一体式板芯及其制作方法和集热器及其制作方法与流程

本发明涉及太阳能集热器领域，具体地说是一体式板芯及其制作方法和集热器及其制作方法。

背景技术：

太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。平板型太阳集热器是太阳集热器中一种最基本的类型，其结构简单、运行可靠、成本适宜，还具有承压能力强、吸热面积大等特点，是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之一。普通平板型太阳能集热器由玻璃盖板、吸热板芯、铝合金边框、泡沫板（或岩棉）保温层等组成。太阳光的辐射能产生可见光与近红外线，透过平板集热器玻璃盖板，进入平板型太阳能集热器内部，遇到换热器的有色涂层，光即转变成热。

吸热板芯是太阳能集热器关键技术，板芯结构的换热效率影响到集热器的工效。2016年4月13日公开的公开号为CN205156411U的中国专利，提出一种用于全塑平板型太阳能集热器的板芯及其集热器，全塑平板型太阳能板芯包括集水管、吸热体和中套，所述吸热体由呈层叠状排列的若干吸热管组成，吸热体的两端均安装有中套，中套与组成吸热体的每一个吸热管卡接配合，中套的外侧均安装有集水管，集水管、中套、吸热管形成一个密封的互通的腔体；2）全塑平板型太阳能集热器，包括框架、背板、保温层、反射层、板芯、吸热层和压条，框架的内边框内依次安装有背板、保温层、反射层、板芯、吸热层和压条。

制作上述吸热体时，先制造出吸热管，再将吸热管呈层叠状排列组成吸热体，在吸热体的两端安装中套，中套与每个吸热管卡接配合，每个集水管和与其对应的中套焊接连接。即上述结构中吸热体、板芯均为分多个步骤制作完成的，且在板芯的制作过程中存在卡接、焊接等工序，使得板芯的制作工艺复杂，成本较高，且制作的板芯为分体式结构，存在渗漏点，在使用过程中容易出现渗漏。

如何提供一种制作工艺简单、防渗漏的板芯是需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一体式板芯及其制作方法和集热器及其制作方法，来解决现有的平板型太阳能集热器生产工艺复杂、防渗漏性差的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一体式板芯，包括吸热体和集水管，吸热体为挤出成型的全塑一体式吸热体，吸热体包括多个竖向间隔排列的吸热管，两个上述集水管对称的注塑在吸热体的上下两端组成全塑的一体式板芯，且每个吸热管均连通在上述两个集水管之间。即吸热体为挤出成型工艺一次加工制成的全塑一体结构式的吸热体，两个集水管经注塑成型工艺注塑在吸热体的上下两端，组成全塑的一体式板芯，吸热体和集水管之间无需其他连接件连接。

优选地，集水管上注塑有带有安装孔的安装板，安装板与集水管为一体成型结构。安装板以及安装板上的安装孔在集水管的制作过程中注塑成型为一体式结构。

优选地，吸热体还包括插接装置或对接装置，插接装置包括插接配合的第一插接件和第二插接件，第一插接件和第二插接件相对位于所述多个吸热管的左端部和右端部；对接装置包括对接配合的第一对接件和第二对接件，第一对接件和第二对接件相对位于所述多个吸热管的左端部和右端部。第一对接件、上述多个吸热管以及第二对接件组成全塑一体结构式的吸热体，吸热管和插接装置之间无连接件、无焊点，一个吸热体的第一插接件和另一吸热体的第二插接件插接配合，可实现两个吸热体的插接，从而可实现多个吸热体的连接；同理，第一对接件、上述多个吸热管以及第二对接件组成全塑一体结构式的吸热体，吸热管与对接装置之间无连接件、无焊点，一个吸热体的第一对接件和另一吸热体的第二对接件对接，可实现两个吸热体的连接，从而可实现多个吸热体的连接。

优选地，集水管的外表面上分布有网格状的加强筋。

一体式板芯的制作方法，通过以下步骤制作上述任一项所述的一体式板芯：

（S1）、采用挤出成型工艺加工制造全塑一体式的吸热体,所述吸热体包括多个竖向间隔排布的吸热管；

（S2）、分别在吸热体的上端和下端安装用于制造集水管的型芯，通过注塑成型工艺依次在吸热体的上端和下端注塑集水管，得到一体式板芯。

优选地，步骤（S2）中型芯包括柱状的模具体，模具体的一个侧面上设置有多个排列呈一行的凸起，每个凸起均能够和与其对应的吸热管的管口插拔配合；在吸热体的上端或下端安装型芯时，每个凸起均插入到与其相应的吸热管的管口内。

集热器，包括框架、底板、保温层、间隔层、板芯和玻璃面板，框架为中空的框架，间隔层为具有反射功能或阻隔功能的间隔层，芯体为上述任一项所述的一体式芯体，一体式芯体中集水管的两个管口上均安装有端盖，底板、保温层、间隔层和一体式板芯由上至下依次安装在框架内，玻璃面板固定在框架上。

