陶瓷太阳板集热器墙面制造技术

陶瓷太阳板集热器墙面，其特征在于在原有建筑的向阳墙壁上或新建建筑的向阳墙壁的结构层上安装呈方格状的型材，将陶瓷太阳板集热器或陶瓷太阳板集热器纵列镶嵌在型材构成的方格中，在型材上固定压板条，压住陶瓷太阳板集热器或陶瓷太阳板集热器纵列，敷设上、下流体汇集管构成陶瓷太阳板集热器墙面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷制造和陶瓷制品应用的
，具体说是以富含第四周期过渡金属元 素的工业废弃物、天然矿物、化合物和普通陶瓷原料制造低成本、长寿命的表面或整体为黑 色或深色的大尺寸中空陶瓷板用作太阳能集热器，用于太阳能墙面。(二)
技术介绍
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，金属管板式集热体也称作平板式集热体。两者均存在以下不足l.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、结构和成本等原因难与建筑物结合为一体。通常太阳能热水器由支架、太阳能集热器、储水箱、管道组成，或由支架、真空玻璃管、 储水箱、管道组成，所述集热器一般由外壳、保温隔热材料、具有黑色表面的金属太阳能集 热体、透明盖板组成。目前太阳能热利用装置主要是平板太阳能热水器和真空玻璃管热水器，平板太阳能热水 器主要由承重支架、集热器和水箱构成，集热器由结构层或称作集热器外壳、保温材料、平板集热体、透明盖板组成，平板集热体一般由金属制造，与常温水相比，IO(TC以下的热水对 金属有较强的腐蚀性，为耐腐蚀延长使用寿命一般采用铜铝复合平板集热体，以较粗的铜管 为横管、较细的铜管为竖管焊接形成水的通道，竖管间隔约10公分，铝板占据间隔面积或整 体面积与铜管经挤压等方法复合为一体，表面覆盖选择性或非选择性太阳能吸收涂料，从集 热器的断面看，集热器是由结构层、保温层、集热体、防水层组成的，其中防水层是透明盖 板， 一般是玻璃或透明塑料，同时起到防水、透过阳光、形成封闭构成温室效应的作用。选 择性涂料和非选择性涂料都会随时间而老化，逐步降低阳光吸收率。真空玻璃管热水器主要由承重支架、真空玻璃管集热体和水箱组成，真空玻璃管集热体 是一粗一细二根同轴玻璃盲管组合而成， 一头开口， 一头封闭，粗细管之间为真空，内管表 面覆盖选择性太阳能吸收涂层，水在内管中加热，向水箱输送热水。太阳能是可再生、取之不尽、不危害环境的绿色能源，又是不稳定、稀薄、低密度的能源。房顶是最容易被阳光照射、离人类最近、面积最大，目前综合利用率最低、最容易采集、利用阳光的场所和空间。制造、建造太阳能装置包括太阳能热水器、太阳能房顶、太阳房是为了利用太阳能从而 节约常规能源，是为了节能。其衡量标准应该是一台(座)太阳能装置在寿命期间所取得的 全部能量减去制造、建造、维护、维修这台(座)装置所消耗的全部能量之差，这个差值可称作Q值，Q是正值说明是节能的，负值是耗能的，是得不偿失的。所取得的能量比较容易 计算，所消耗的能量应包括制造材料、将材料加工成另部件所消耗的能量及制造、维修人员 和相关人员每天生活所消耗的能源，如冶炼1吨钢材所耗常规能量折合约700升石油，从业 人员家庭耗费的煤气、电力能源等，这些能源消耗比较难以计算。 一种比较简单的办法是以 货币量进行与采用常规能源的相应装置的对比，因为货币量在很大程度上反映了能源的消耗 量，也是社会公认的是否经济的核算依据，如一台太阳能热水器只用于提供洗浴热水，购入 价3000元，平均10年后报废，10年中维修费折合耗资500元，3000元的10年利息设为1000 元，则总支出为4500元，使用一台煤气热水器，如也只用于提供洗浴热水，购入价300元， 平均IO年后报废，IO年中购置费、维修费、煤气费和利息总计为a元，则对比值为(a-4500) 元。因此任何一台(座)太阳能装置都应该使对比值为正值才会有长期存在价值和发展前景。 