太阳集能器传热芯条制造技术

本实用新型专利技术涉及一种太阳集能器传热芯条，由导热管和翅片等组成，其特征在于，导热管与翅片的连接平面之间是通过一连接传热条带而连接的，其中，连接传热条带的两条外翻连接撑边分别与翅片的连接平面进行连接，使得超声焊的焊接等连接操作转移到连接传热条带的两个外翻撑边表面进行，保全了翅片的涂层工作面不受破损；导热管与翅片的集合紧密；不但可以实现导热与二维翅片板的连接，而且可以实现导热与三维翅片的连接。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属太阳能利用技术。专利技术背景太阳能利用的关键部件是集能器，由起集能作用的光热、光电转换工作面及传输部件与板箱或玻璃(真空)管等组成，如光热转换中的集热器；光电转换中的电池板(带液体冷却循环系统的电池板)，这类结构中传输部件的一个重要组成部分便是传热芯条。传热芯条通常由导热管与翅片所构成，对于集热器，芯条的作用是将经吸热面选择吸收性涂层转换而来的热量输出；对于液体循环调温式电池板，芯条的作用是将未转换成电能的有害热量输出或在低温下对电池板进行加温，是防止硅晶类电池片因累积升温造成输出电源效率降低或非晶类电池片因环境温度过低而造成输出电源效率降低等采用的一项辅助措施。由此可见，传热芯条的结构、热传导性能和制造成本对于太阳能利用技术的提高关系重大。传热芯条中导热管与翅片连接制造可以采用压合或焊合方法，各种不同方法之间的技术优劣区别关键在于所用方法的加工工艺性能、传热性能与使用可靠性以及是否能适合与建筑一体化要求的全球性发展趋势。在压合方法中，现有的铜管、铝翅管板压合方式主要有铜铝复合与穿管式两种，前者因对材质、材料状态及工艺条件要求较严，易出现机械缺陷，再加之其每一管板条要先用软钎焊方法焊上两个过度短管再以硬钎焊焊到集管上去，增加了一倍的软钎焊焊口，影响了吸热管板的承压能力，实际使用中，特别是强制循环和直流式系统中易发生漏水而使可靠性降低；后者在穿管过程中因扩胀原因使管板结合难以紧密。另一种压合方式采用在预先成型的翅片与背条间设置铜管后经在翅片与背条上同时铆接方式进行固定和传热，如CN2389327Y《压合式太阳集热器吸热板》所公布的，其采用在铜管外壁设有与铜管相同弧度为179°～180°的翅片与背条，将铜管外壁抱合后在翅片和背条上同时冲孔，并将冲孔后的翻边固定在背条上，并在翅片、背条与铜管间的结合处涂以导热胶，以此达到管板间结合紧密。由于通常翅片材料较薄，因此仅靠铆合产生的翅片及背条对铜管的夹紧力较差，因此其传热条件也较差。此外，在焊合方法中，为了降低成本、增加光热转换传热的灵敏度、减少热容，通常采用较薄的翅板材料，用普通焊接方法加热温度高难以实施，常常会因焊接升温而产生热应力与变形，使得薄片翅板产生曲扭变得不平，影响产品外观和翅板上功能性涂层等材料的性能，因此，适于采用精细焊接的方法，如采用包括超声焊、热压焊(包括热压钎焊，焊料还包括热熔性的高分子材料)、激光焊、电阻焊、等离子焊、高频焊、X射线焊等方法对工件局部进行较小面积内的焊接操作，通过对局部的高能快速加热焊接减少升温与焊接热影响对传热芯条集能功能性材料部分的不利影响，其中，较典型的是超声波焊接，超声波焊接是目前在传热芯条导热管与翅片连接制造中应用较多的一项较先进的技术，其特点是焊接速度快；能耗低；且可适用于不同种类导热金属材料间的相互焊接如铜、铝、钢、镍、银、金等金属材料，有利于增加连接材料的选择范围，降低材料成本。然而，超声波焊接也存在一些应用上的局限如只适于将厚度较薄的工件叠焊到另一个工件上去；被焊接接触表面不可避免的带有超声波焊接辗压破损条痕；超声波焊接对于工件表面层的清洁性要求远比大多数其它焊接方法要求高；特别值得一提是对于焊接中保持焊头与材料的接触恒压力与间隙要求极高，为了求得焊接能量的集中，降低能耗，焊头的焊接宽度尺寸都做得较小，因而焊缝比较单薄，这也是精细焊接方法上的一个共同的特点，然而由于各种产生随机振动的因素，就会直接或间接影响接触压力与焊接质量造成局部虚焊，因此，超声波焊应用中焊接结构设计不当，就会产生上述弊端。已公布的中国专利CN2472146Y《铜铝超声波焊太阳集热器芯条》采用了在铜导管外壁通过超声波焊接一个带半圆弧槽的平板集热器铝集热翅片，以取得管板(翅片)结合紧密，结合热阻小，生产率高的效果。