一種微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)全鋁型太陽(yáng)能集熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)全鋁型太陽(yáng)能集熱器，屬于新能源、太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能集熱技術(shù)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(guān)注，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝使用方便。目前，太陽(yáng)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(yáng)能集熱器的真空集熱管由內(nèi)外兩層玻璃構(gòu)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(yáng)能集熱器利用了真空熱絕緣抑制了熱損，同時(shí)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(wèn)題。平板式太陽(yáng)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(jìn)出水集管等組成。其中，吸熱板芯一般由導(dǎo)熱流體銅管路和吸熱翅片鋁板通過(guò)焊接而成，透明蓋板通常由對(duì)太陽(yáng)光透明的玻璃材料構(gòu)成，殼體由背板、邊框等構(gòu)成。傳統(tǒng)平板式太陽(yáng)能集熱器具有承壓、安全、分體式安裝等特點(diǎn)，可安裝于多層或高層建筑的陽(yáng)臺(tái)、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(dāng)量直徑在100~1000 μπι的換熱器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、高效節(jié)能等特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)形式主要有平板錯(cuò)流式微通道換熱器、三維錯(cuò)流式微通道換熱器、燒結(jié)網(wǎng)式多孔微通道換熱器。傳統(tǒng)微通道換熱器主要應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)的機(jī)理，因而已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，微通道換熱器的關(guān)鍵技術(shù)在于微通道流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(guò)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(guó)內(nèi)已漸趨成熟，使得微通道換熱器的規(guī)?；瘧?yīng)用成為可能。
[0004]通過(guò)以上的【背景技術(shù)】分析，如若將微通道鋁扁管換熱技術(shù)直接應(yīng)用于平板太陽(yáng)能集熱器，即利用多條微通道鋁扁管來(lái)代替吸熱芯板中的導(dǎo)熱流體銅管路和吸熱翅片鋁板，則可以增大導(dǎo)熱流體的換熱面積、提高太陽(yáng)能集熱效率，同時(shí)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(jiǎn)單。但是，由于微通道鋁扁管的通道直徑小于1mm，液體工質(zhì)與鋁材料界面浸潤(rùn)性和微通道的毛細(xì)作用，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱流體在微通道鋁扁管內(nèi)流動(dòng)的壓降較大，形成較大的流動(dòng)阻力，不利于導(dǎo)熱流體將太陽(yáng)能熱量傳遞到水箱或用戶。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，并通過(guò)綜合分析各自的技術(shù)特點(diǎn)，提出并公開(kāi)一種微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)全鋁型太陽(yáng)能集熱器。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)全鋁型太陽(yáng)能集熱器包括鋁底板殼體(1)、透明蓋板(2)、微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)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(yīng)的密封元件和連接元件，其特征在于所述微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)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(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)上表面覆有吸熱膜
(4)，在其下表面設(shè)置有隔熱保溫層(7);所述微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)的兩端通過(guò)密封元件分別與進(jìn)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(shè)置有隔熱保溫層(7)，通過(guò)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(cè)四周設(shè)置有隔熱保溫層(7)，透明蓋板(2)設(shè)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(guò)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(shè)置有兩層較薄的透明絕熱層(5)，通過(guò)高透光率的膠合劑分別膠結(jié)固定于吸熱膜(4)下表面和透明蓋板(2)內(nèi)表面，兩個(gè)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(zhì)。
[0008]所述微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)采用精煉鋁棒通過(guò)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(diǎn)溫控的熱擠壓精密模具，其模具內(nèi)壁耐磨、耐熱、超潤(rùn)滑，通過(guò)鋁棒的梯度加熱和擠壓機(jī)模筒恒溫加熱的等速擠壓技術(shù)制造多孔薄壁均衡擠壓的微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)，在線噴鋅后形成微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管。
[0009]所述微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)的微細(xì)孔道(3a)特征結(jié)構(gòu)形式為圓形、正方形、長(zhǎng)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(lán)鈦膜吸熱材料，采用膠合劑直接粘接固定于微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式為平面板狀實(shí)心或者空心結(jié)構(gòu)，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(shè)置在鋁底板殼體(I)四周、底板與微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)之間以及集流平板鋁管(6)周圍，通過(guò)膠合劑分別與鋁底板殼體(1)、微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)、集流平板鋁管(6)粘接固定。
[0011]所述微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)的微細(xì)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(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)的高度為hl=2~8mm，寬度為wl=60~200mm。所述兩根微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)之間的距離tl為其寬度wl的1/4~1，微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)伸入集流平板鋁管(6)的長(zhǎng)度t2為集流平板鋁管寬度w2的1/4~1/2，每根微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)平板鋁管(3)的伸入長(zhǎng)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(jìn)出水口端的伸入長(zhǎng)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(shè)置的兩個(gè)透明絕熱層(5)為二氧化硅氣凝膠絕熱層，每個(gè)透明絕熱層(5)的厚度為2~5mm0
[0012]采用本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案，可取得的有益效果是:(1)本實(shí)用新型采用微細(xì)孔道結(jié)構(gòu)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(xì)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(xì)流道形成的壓降和阻力，增大導(dǎo)熱流體的流速和流量，可明顯改善導(dǎo)熱流體的太陽(yáng)能熱傳遞效果；(3)本實(shí)用新型采用全鋁結(jié)構(gòu)的集熱器形式，以鋁扁管代替銅管，可降低成本，無(wú)需焊接，工藝更簡(jiǎn)單；(4)采用