專利名稱：集熱換熱構(gòu)件、太陽(yáng)能集熱板和太陽(yáng)能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集熱換熱構(gòu)件、太陽(yáng)能集熱板和太陽(yáng)能集熱器。
技術(shù)背景目前，隨著太陽(yáng)能利用技術(shù)的發(fā)展，利用太陽(yáng)能集熱器來(lái)加熱的 太陽(yáng)能熱水器越來(lái)越被廣泛地使用。對(duì)于太陽(yáng)能集熱器而言，其中的 集熱構(gòu)件是決定其質(zhì)量的重要部件。現(xiàn)有的平板太陽(yáng)能熱水器的集熱器采用的集熱構(gòu)件大多為平板玻 璃下的銅管翼片式集熱系統(tǒng)。如圖1所示，集熱構(gòu)件主要包括集熱板1、集熱紫銅排管2、熱交換熱水上升管3、水箱4、水溫水位控制儀5、 熱交換冷水下降管6。但是，現(xiàn)有的這種集熱構(gòu)件的缺點(diǎn)在于a)不防凍，由于集熱板 內(nèi)采用的是銅管，如果在氣溫低于0度的地區(qū)使用，水結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致銅 管脹裂；b)集熱效率低，銅管之間具有一定的空隙，這些空隙使得銅 管邊側(cè)吸收太陽(yáng)光熱的翼片導(dǎo)熱給銅管的距離增大，造成集熱效率降 低，而且銅管還會(huì)結(jié)水垢，時(shí)間一長(zhǎng)也會(huì)增大熱阻影響集熱效率；c) 生產(chǎn)成本較高。在中國(guó)專利號(hào)ZL200450107775.0中，提出了這樣的太陽(yáng)能集熱器， 所述集熱器包括由透明隔熱材料構(gòu)成的陽(yáng)面外層和由保溫材料構(gòu)成的 陰面外層共同包裹的集熱構(gòu)件，所述集熱構(gòu)件由導(dǎo)熱材料和具有一定 抗拉強(qiáng)度的材料中間夾裹軟管構(gòu)成。但是，上述實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器的集熱構(gòu)件，當(dāng)中間夾裹的 軟管中注入高壓介質(zhì)之后，會(huì)變形成為圓管狀，這樣就相對(duì)增大了集 熱器的熱容，降低其比表面積，使其集熱效率較低，同時(shí)還影響集熱 器的外觀。而對(duì)于現(xiàn)有的平板式換熱器，基本上采用金屬材料制作，這是因 為金屬材料的導(dǎo)熱快、易制造，可是普通的金屬材料往往很容易與熱 交換介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，造成材料腐蝕、換熱器內(nèi)部結(jié)垢，在這種情況下就必須采用特制不銹鋼或金、銀等貴重金屬制作，提高了材料成本， 而且還不能完全解決結(jié)垢問(wèn)題，需要定期拆裝清洗除垢，而且當(dāng)水作 為熱交換介質(zhì)時(shí)，尤其是在化工生產(chǎn)、海水淡化、污水處理和地下水 熱交換行業(yè)中的換熱器，熱水結(jié)垢堵塞管路和冰水結(jié)冰膨脹脹裂管路 的問(wèn)題也一直不能得到很好解決。實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的一個(gè)方面在于提供 一種集熱換熱構(gòu)件，其中，所述集熱換熱構(gòu)件包括對(duì)向設(shè)置的一對(duì)板 狀構(gòu)件和將該一對(duì)板狀構(gòu)件固定密封的固定密封結(jié)構(gòu)，其中該一對(duì)板 狀構(gòu)件的至少一個(gè)形成有凹部，同時(shí)該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)由導(dǎo) 熱材料構(gòu)成，當(dāng)該一對(duì)板狀構(gòu)件通過(guò)所述固定密封結(jié)構(gòu)貼合在一起時(shí)， 該凹部構(gòu)成密閉空間，該密閉空間設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)口和至少一個(gè)出口。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述固 定密封結(jié)構(gòu)采用彈性?shī)A接、夾接、鉚接、焊接、縫合、粘接、壓接中 的至少一種來(lái)固定所述這對(duì)板狀構(gòu)件。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 固定密封結(jié)構(gòu)采用在所述這對(duì)板狀構(gòu)件的相對(duì)向的內(nèi)表面上附著薄膜 材料，通過(guò)薄膜材料完全包裹所述密閉空間來(lái)密封所述這對(duì)板狀構(gòu)件。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 薄膜材料為不易結(jié)垢耐腐蝕的柔性材料制成。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 導(dǎo)熱材料為金屬材料。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 這對(duì)板狀構(gòu)件中的至少另一個(gè)由具有抗彎強(qiáng)度的硬板材料構(gòu)成。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 硬板材料內(nèi)層疊加有一層彈性材料。