[发明专利]高分子材料复合的板式太阳能集热器及其芯板制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热器技术领域，特别涉及一种高分子材料复合的板式 太阳能集热器及其芯板制造方法。

背景技术

当今世界，能源问题已经成为制约世界各国发展的主要因素之一。我国是 能源消费大国，节约能源，减少因能源消耗引起的环境污染问题，已经日益引 起人们的重视。太阳能作为一种丰富的可再生能源，在我国已广泛开发利用， 如利用光电效应将太阳能转换为电能、通过集热器将太阳能转换成热能、通过 光合作用将太阳能转换成生物质能等等，在我国现阶段，太阳能集热器在太阳 能利用中居主导地位。

目前国内市场和国际市场上，太阳能集热器主要可分为平板型太阳能集热 器和全真空管式太阳能集热器，这两种集热器的主要材料为金属和玻璃，其加 工制造工艺复杂、加工成本较高，成品重量大、不利于运输和安装，无法满足 高层建筑的使用需求，不便于大面积的推广使用。而利用高分子材料制造太阳 能集热器与平板集热器、真空管集热器相比具有加工制造工艺简单、加工成本 低，成品质量轻、易于运输和安装，能用于高层建筑的墙面和屋顶，实现集热 器与建筑一体化等优点。但是，目前利用高分子材料制造太阳能集热器存在的 最大问题是高分子材料对太阳光不能选择性吸收，传统的在平板集热器的金属 基层和真空管集热器的真空管上制备选择性吸收涂层的方法如磁控溅射技术、 溶胶凝胶法、电镀法、涂料法、气相沉积法等很难在聚合物基底上实现。

由此可见，针对目前太阳能集热器存在的问题，开发一种加工制造工艺简 单，加工成本低，成品质量轻，结构合理，能单独应用，又能大规模集成应用， 安装和拆卸方便，能实现与建筑的一体化，同时对太阳光能选择性吸收的高分 子材料复合的板式太阳能集热器及其制造方法对于太阳能集热器的研发和推 广具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成品质量较轻、且能满 足太阳能选择性吸收的高分子材料复合的板式太阳能集热器。

本发明的另一目的在于提供一种上述板式太阳能集热器的芯板制造方法。

本发明的技术方案为：一种高分子材料复合的板式太阳能集热器，包括透 明盖板、太阳能吸热芯板、不透明底板和端封横梁，透明盖板、太阳能吸热芯 板和不透明底板由上至下依次设置形成板式太阳能集热器的主体结构，主体结 构的纵向两端分别设置端封横梁。其中透明盖板复合在太阳能吸热芯板的上 方，不透明底板复合在太阳能吸热芯板的下方，端封横梁复合在太阳能吸热芯 板、透明盖板和不透明底板的纵向端面，封堵住太阳能吸热芯板、透明盖板和 不透明底板的纵向空间。

所述透明盖板的厚度为3～10mm，透明盖板的材料为PET、PC、PMMA 或AS等透明材料。

所述不透明底板的厚度为3～10mm，不透明底板的材料为不透明的工程塑 料或其复合材料。

所述端封横梁的材料为耐高温且具有保温性能的工程塑料或其复合材料， 通过一次性挤出或者注塑成型。当太阳能吸热芯板为具有纵向介质通道的中空 板材结构时，端封横梁内部设有与太阳能吸热芯板内部纵向介质通道相通的横 向通道(即横向通道与纵向介质通道相互垂直设置)，并根据需要封堵横向通 道的端部或者连接进出口水管。

所述透明盖板与太阳能吸热芯板之间、太阳能吸热芯板与不透明底板之间 以及主体结构与端封横梁之间的连接方式均采用热熔联接、弹性联接或者溶剂 和聚合物粘接中的一种。

作为一种优选方案，所述太阳能吸热芯板为具有连续性开孔结构的发泡板 材。其芯板制造方法为：先利用混炼挤出设备将太阳能选择性吸收剂均匀分散 于透明塑料基体中，制成对太阳光能选择性吸收的高分子材料，再通过间歇法、 连续挤出法或热诱导相分离法发泡制备成具有连续性开孔结构的发泡板材；

其中，透明塑料基体的材料为PET、PC、PMMA、AS或透明尼龙；太阳 能选择性吸收剂为碳纳米管、过渡金属氧化物、硫化物、氮化物或过渡金属复 合氧化物中的一种或多种；混炼挤出设备采用具有很强混合分散效果的混炼挤 出设备(如叶片挤出机或偏心转子挤出机等)。