[发明专利]具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳能光热综合利用的太阳能集热芯，特别涉及的是用于太阳能集热器上的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯。

背景技术：

太阳能集热器是太阳热利用已经市场化的商品。平板式太阳能集热器的核心部件是集热芯，它是由镀有选择性吸收太阳能光谱的膜层的集热板与铜管焊接为一体组成的，集热芯铜管输送集热板吸收太阳能热量后的热媒或热油或热水流体到储热系统如水箱等等发挥或交换热能的作用，如制热水等，由此产生可再生能源。

集热芯过去是铜金属基板与铜管焊接在一起组成，集热芯因是同一种金属，没有电位差，集热芯在建筑屋顶上长时间使用，那怕在海边的腐蚀性空气环境使用，也不发生微电池腐蚀，集热芯的使用寿命都在十五年以上。由于铜材料涨价，加之更广泛推广使用太阳能集热器，为了追求更低成本的集热芯以使光热利用更具市场化能力，人们开始用铝金属基板代替铜基板，由于铝基板与铜管之间焊接处因采用激光熔焊会产生铜铝合金，之间存在的电位差而导致晶间腐蚀和电隅腐蚀，特别是潮湿空气和有氯离子空气环境，使集热芯的使用寿命达不到过去的十五年的使用寿命。针对此问题，业者改用了超声波焊接技术不产生熔焊，尽量避免产生铜铝合金而导致晶间腐蚀和电隅腐蚀，而延长集热芯使用寿命。由于两金属材料接触面是相互镶入，当集热芯使用环境潮湿有氯离子腐蚀性空气在焊接界面长期保有水汽等，仍会产生微电池腐蚀，这种腐蚀随着长时间作用，会将铜管壁厚腐蚀穿孔，特别对于激光焊接因熔焊管壁和基板产生铜铝合金，铜管的壁厚腐蚀会更快，阻隔焊接处的焊接界面或产生的铜铝合金熔焊点与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触，成为防止此处产生微电池腐蚀的关键技术，也是提高集热芯及集热器寿命的关键点。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触而产生电化学腐蚀，提高集热芯及集热器使用寿命的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，有一块金属吸热基板，金属吸热基板面向太阳光一面镀有太阳能选择性吸收膜层而另一面上紧贴并焊接有输送吸热板热量的铜管，铜管与金属吸热基板焊接处与空气接触面涂覆有一层阻隔水或腐蚀性空气的抗微电池腐蚀的有机树脂，铜管将被加热了的流体输送到集热芯以外的储热系统中，阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触从而不产生电化学腐蚀，提高了集热芯及集热器使用寿命。

上述的太阳能选择性吸收膜层中有电镀黑铬层，在电镀黑铬层与金属吸热基板之间至少镀有一层具有红外反射功能的铜层和/或至少一层具有红外反射功能的镍层。

上述的太阳能选择性吸收膜层是采用真空磁控溅射的方法镀在金属吸热基板上，由金属吸热基板向外分别是具有红外反射功能的铝或铜层、具有光热转换功能的氮化硅或氮氧化硅层、铬合金或铬合金氧化物层、氮化硅或氮氧化硅层。  

上述的金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用激光焊接方法焊接为一体，焊接点在铜管两边分布。

上述的金属吸热基板是铝金属吸热基板，铜管与铝金属吸热基板是采用超声波焊接方法焊为一体，铜管圆弧与铝金属吸热基板平面之间有2至5mm宽度焊接为一体，超声波焊接比激光焊增加了铜管与铝金属材料的接触面积，从而增加了传热面积，热传导效率更高，减少了或不产生铜铝合金而导致晶向腐蚀和电偶腐蚀，提高使用寿命。

上述的有机树脂是热固性树脂，因工作状况时集热芯板管温度达100℃甚至150℃，热塑性树脂不行，且不抗热老化。热固性树脂涂覆工艺流程简单，树脂加固化剂，少部份溶剂，手工刷或机器喷涂后进100℃烘道加快固化即成涂层，涂层粘着力强、寿命长、防潮防腐具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，铜管与吸热板焊接处与空气接触面涂覆有一层阻隔水或腐蚀空气的抗微电池腐蚀的有机树，抗热老化。

上述的热固性树脂是有机硅树脂，或环氧树脂，或丙烯酸树脂、或聚酯树脂。

上述的热固性树脂中加有碳黑，树脂中加有碳黑，不但能增加热固性树脂结合强度，也能增加涂层处对太阳热的吸附，提高吸热效率。

本发明的具有抗微电池腐蚀保护结构的太阳能集热芯，实现了阻隔焊接处的焊接界面与潮湿空气、水、和腐蚀性潮湿环境接触从而不产生电化学腐蚀，提高了集热芯及集热器使用寿命。

附图说明：

图1为本发明中铝金属吸热基板与太阳能选择性接收膜层的结构示意图。