根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)實(shí)施方式的集熱換熱構(gòu)件，其中，所述 彈性材料為塑料或橡膠。本實(shí)用新型的另一個(gè)方面在于提供一種太陽(yáng)能集熱板，其中，所 述太陽(yáng)能集熱板包括本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件，在所述集熱換熱構(gòu) 件的一對(duì)板狀構(gòu)件的導(dǎo)熱材料的外表面涂有太陽(yáng)選擇性吸收涂層。本實(shí)用新型的又一個(gè)方面在于提供一種太陽(yáng)能集熱器，其中，所 述太陽(yáng)能集熱器安裝有本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板。通過(guò)本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件，不但能用于集熱，也能用于換 熱，并且具有防凍、集熱換熱效率高、不易結(jié)垢、耐腐蝕，并且工藝 簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。并且，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板和太 陽(yáng)能集熱器，不但提高了集熱效率，并且降低了生產(chǎn)成本。


圖1是現(xiàn)有的太陽(yáng)能集熱器的示意圖； 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件的剖視圖； 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件的俯視圖； 圖4是具有根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板的太陽(yáng)能集熱器的示 意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件包括對(duì)向設(shè)置的一對(duì)板狀構(gòu)件和將該 一對(duì)板狀構(gòu)件固定密封的固定密封結(jié)構(gòu)，其中該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少 一個(gè)形成有凹部，同時(shí)該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)由導(dǎo)熱材料構(gòu)成， 當(dāng)該一對(duì)板狀構(gòu)件通過(guò)所述固定密封結(jié)構(gòu)貼合在一起時(shí)，該凹部構(gòu)成 密閉空間，該密閉空間設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)口和至少一個(gè)出口 。所述這對(duì)板狀構(gòu)件中的至少一個(gè)由導(dǎo)熱材料構(gòu)成，而另一個(gè)由具 有一定抗彎強(qiáng)度的硬板材料構(gòu)成。其中由導(dǎo)熱材料構(gòu)成的板狀構(gòu)件主 要用作集熱換熱構(gòu)件的集熱換熱面，為了提高集熱換熱效率同時(shí)也為 了減少金屬材料使用量，優(yōu)選該導(dǎo)熱材料采用金屬薄板，并且對(duì)該金 屬薄板預(yù)先進(jìn)行拱翹或壓制而形成有扁平狀的凹部；當(dāng)用于太陽(yáng)能集 熱板時(shí)，則在該板狀構(gòu)件的外表面涂覆太陽(yáng)選擇性吸收涂層，以最大 限度地吸收太陽(yáng)能。由于板狀構(gòu)件中的至少一個(gè)是由具有抗彎強(qiáng)度的硬板材料構(gòu)成，其具有足夠的抗彎強(qiáng)度，能夠抵抗進(jìn)出密閉空間內(nèi)的熱交換介質(zhì)的壓 強(qiáng)，從而阻止這對(duì)板狀構(gòu)件由于高壓介質(zhì)注入而拱翹過(guò)大，使密閉空 間變厚，例如從扁平狀變成明顯的橢圓狀。從而最大限度地降低該密 閉空間的容積，有效增加其中的熱交換介質(zhì)的比表面積，提高集熱換 熱效率。在所述這對(duì)板狀構(gòu)件的相對(duì)向的內(nèi)表面上還附著有薄膜材料，當(dāng) 所述這對(duì)板狀構(gòu)件通過(guò)彈性?shī)A接、夾接、鉚接、焊接、縫合、粘接、 壓接中的至少一種固定在一起之后，具有一定壓力的熱交換介質(zhì)擠壓 進(jìn)位于兩塊板之間的凹部?jī)?nèi)時(shí)，由于該凹部被薄膜材料完全包裹住， 從而使得該凹部構(gòu)成一個(gè)帶有進(jìn)出口的密閉空間。當(dāng)所述集熱換熱構(gòu)件的密閉空間內(nèi)流動(dòng)的熱交換介質(zhì)為水時(shí)，優(yōu) 選所述這對(duì)板狀構(gòu)件采用彈性?shī)A接的方式來(lái)固定，這樣的作用在于 采用彈性?shī)A接不但連接這對(duì)板狀構(gòu)件，而且還具有伸縮余地，當(dāng)作為 熱交換介質(zhì)的水結(jié)冰膨脹時(shí)，能有效防止集熱換熱構(gòu)件脹裂。此外， 當(dāng)在所述該對(duì)板狀構(gòu)件間再增加一塊彈性材料，例如在所述硬板材料 的內(nèi)層再疊加一層彈性材料，如塑料板或橡膠板，也能夠使該集熱換 熱構(gòu)件間的密閉空間能有彈性伸縮余地。