这种现有超声波焊接的芯条，还存在着以下缺陷和不足由于超声波焊的特点，只能将带半圆弧槽的集热翅片叠焊到导热管的外壁上去，而集热翅片的吸热涂层工作面也只能向外，这样集热翅片涂层工作面上也就带有超声波焊接辗压破损条痕，影响涂层工作面质量和芯条外观；此外，由于超声波焊接中速度较高达到每分钟10米，并且导热管与集热翅片间仅靠通过集热翅片与导热管圆弧(顶端处)窄段接触宽度下形成的超声波焊单缝焊接连接，因此，稍有不慎就会出现局部虚焊，且这种埋在构件内部的虚焊缺陷检查时极为困难，所以，实际上并不能可靠地保障焊接质量和管板在圆弧段上的紧密结合、取得热阻小的效果。除了超声波焊接外，其他精细焊接方法也或多或少存在类似的问题或加工成本较高的缺陷，因此，仅靠选择精细焊接的不同方法难以解决这种以传热为主、同时又要求具备一定焊接强度的连接应用问题，需要同时结合导热管与翅片的连接结构及焊接工艺特性进行改进。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种焊接等连接可靠、结构简单、加工工效高、连接结合紧密且连接工艺缺陷易于检查、导热管与翅片间传热性能优良而稳定的太阳集能器传热芯条，使得采用焊接连接时，传热芯条的翅片工作面涂层等功能性材料一般不易发生过热影响与破损，长期使用下无隐患，且翅片可以是二维板或是三维体结构，符合与建筑一体化结合要求，适用于包括平板式集热器的板芯或真空管式集热器中玻璃(真空)管内的管芯等传热连接的太阳集能器。本技术是通过以下技术方案实现的本技术采用一种太阳集能器传热芯条，由导热管和翅片等组成，其特征在于，导热管(1)与翅片(2)的连接平面之间的传热主要是通过翅片(2)与连接传热条带(3)之间的焊接连接及导热管(1)与连接传热条带(3)之间的焊接连接或粘接连接传递的，翅片的连接平面(2)与连接传热条带(3)的外翻连接撑边相互焊接连接，导热管(1)介于翅片(2)和连接传热条带(3)之间，经连接传热条带(3)的拉夹与翅片(2)相连。所述的导热管、翅片和连接传热条带三者可以采用相同的导热金属材料、或不相同的导热金属材料如铜、铝、钢、镍、银等以及焊接表面包含这些金属材料的复合材料。所述的翅片的连接平面(2)与连接传热条带(3)的外翻连接撑边相互连接是以传热和连接强度为功能的连接。所述的焊接连接是精细焊接方法的连接如通过采用包括超声焊、热压焊和包括金属钎料的电阻钎焊、激光焊、电阻焊、高频焊、等离子焊、X射线焊等方法的连接；所述的粘接连接是通过采用如导热胶方法或焊料包括热熔性高分子导热材料的热压焊等方法的连接。所述的翅片可以是二维翅片板形态、或是三维翅片体形态。所述的集能器传热芯条包括平板式集能器的板芯或真空管式集能器中包括玻璃管和真空玻璃管内的管芯。所述的连接传热条带(3)可与导热管(1)之间经焊接或粘接进行功能性加固。所述的导热管与翅片的连接可以是一个或一个以上的导热管与翅片相连接，各导热管之间可以相互连通成一体构成U型管或蛇型管。所述的导热管可以是液流导热管或是热管。本技术的优点由于采用了一个连接传热条带可使得焊接或粘接连接的操作转移到连接传热条带的外翻撑边表面进行，且工效快，保全了翅片的涂层等功能性工作面不受过热影响或机械破损；使得精细焊等连接在两个平直面上进行，大大改善了焊接等连接操作的工况条件，更易于检查连接缺陷；同时由于连接传热条带两个撑边整体连接固定后对导热管产生的拉夹压力，使得两者间接触段的结合保持紧密；即使本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳集能器传热芯条，由导热管和翅片等组成，其特征在于，导热管（１）与翅片（２）的连接平面之间的传热主要是通过翅片（２）与连接传热条带（３）之间的焊接连接及导热管（１）与连接传热条带（３）之间的焊接连接或粘接连接传递的，翅片的连接平面（２）与连接传热条带（３）的外翻连接撑边相互焊接连接，导热管（１）介于翅片（２）和连接传热条带（３）之间，经连接传热条带（３）的拉夹与翅片（２）相连。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：潘戈，
申请(专利权)人：潘戈，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]