集热器的制作方法，集热器中板芯的制作方法如上述任一项一体式板芯的制作方法所述。

集热器，包括框架、底板、保温层、间隔层、玻璃面板和板芯，框架为中空的框架，间隔层为具有反射功能或阻隔功能的间隔层，芯体为上述任一项所述的一体式芯体，所述一体式板芯至少两个，多个一体式板芯固定为一体结构式的板芯组合体，板芯组合体中裸露的、集水管的管口上安装有端盖；底板、保温层、间隔层和板芯组合体由上至下依次安装在框架内，玻璃面板固定在框架上。

集热器的制作方法，集热器中板芯的制作方法如上述任一项一体式板芯的制作方法所述；集热器中板芯组合体为主要由多个上述板芯组成的一体结构式的板芯组合体。

本发明的一体式板芯及其制作方法和集热器及其制作方法具有以下优点：

1、本发明中吸热体以及一体式板芯均为一体式结构，吸热体以及一体式板芯中均无多余的连接部件以及焊缝，具有结构简单、防渗漏的优点；

2、本发明中吸热体为挤出成型的全塑一体结构式的吸热体，一体式板芯为吸热体和两个集水管注塑成型的全塑板芯，制造该结构的板芯使用的模具少、加工步骤少，避免了焊接过程，节约了成本，提高了工作效率；

3、本发明中吸热体包括插接装置或对接装置，一个吸热体和另一个吸热体可通过插接装置或对接装置固定为一体，从而可实现将多个一体式板芯固定为一体结构式的板芯组合体；

4、本发明中型芯包括模具体，模具体的一侧面上设置有多个排列呈一行的凸起，在制造板芯过程中，依次将型芯安装在吸热体的上端或下端，每个凸起插入到与其对应的吸热管的管口上，通过注塑成型工艺可制造集水管并将集水管与吸热体固定为一体组成一体式板芯，上述结构的型芯可防止注塑过程中吸热管的管口堵塞，同时增加了吸热体的强度，防止注塑过程中吸热体挤压变形；

5、本发明中集水管的外表面上分布有网格状的加强筋，增加了集水管的强度，供水时水对集水管的管壁有冲击力，加强筋可减轻水对水集水管的压力，减少集水管的变形。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为实施例1吸热体的结构示意图；

附图2为实施例1集水管的结构示意图；

附图3为实施例1一体式板芯的结构示意图；

附图4为实施例3集热器的结构示意图；

附图5为附图4的A-A结构示意图；

附图6为实施例5集热器的结构示意图；

图中：1、吸热体，2、第一插接件，3、吸热管，4、第二插接件，5、集水管，6、安装板，7、安装孔，8、水管口，9、管口，10、加强筋，11、端盖，12、框架，13、底板，14、保温层，15、间隔层，15、玻璃面板。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的一体式板芯及其制作方法和集热器及其制作方法作以下详细地说明。

在本发明中，在未作反相说明的情况下，使用的方位词如“前、后、左、右”是指参考图4所示的前、后、左、右，“内、外”是指对部件本身的轮廓的的内外。

实施例1：

如附图1、附图2和附图3所示，本发明的一体式板芯包括吸热体1和集水管5，吸热体1为挤出成型的全塑一体式吸热体，吸热体1包括插接装置和多个竖向间隔排列的吸热管3，上述多个吸热管3由左至右依次组成片材状的一体结构，插接装置包括插接配合的第一插接件2和第二插接件4，第一插接件2和第二插接件4相对位于上述多个吸热管3的左端部和右端部，第一插接件2、上述多个吸热管3以及第二插接件4组成全塑一体结构式的吸热体；集水管5的一个侧面上注塑有带有安装孔7的安装板6，两个该结构的集水管5对称的注塑在吸热体1的上下两端组成全塑的一体式板芯，且每个吸热管3均连通在上述两个集水管5之间。

其中，第一插接件2为片状的插接件，第二插接件4为U型槽，片状插接件可插入到U型槽中进而实现两个一体式板芯的连接，为进一步增加连接牢固性，该第一插接件2上远离吸热管3的外端部注塑有凸沿，凸沿插接在U型槽中增加了两个吸热体1之间的牢固性。在实际应用中，第一插接件2和第二插接件4可选用现有的能够满足插接配合的结构。

集水管5的外表面上分布有网格状的加强筋10，加强筋10增加了集水管的强度。集水管5上还可注塑有用于外接水管的水管口8。水管口8和集水管5为一体式结构。

本实施例的一体式板芯用于集热器中，可将一个一体式板芯安装在集热器内，也可将多个一体式板芯组合安装在集热器内。多个一体式板芯组合使用时，多个一体式板芯竖向并列排布，相连的两个一体式板芯通过插接装置的插接配合连接为一体。

可选地，吸热体1的另一种实施方式为，吸热体1包括对接装置和多个竖向间隔排布的吸热管3，对接装置包括对接配合的第一对接件和第二对接件，第一对接件和第二对接件相对位于上述多个吸热管3的左端部和右端部，第一对接件、上述多个吸热管3以及第二对接件组成全塑一体结构式的吸热体。其中，第一对接件和第二对接件均为纵截面呈圆弧状的卡槽，第一对接件和第二对接件能够卡和对接。在实际应用中，第一对接件和第二对接件不限于上述结构，可选用现有的任一种能够实现对接的结构。

