[实用新型]一种太阳能热水器的板芯

说明书

本实用新型涉及一种太阳能设备，特别涉及一种太阳能热水器。

现有技术中，市场上常见的晒板型的太阳能热水器板芯有两种，一种是用金属管焊接成互相连通的金属管架，然后沿金属管覆盖上轧槽的金属板条作为采光吸热体，因吸热板条与金属管不是一体，中间有空气层，热传导效率差。另一种改进了的板芯，是由双层金属板条压合一体，中间呈管状，形成一个采光吸热单元，将数个这样一定长度的吸热单元与循环水管连通，便构成一个板芯，图1是它的截示意图，这种板芯的采光吸热单元吸收的热量传递给水时，传导距离很远(一般边沿到中心60毫米)，平均传导距离约30毫米；双重金属板压合后仍很薄，约0.5毫米以下，所以热传导的面积很小；厂家选用铝材或铜材，是利用材料高的导热系数提高热传导的效率，但也相应地提高了产品成本；再说，压合金属板条需要的设备技术要求高，投资大，不利于这种热水器普及。

本实用新型的目的，正是为克服上述产品缺陷而设计的一种效率高、易制造的太阳能热水器的板芯。其实决定热传导功率的有很多因素，它与材料的导热系数、热传导面积、传导距离倒数、温度差之积成正比，在采光吸热面积一定，材料相同情况下，通过扩大导热面积、缩短热传导距离，保证循环(提高温差)，可进一步提高集热板芯的热效率。

本实用新型的技术方案，将两层金属板叠合，底端部弯出一横向管状槽，管状槽的槽缝与前金属板和后金属板组成的空腔连通，在前金属板或后金属板的顶部轧一横向槽，两金属板在边沿处折边扣接并焊接密封，形成一个薄空腔，前后两金属板间按一定密度的点或者线进行点焊接或线焊接，前金属板涂上黑色的选择性光吸收涂料，构成采光、吸热、传热系统。这样，两金属板间可充满一个薄的水层，整个前金属板的面积既是受光吸热面积，又是向水传热量的面积，而前金属板的厚度则恰是热传导的距离。管状槽一端连通循环下行管，两金属板上端从两板间连通地引出循环上行管，构成水循环系统。

此外，两金属板用点焊机或缝焊机进行点焊接或线焊接时，焊前应在欲焊接部位的两板中间或者外侧面，加铁、镀锌铁板、铜的片状或板条状金属助焊垫。

该实用新型的效果。由于热传导平均距离缩短五倍以上，热传导的面积扩大了数十倍，所以与同样采光面积，同样材料、同种涂料、循环良好的已有板芯相比，功率提高了许多倍，这是现有技术不能比拟的。即使全部用镀锌板或镀锡板制造，效果也非常理想。制造时，只需要点焊机或者缝焊机及小型工具，工艺简单，投资少造价低。有利于太阳能热水器的普及。市场效益和社会效益可观。

图1是现有技术的板芯截面示意图。

图2是本实用新型的整体结构示意图。

图3是本实用新型的横向截面示意图。

图4是本实用新型的竖向截面示意图。

1——前金属板，2——焊接点或焊接线，3——循环上行管，4——横槽，5——循环下行管，6——管状槽，7——进出水接口，8——后金属板，9——空腔，10—— 金属功焊垫。

该实用新型的实施例，结合图2、图3、图4。选材料时，作为板芯的前金属板1，可选用0.5毫米厚至1毫米厚的铝板、镀锌板、镀锡铁板或铜板，也可选用市场上常见的其他金属板，后金属板8选用镀锌铁板或镀锡铁板即可。剪板时，根据板芯采光面大小型号或根据金属板材的尺寸下料，比如市售金属板规格一般2米×1米，要做1.5米×1米板芯，约需1张半金属板。为了美观，前金属板1的尺寸一般比后金属板8的尺寸大，以便在两板边沿向后折边扣接。把前金属板1下端挤弯成横向的管状槽6，挤弯时可卷入一金属管为标准。在前金属板1或后金属8的上部轧一横槽4以利于水的循环。然后把前金属1和后金属板8的边沿处相互折边扣接，并用锡焊或气焊密封，防止漏水，这时形成一个大的薄空腔9.薄空腔9与管状槽6由槽缝连通。为了避免充水后在水压作用下，板芯鼓成一个大包而积水太多，所以必须将前金属板1和后金属板8按一定的密度点进行点连接或线连接，点连接时可用点焊机焊接，线连接时，可用缝焊机焊接；焊接点2的密度一般相距10厘米左右，金属板厚则焊接点可稀些，金属板薄则焊接点可密些；线焊接时应是竖线，焊接线(2)密度一般相距也是10厘米左右，且焊接线不能伸到板的上下两端，以免把水封死。焊接时，应在欲焊接部位的两板中间或外侧面加小片状或细条板状金属助焊垫10，金属助焊垫一般选铁片、镀锌铁片、铜片等，应因材而异，一般地说，板芯的前金属板1、后金属板8和金属助垫10之间出现两种材料即可；若前金属板1或后金属板8有铝板出现，在焊前还应涂沫一层无毒无味的防护剂，防止铝在焊接点处迅速氧化。最后在板芯的上端与板芯内空腔9连通地引出一金属管，作为晒热了的水的循环上行管3，在板芯的下部管状槽6一端连通地引出一金属管，作为水的循环下行管5，管状槽6另一端引出一金属管作为进出水接口7，将各金属管的引出处气焊或锡焊密封固接。再为极芯涂上一层黑色的选择性光吸收涂料。使用时，将板芯装入四周和底部有保温材料，上面罩有玻璃板的板箱内，板芯的循环上行管3接通水箱的一端，循环下行管5接通水箱另一端，为水箱注满水，板芯内也充满一层水，这样，整个前金属板的面积既是受光吸热面积，又是向水进行热传导的面积，前金属板1的厚度恰好是热传导距离——0.5毫米左右。由于水的压力存在，板芯前后两金属板在非焊接处便出现一定距离，水在其中能流动。板芯安装后有倾斜度，因纬度而改变，使冬季或春秋季受到阳光直射。前金属板1吸热后传导给水，水升温上升直到沿循环上行管3进入水箱一端，水箱内的水两端存在温差，板芯内的水上下端也有温差，于是水箱另一箱的水沿循环下行管5进入板芯下端补充，实现水的循环。