[发明专利]复合陶瓷太阳板

说明书

本发明是“复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法”的分案申请，原申请的申请日2006年5月25日，申请号200610044299.6，发明创造名称“复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法”。分案申请的说明书、说明书附图、摘要、摘要附图与原申请内容一样。

(一)技术领域

本发明涉及太阳能集热体的制造方法，具体说是关于复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法，更详细地说是关于利用工业废弃物-提钒尾渣为原料或原料之一作为太阳能吸收材料与通常陶瓷相结合使其成为复合型太阳能集热板的方法。

(二)背景技术

太阳能利用主要分为光电利用、光热利用方式，目前光热利用主要是太阳能热水器，太阳能热水器分为闷晒式和循环式，循环式效率较高，其集热体主要采用金属管板式集热体和真空玻璃管式集热体，两者均存在以下不足：1.金属管板式集热体主要采用铜、铝等材料，真空玻璃管集热体结构和制造工艺相对复杂，以每平方米吸热面积计算两者的价格都比较高。2.两者均采用低温涂覆的黑色阳光吸收涂料，在长期的阳光作用下会有一定程度的老化使阳光吸收率衰减，是导致效率和寿命问题的原因之一。3.由于材料和结构的原因难与建筑物结合为一体。

以前生产黑色陶瓷必须加入Co、Cr、Ni、Mn、Fe等第四周期过渡元素，价格十分昂贵，中国专利CN85102464叙述了以提钒尾渣为原料之一生产各种黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑瓷，本发明是对上述方法的改进和发展。

钒钛黑瓷被阳光照射时会大量吸收阳光中的能量，阳光吸收率可达0.9，经试验，在纬度37度地区，夏日晴天1平方米钒钛黑瓷太阳板可将10kg水加热至100℃。钒钛黑瓷被加热时会发射远红外射线，具有较高的红外辐射率，水是红外敏感物质，钒钛黑瓷太阳板内壁发射的远红外射线对提高钒钛黑瓷太阳能热水器效率是有益的，这点与通常太阳能集热体只是将黑色太阳能吸收涂料覆盖在集热体的外表面是不同的。钒钛黑瓷是优良的光热转换材料。钒钛黑瓷黑色纯正，理化性能优良，目前大量用于生产实心的表面磨光的建筑装饰板，生产成本低廉，其销售额已达到数亿元，钒钛黑瓷装饰板厚度约10毫米，不磨光的毛板售价每平方米25～30元，钒钛黑瓷装饰板只是利用钒钛黑瓷黑色纯正、装饰效果沉稳、庄重这一特性，而其本身具有的光热转换特性尚未得到充分的开发和利用。钒钛黑瓷强度高、抗折强度45～100mpa，比普通瓷质砖几乎高一倍，制造成本低廉、不腐蚀、不老化、不退色、无毒、无害、无放射性，经上千度温度烧制而成，经加速老化，未发现阳光吸收率衰减问题，可具有几乎永久的使用寿命，非常适合制造太阳能集热体，易与建筑结合，用于太阳能房顶，其强度是普通瓦片十倍左右，使用时间可与建筑同寿命。

中国现有建筑面积400亿平方米，房顶面积约100亿平方米，每年新建建筑20亿平方米，房顶约5亿平方米，建筑用能数量巨大，主要用于夏季空调、冬季取暖和生活用热水，化石能源紧缺，充分利用可再生能源是总体趋势。近年开发的吸收式空调已可将温度大于65℃的热水的能量转换制取温度低于25℃的冷风，用于夏季空调。冬季阳光可以将太阳能集热板内的空气加热到30℃以上作为暖气供应建筑取暖。太阳能是不稳定的，稀薄的能源，每平方米功率上限约1千瓦左右，中国城市居民户均房顶面积约15平方米，农村约100平方米，要利用太阳能实现夏季空调、冬季取暖，必须提供廉价、长寿、高效、易与建筑结合的太阳能集热体，钒钛黑瓷太阳板有可能实现这一目标。但是钒钛黑瓷以提钒尾渣为主要原料，目前钒的需求量和生产量都不大，导致提钒尾渣产出量有一定限度，所以开发以钒钛黑瓷为内外表面层、以常规陶瓷为基体的复合陶瓷中空太阳能集热板，以使提钒尾渣得到更有效的利用，是非常必要的。中国年产陶瓷墙地砖约40亿平方米，其中投影面积大于0.2平方米的瓷质砖约10亿平方米，因此年产数亿平方米外表面或内外表面为钒钛黑瓷，基体为通常陶瓷的复合陶瓷中空太阳能集热板是可能做到的，也是非常需要和必要的。

(三)发明内容

本发明的目的是充分利用有限资源，开发钒钛黑瓷光热转换性能，制造低成本的复合陶瓷中空太阳能集热板，复合陶瓷中空太阳能集热板是以普通陶瓷原料用塑性挤制法挤出成型的陶瓷中空板为基体，以钒钛黑瓷为表面层的陶瓷质的具有进出口的中空板状制品，在阳光照射下，太阳能被钒钛黑瓷吸收、传递并加热空腔内的水、空气或其他流体，使流体升温，流体中的热能可被人们利用，上述集热板单板投影面积大于0.2平方米。

本发明是这样实现的：