5cm²，管徑的截面積在0.1-1.5cm²，平面板的寬度為4-20cm。這兩種集熱器一般存在如下缺點：

1)所用的材料為金屬和玻璃，這些材料比較重，給運輸和安裝帶來不便；

2)這兩種集熱器的裝配比較復雜，需要耗費大量的人工，增加了人工成本；

3)這兩種集熱器水箱一般置于吸熱板的上方，影響產品的美觀并限制了產品的多樣化。

盡管之前有關于塑料集熱器的專利報道，如申請公開號為CN 1527005A的專利文件公開的一種板式太陽能集熱板，它包括集熱芯、底板、蓋板和邊框，其中集熱芯設置在底板、蓋板和邊框所圍成的空間內，集熱芯、底板、蓋板和邊框均采用塑料材料，集熱芯設置選擇性吸收涂層，蓋板為透明塑料板，但是這些專利中的塑料集熱器產品并沒有充分體現塑料容易加工成型的優點，其管路設計及集熱器結構的設計沒有突破傳統集熱器的限制，多為管翼式結構，同時，由于塑料的導熱性差，這也限制了其光熱轉化效率的提高。另外，目前的塑料集熱器存在的最大的問題是不具有選擇性吸收特性。所謂選擇性吸收特性是指材料對太陽光具有高吸收，使得太陽能盡可能多的轉化為熱能，同時轉化的熱能后，材料的發射系數小，減少了輻射熱損失。高選擇性吸收低發射特性材料在平板集熱器和全玻璃真空管集熱器中使用非常廣泛，一般采用濺射或化學法制作，顏色也局限為黑色和藍色。但是這些傳統的制作選擇性吸收涂層的方法很難在聚合物基底上實現。因此，目前的塑料集熱器完全不具備選擇性吸收特性。一般而言，塑料材料只要做成黑色，很容易達到高的吸收率，但是發射率也往往很高，大于80％，如此高的發射率導致了集熱器的效率非常低。同時單調的顏色不利于其與建筑的結合，破壞了建筑美感。需要指出的是，在平板集熱器和全玻璃真空管集熱器中，一般是將具有高吸收的涂層沉積在金屬基底上，涂層的低發射特性來自于金屬基底。然而，聚合物集熱器采用高分子材料，高分子一般不具備低發射特性，因此需要針對聚合物特性研究新型的選擇性吸收材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種安裝便利，光熱轉化效率更高的新型太陽能集熱器。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種聚合物太陽能集熱器，包括蓋板和邊框，邊框內設有聚合物吸熱板芯，其特征是：所述聚合物吸熱板芯的背面設有呈扁平結構的聚合物水箱；所述邊框與聚合物吸熱板芯、聚合物吸熱板芯與聚合物水箱、邊框與聚合物水箱之間填充有聚合物保溫材料；所述聚合物吸熱板芯能呈現不同的色彩；所述聚合物吸熱板芯上設有若干條吸熱通道，所述吸熱通道上設有能生成多種吸收光譜的高選擇性吸熱涂層；所述若干條吸熱通道構成吸熱水路；所述吸熱水路中介質的流動方式是上進上出、上進下出、下進上出、下進下出的任何一種；所述聚合物水箱內設有水路；所述聚合物水箱上設有水路粘連點和水路粘連線；所述水路粘連線是直線形或弧線形；所述水路粘連點和水路粘連線使水路中介質的流動方式是上進上出、上進下出、下進上出、下進下出的任何一種；所述蓋板、聚合物水箱、聚合物吸熱板芯、吸熱通道和聚合物保溫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，和橡膠如天然異戊橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠等，根據應用環境的不同要對這些集合物材料進行耐高溫和增韌改性。