实施例2：

本发明的制作实施例1中一体式板芯的制作方法，步骤为：

（S1）、采用挤出成型工艺加工制造全塑一体式的吸热体1，如附图1所示,，吸热体1为实施例1中的吸热体；

（S2）、分别在吸热体1的上端和下端安装用于制造集水管5的型芯，通过注塑成型工艺依次在吸热体1的上端和下端注塑集水管5，得到实施例1中的一体式板芯。

其中，步骤（S2）中，型芯包括柱状的模具体，模具体的一个侧面上设置有多个排列呈一行的凸起，每个凸起均能够和与其对应的吸热管3的管口9插拔配合。在吸热体1的上端或下端安装型芯时，每个凸起均插入到与其对应的吸热管3的管口9内，在吸热体1的上端或下端注塑的集水管5成型后，取出型芯。

其中，柱状的模具体可选用方柱状模具体，型芯的使用可增加吸热体1的强度，防止注塑过程中吸热体1变形；模具体上的凸起与吸热管3的管口9插拔配合，可避免注塑过程中堵塞吸热管3的管口9。

在步骤（S2）中，集水管5上可带有水管口8，水管口8用于外接水管。

实施例3：

如附图4所示，本发明的集热器，包括框架12、底板13、保温层14、间隔层15、板芯和玻璃面板15，框架12为中空的框架，间隔层15为具有反射功能或阻隔功能的间隔层，芯体为实施例1中的一体式芯体，一体式芯体中集水管5的两个管口9上均焊接有端盖11，底板13、保温层14、间隔层15和一体式板芯由上至下依次安装在框架12内，玻璃面板15固定在框架12上。

其中，框架12为采用聚氯乙烯材质制成的框架，底板13为采用聚氯乙烯（英文全称为Polyvinyl chloride ，简称为PVC）材质的片材制成的底板；保温层14为采用一次成型发泡的聚氨酯（英文全称为Polyurethane Foam，简称PU）材质制成的保温层；间隔层15可选用具有阻隔功能的纸纤维层，也可选用具有反射功能的黑膜（英文全称为black lipid film，一种人工的脂膜）。黑膜是在浸于水中的聚四氟乙烯膜开口处形成的双分子层膜。如果把含有磷脂的脂类溶剂（通常为正癸烷等）制成溶液，然后涂在浸于水中的聚四氟乙烯壁的孔上，则脂分子由于热力学的原因，可变成排列稳定的系统，最后在孔上产生双分子层膜。

实施例4：

本发明的集热器的制作方法，集热器中板芯的制作方法同实施例2中一体式板芯的制作方法一致。

实施例5：

如附图6所示，本发明的集热器，包括框架12、底板13、保温层14、间隔层15、板芯和玻璃面板15，框架12为中空的框架，间隔层15为具有反射功能或阻隔功能的间隔层，板芯为实施例1中的一体式板芯，包括多个竖向间隔排布的吸热管3、第一插接件2和第二插接件4，上述一体式板芯共三个，三个一体式板芯竖向固定为一体结构式的板芯组合体，每相邻的两个一体式板芯中一个吸热体1的第一插接件2和另一吸热体1的第二插接件4插接配合实现两个吸热体1的连接，同时每相邻的两个一体式板芯中一个集水管5的管口9和另一集水管5的管口9热合焊接为一体，板芯组合体中裸露的、集水管5的管口9上焊接有端盖11。底板13、保温层14、间隔层15和板芯组合体由上至下依次安装在框架12内，玻璃面板15固定在框架12上。

可选地，集热体中板芯为实施例1中的另一种一体式板芯，该一体式板芯包括多个竖向间隔排布的吸热管3、第一对接件和第二对接件，上述一体式板芯共三个，三个一体式板芯竖向固定为一体结构式的板芯组合体，每相邻的两个一体式板芯中一个吸热体1的第一插接件2和另一吸热体1的第二插接件4插接配合实现两个吸热体1的连接，同时每相邻的两个一体式板芯中一个集水管5的管口9和另一集水管5的管口9热合焊接为一体，板芯组合体中裸露的、集水管5的管口9上焊接有端盖11。

其中，框架12、底板13、保温层14以及间隔层15的结构与实施例3中一致。

实施例6：

本发明的集热器的制作方法，集热器中板芯的制作方法为实施例2中一体式板芯的制作方法。

当一体式板芯为包括插接装置的一体式板芯时，板芯组合体的制作方法为：两个相邻的吸热体1中，一个吸热体1的第一插接件2和另一吸热体1的第二插接件4插接配合，一个集水管5的管口9和另一集水管5的管口9热合焊接为一体。

当一体式板芯为包括对接装置的一体式板芯时，板芯组合体的制作方法为：两个相邻的吸热体1中，一个吸热体1的第一对接件和另一吸热体1的第二对接件对接配合，一个集水管5的管口9和另一集水管5的管口9热合焊接为一体。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。