此外，所述密閉空間是由薄膜材料來(lái)包裹的。所述薄膜材料采用 薄膜袋、薄壁軟管、板狀構(gòu)件內(nèi)壁鍍膜中的至少一種。此外，所述薄 膜材料由塑料或橡膠這樣的柔性材料制成。由于所述薄膜材料不易結(jié) 垢耐腐蝕，其包裹住密閉空間，熱交換介質(zhì)在該密閉空間內(nèi)流動(dòng)，因 此其活動(dòng)范圍和方向被有效限制住，完全阻止該熱交換介質(zhì)對(duì)構(gòu)成板 狀構(gòu)件的金屬材料的腐蝕。上述用薄膜材料來(lái)包裹密閉空間可以通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)1、在 這對(duì)板狀構(gòu)件相對(duì)向的內(nèi)表面上鍍膜，然后再開(kāi)熱交換介質(zhì)的進(jìn)出口； 2、將平行并列平鋪的薄膜軟管夾在這對(duì)板狀構(gòu)件之間，軟管兩端的開(kāi) 口分別為熱交換介質(zhì)的進(jìn)出口； 3、將薄膜袋夾扁在這對(duì)板狀構(gòu)件之間， 然后再開(kāi)熱交換介質(zhì)的進(jìn)出口。此外，由于后2種方式形成的密閉空 間是非剛性的，有一定的伸縮性，對(duì)水結(jié)冰膨脹可能脹裂密閉空間的 問(wèn)題有預(yù)防作用。圖2和圖3分別是根據(jù)本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件的剖視圖和俯 視圖。如圖2所示，本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件包括相對(duì)向設(shè)置的一對(duì)板狀構(gòu)件7和9，其中板狀構(gòu)件7由具有導(dǎo)熱性能的帶有扁平凹槽的金 屬薄板制成，板狀構(gòu)件9由具有抗彎強(qiáng)度的硬板制成。當(dāng)所述這對(duì)板 狀構(gòu)件相對(duì)向設(shè)置時(shí)，所述扁平凹槽位于這對(duì)板狀構(gòu)件之間。首先，這對(duì)板狀構(gòu)件7和9之間通過(guò)采用彈性?shī)A接的方式來(lái)連接， 所述彈性?shī)A接的方式包括彈簧墊圈10、夾緊螺母11和多腳夾緊連桿 12，通過(guò)該方式將這對(duì)板狀構(gòu)件7和9固定在一起，并且確保板狀構(gòu) 件7和9之間的間距能有一彈性活動(dòng)范圍，防止熱交換介質(zhì)的熱脹冷 縮對(duì)于集熱換熱構(gòu)件的破壞。其次，在所述板狀構(gòu)件7和9相對(duì)向的內(nèi)表面上附著有薄膜材料， 該薄膜材料完全包裹住所述扁平凹槽，從而在所述這對(duì)板狀構(gòu)件之間 構(gòu)成一個(gè)具有進(jìn)口和出口的密閉空間。在本實(shí)施方式中該密閉空間為 帶有進(jìn)口和出口的薄膜軟管8。如圖3所示，設(shè)置在集熱換熱構(gòu)件的所述板狀構(gòu)件7和9中間的 薄膜軟管8有若干根，所述薄膜軟管的進(jìn)口與熱交換介質(zhì)的進(jìn)入管13 連接，所述薄膜軟管的出口與熱交換介質(zhì)的排出管14連接，從而使得 熱交換介質(zhì)只能在薄膜軟管8、熱交換介質(zhì)的進(jìn)入管13和熱交換介質(zhì) 的排出管14內(nèi)流動(dòng)，確保整個(gè)集熱換熱構(gòu)件不易結(jié)垢性和耐腐蝕性。另外，可以理解，進(jìn)入管13和排出管14是由例如塑料這樣不易結(jié)垢 耐腐蝕的材料形成的。本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板通過(guò)在所述集熱換熱構(gòu)件的一對(duì)板狀 構(gòu)件的導(dǎo)熱材料的外表面涂有太陽(yáng)選擇性吸收涂層而形成。圖4是安裝有根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板的太陽(yáng)能集熱器的 示意圖。如圖4所示，本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器構(gòu)成如下預(yù)先在所述 集熱換熱構(gòu)件的一對(duì)板狀構(gòu)件的導(dǎo)熱材料的外表面涂上一層太陽(yáng)選擇 性吸收涂層，從而形成太陽(yáng)能集熱板，隨后將太陽(yáng)能集熱板的集熱換 熱構(gòu)件中的進(jìn)入管13與進(jìn)水口 17相連接，排出管14與出水口 18相 連接，然后將太陽(yáng)能集熱板整體安裝進(jìn)底部及四周都充填有保溫材料 的鋁合金方框16中，隨后在鋁合金方框16的上面蓋上透明玻璃15， 這樣構(gòu)成了本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器。雖然以上結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了具體說(shuō)明，但是 可以理解，上述說(shuō)明不以任何形式限制本實(shí)用新型。