[发明专利]黑瓷复合陶瓷太阳板联通方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷产品使用技术领域，具体说是关于黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板-陶瓷太阳板用于太阳能集热系统时的连接、联通方法。

背景技术

太阳能是煤、石油、天然气等常规化石能源以及风能、水能、海洋能、生物质能的根本来源，辐射到地球陆地表面的太阳能是全球人类同期消耗总能量的数万倍，是全球风能总量的一万倍，水能的十万倍。

太阳能的优点是普遍、巨大、无害，缺点是分散、随机、间歇，太阳能利用的研究主要是对太阳能收集、转换及其装置的研究，由于太阳能是低密度能源，巨大的能量散布在广阔的区域，所以对太阳能利用的研究更重要的是对太阳能收集器的研究，是对太阳能收集器的成本、寿命、效率的研究。

目前太阳能收集器主要包括玻璃真空管型、金属平板型、聚光型收集器和太阳能电池等，太阳能利用装置主要包括太阳能热水器、太阳能热水系统、太阳能热风系统、太阳灶、太阳房，太阳能干燥装置、太阳能温室、太阳能制冷与空调系统、太阳能光热发电系统、太阳能光伏发电系统等。

目前已工业化、市场化、规模化利用的太阳能收集器主要是玻璃真空管型、金属平板型收集器和太阳能电池。

新能源的核心是使用成本，包括货币成本、能源成本、环境成本，只有使用成本低于常规能源的新能源才可能成为大规模替代能源。只有得到的新能源多于为制造和使用新能源装置消耗的常规能源，这种新能源装置才能使新能源成为大规模替代能源。太阳能利用应该采用人类可能掌握的成本最低、寿命最长、效率尽可能高、结构合理的材料、方法、装置。

本发明人在1985年4月1日申报并取得的中国发明专利CN85102464“黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制品”和美、日、英、法、德等九国外国发明专利证书，该专利是以工业废弃物-提钒尾渣为主要原料生产黑色陶瓷制品的方法，这种黑色陶瓷称作钒钛黑瓷，当时主要用于制造黑色陶瓷墙地砖和整体黑色中空陶瓷太阳板。

所述的提钒尾渣是钒钛磁铁矿经熔炼得到含钒铁水，含钒铁水经吹炼得到钒渣，钒渣加入辅料进行焙烧，将焙烧料进行湿法浸取提钒盐，提取钒盐后所剩余的作为废弃物的残渣即为提钒尾渣。

钒钛黑瓷中非塑性原料过多影响其成型性能，使单板尺寸和使用受到限制，当年单板尺寸为300×300毫米，提钒尾渣有限的产量也使所能生产的纯钒钛黑瓷太阳板的数量受到限制。为此，本发明人在2006年5月25日开始申报了“复合陶瓷中空太阳能集热板的制造方法”等国内外系列发明专利，复合陶瓷中空太阳能集热板以普通陶瓷为基体，钒钛黑瓷为表面层，大幅度提高了成型性能、提高了单板尺寸，降低了生产成本，扩大了应用范围，并使可能的陶瓷太阳板的产量扩大数百倍以上。

黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，以下简称陶瓷太阳板，是一种陶瓷质太阳能吸热体，由普通陶瓷和钒钛黑瓷组成，没有白度要求的普通陶瓷是目前已知的成本最低、寿命最长、性能最稳定的工程材料之一，以工业废弃物-提钒尾渣为主要原料的钒钛黑瓷是成本最低、寿命最长、性能最稳定的太阳能吸收材料；大规模生产一平方米陶瓷太阳板的成本、能耗是同面积常规太阳能集热体的几分之一到十分之一，使用寿命是几倍到十几倍，使用成本可以是几分之一到十几分之一；经国家太阳能热水器质量监督检验中心检验，陶瓷太阳能房顶的日得热量是8.6MJ，远高于国家标准规定的7.0MJ。

陶瓷太阳板基本制造方法是：用普通陶瓷原料成型为中空或通孔陶瓷太阳板素坯，素坯干燥后，在向阳面的表面喷涂钒钛黑瓷泥浆层，经过烧成即成为基体是普通陶瓷，向阳面是立体网状钒钛黑瓷阳光吸收层的黑瓷复合陶瓷中空太阳能集热板，简称陶瓷太阳板。立体网状钒钛黑瓷层有无数小孔，阳光进入小孔后难以逃逸，具有较高的集热效率。

陶瓷太阳板素坯有两种成型方法，一种是采用普通陶瓷泥浆用石膏模注浆成型方法，一种是采用普通陶瓷塑性泥料用真空挤出机挤出成型方法。

石膏模注浆成型方法生产的是上下面都是波浪形的两端有进出管口的中空的陶瓷太阳板，板与板之间、板与汇集管之间采用硅橡胶管联通，连接比较直观、方便，硅橡胶可以承受-40℃-150℃，使用寿命40年左右，建筑业使用硅橡胶的历史比较长，建筑市场比较容易接受。但是石膏模注浆成型方法成型效率比较低，需要消耗大量石膏，单板尺寸比较小，目前工业化生产的单板尺寸为615×615毫米，每平方米生产成本可以达到30元左右。