尽管太阳能利用最应该首先采用太阳能房顶、太阳能墙面，但目前太阳能房顶、太阳能 墙面十分罕见，而且多数是将金属太阳能集热器或真空玻璃太阳能集热器直接安装在已建造 好的房顶和墙面上，并不是真正意义的太阳能房顶和太阳能墙面。目前太阳能房顶和太阳能 墙面没有普遍使用，我们认为根本原因是其Q值很难实现大数值的正值，有的甚至为负值， 具体原因分析如下1. 价格高——金属管板式和真空玻璃集热体每平方米售价为数百元。2. 寿命短——金属和真空玻璃管集热体一般采用低温太阳能涂料，阳光吸收率容易衰减，金 属管板式的铜管焊接口多，焊接口容易腐蚀，涂层性能衰减和焊口腐蚀导致金属太阳能集热 器平均寿命约10年左右，真空玻璃管除涂层老化外，还存在真空寿命、玻璃管漏气、破碎等 因素，我国水源多为硬水，Ca、 Mg离子多，容易产生水碱，水碱絮状沉淀堵塞玻璃盲管等问 题，各种原因导致真空玻璃管集热器平均寿命也在IO年左右。在IO年左右时间中一般还需 经过多次维修和零件更换，平均寿命10年左右是指采光面积1 2平方米的单台太阳能热水 器而言，如大面积用于房顶、墙面则意味需要经常修理，这点对于使用寿命50年至100年以 上的建筑物来说是难以接受的。3. 平均效率不高——①低温涂层几年内开始老化，阳光吸收率逐步下降，整个寿命期间平均 效率不高；②铜材昂贵，管间距离大，铝板吸收太阳能后横向传递给铜管中的介质，平均传 热距离30毫米左右。由于结构限制，真空玻璃管管间空隙大，黑色吸收层只占结构面积50%左右，中午阳光强烈，但是中午阳光直射时大量阳光从管间空隙中穿过，影响了集热效率。 4.难与建筑结合——房顶和墙体都由结构层、保温层、防水层构成，太阳能集热器由结构层、 保温层、集热层、防水层(透明层)构成，所谓太阳能建筑势必要求将两者有机结合，尽可 能共用两者的功能层，才能起到既保持原有建筑的功能又能从中取得太阳能用于建筑物的各 种用能需要，并降低建造成本，如前所述，由于上述两种集热体具有各种不足，当形成大面 积使用时其可靠性进一步下降，难以设计出一种合理的太阳能房顶、墙体结构，即使设计出 来也会出现下述结果①造价提高几倍至十几倍；②使用可靠性下降，导致这种太阳能建筑 的Q值很难成为较大的正值。因此，在现有的金属太阳能集热体、真空玻璃管太阳能集热体 的基础上很难建造能被用户普遍接受、大量使用的太阳能房顶和墙面。光线的吸收与物质的外层电子状况相关，目前普遍使用的太阳能涂层多为黑色， 一般由 第四周期过渡元素组成，由于制造方法的原因，其阳光吸收率容易衰减，影响寿命和效率， 陶瓷是高键能矿物，性能十分稳定，但是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，长期以来人工配制的Co系陶瓷黑色着色剂的制造必须经 过严格的配方，精细、复杂的加工才能得到呈色稳定的陶瓷黑色着色剂，通常每吨售价20万 元左右。本专利技术人申报并取得的中国专利技术专利CN85102464 "黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制 品"、CN86104984"—种陶粉末"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。此专利技术又以"陶瓷粉末及其制品"(Ceramrc powder and drticles)为名称申报并已取得九国外国专利技术专利证书，分别是美国专利47374本文档来自技高网...

【技术保护点】
陶瓷太阳板集热器墙面，其特征在于在原有建筑的向阳墙壁上或新建建筑的向阳墙壁的结构层上安装呈方格状的型材，将陶瓷太阳板集热器或陶瓷太阳板集热器纵列镶嵌在型材构成的方格中，在型材上固定压板条，压住陶瓷太阳板集热器或陶瓷太阳板集热器纵列，敷设上、下流体汇集管构成陶瓷太阳板集热器墙面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹树梁，许建华，蔡滨，王启春，石延岭，许建丽，谷胜利，杨玉国，修大鹏，
申请(专利权)人：曹树梁，
类型：发明
国别省市：88