本領(lǐng)域技術(shù)人員 在不偏離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神和范圍的情況下可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí) 用新型進(jìn)行變形和變化，這些變形和變化均落入本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述集熱換熱構(gòu)件包括對(duì)向設(shè)置的一對(duì)板狀構(gòu)件和將該一對(duì)板狀構(gòu)件固定密封的固定密封結(jié)構(gòu)，其中該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)形成有凹部，同時(shí)該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)由導(dǎo)熱材料構(gòu)成，當(dāng)該一對(duì)板狀構(gòu)件通過(guò)所述固定密封結(jié)構(gòu)貼合在一起時(shí)，該凹部構(gòu)成密閉空間，該密閉空間設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)口和至少一個(gè)出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述固定 密封結(jié)構(gòu)采用彈性?shī)A接、夾接、鉚接、焊接、縫合、粘接、壓接中的 至少一種來(lái)固定所述這對(duì)板狀構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述固定 密封結(jié)構(gòu)采用在所述這對(duì)板狀構(gòu)件的相對(duì)向的內(nèi)表面上附著薄膜材 料，通過(guò)薄膜材料完全包裹所述密閉空間來(lái)密封所述這對(duì)板狀構(gòu)件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述薄膜 材料為不易結(jié)垢耐腐蝕的柔性材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述導(dǎo)熱 材料為金屬材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述這對(duì) 板狀構(gòu)件中的至少另 一個(gè)由具有抗彎強(qiáng)度的硬板材料構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述硬板 材料內(nèi)層疊加有一層彈性材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的集熱換熱構(gòu)件，其特征在于，所述彈性 材料為塑料或橡膠。
9. 一種太陽(yáng)能集熱板，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱板包括如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的集熱換熱構(gòu)件，在所述集熱換熱構(gòu)件的一對(duì) 板狀構(gòu)件的導(dǎo)熱材料的外表面涂有太陽(yáng)選擇性吸收涂層。
10. —種太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，所述太陽(yáng)能集熱器安裝有如 權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能集熱板。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種集熱換熱構(gòu)件，其中，所述集熱換熱構(gòu)件包括對(duì)向設(shè)置的一對(duì)板狀構(gòu)件和將該一對(duì)板狀構(gòu)件固定密封的固定密封結(jié)構(gòu)，其中該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)形成有凹部，同時(shí)該一對(duì)板狀構(gòu)件的至少一個(gè)由導(dǎo)熱材料構(gòu)成，當(dāng)該一對(duì)板狀構(gòu)件通過(guò)所述固定密封結(jié)構(gòu)貼合在一起時(shí)，該凹部構(gòu)成密閉空間，該密閉空間設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)口和至少一個(gè)出口。本實(shí)用新型還提供一種太陽(yáng)能集熱板和一種太陽(yáng)能集熱器，所述太陽(yáng)能集熱板具有前述集熱換熱構(gòu)件，所述太陽(yáng)能集熱器具有前述太陽(yáng)能集熱板。本實(shí)用新型的集熱換熱構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)在于防凍、集熱換熱效率高、不易結(jié)垢、耐腐蝕、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉；本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱板和太陽(yáng)能集熱器，不但提高集熱效率，并且降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)F24J2/46GK201163109SQ200820054839
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
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