太阳能集热板及其制作方法 本发明是一种太阳能热水器内的集热板及其制作方法。
太阳能热水器是把太阳辐射能转换成热能的装置，它由集热板、箱体、窗玻璃组成、集热板的结构形式为管板焊接式，使用材料有铜、镀锌板、塑料等，集热板的表面涂层有黑铬、黑锌、硫化铅等，其工艺有涂刷、喷涂、电镀、磁控溅射、阳极氧化电解着色选择性吸收涂层，从结构上看，由于管板为焊接式，焊点、焊缝多，造成集热板的热阻大，而其表面各种工艺的选择性涂层都基于这种管板的焊接结构，从整体上影响了热效率的提高，尽管对阳极氧化铝电解着色选择性吸收涂层的研究，其光吸收率a达0.92～0.94，发射率n仅为0.10～0.17，但热水器效率一般也在40～60％之间，更难以达到70％以上。
本发明的目的在于提供一种铝一铝复合太阳能集热板及其制作方法。
本发明的太阳能集热板是这样实现的：集热板是由两块铝板复合成一块铝板的整体结构形式，集热板上的通水管道由两块铝板复合成形，通水管道与集热板为一体结构形式。
此种结构的集热板除进、出水口外无焊点，热阻小，有利于提高效率。
另外，两块铝板采用高压气体胀管复合或冲压复合
再者，集热板上相对的两边缘有平行设置的集水管，两集水管之间的集热板上平行设置有与两集水管相连通的水流管，水流均匀、通畅，集热板的吸热面热量分布均匀，出水温度恒定。
还有，集热板的表面涂层为阳极氧化铝电解着色选择性涂层，更进一步提高了热效率，涂层黑膜厚度为10m—15m。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图1a和图1a’、图1b、图1c分别是图1的A—A、B—B、C—C剖视图。
太阳能集热板1是由两块铝板复合为一体的结构形式，集热板1上的通水管道是由两块铝板复合成形，通水管道与集热板1为一体结构形式，通水管道包括集水管和水流管，集热板1上相对的两边缘有相互平行设置地进水集水管2和出水集水管3，集水管2、3之间的集热板上平行设置有一排与集水管2、3相垂直连通的水流管4，水流管也可以为多排，相邻两排之间增设横向集水管。
另外，集水管2、3的进水口和出水口氩弧焊接有铜铝管接头5、6，以进一步减小热阻，提高热效率。
再者，集水管2、3和水流管4的横截面除了为椭园形、扁园形等外，由于集热板1的背面不接收光辐射，为了减少热损耗，集热板1的背面为平板状，集水管2、3和水流管4的横截面为半园弧形，包括半椭园、半扁园形等。
本发明的太阳能集热板的制作方法是：两块铝板经高压气体胀管成型工艺或冲压成型工艺复合为一块整块，集热板的通水管道是由两铝板复合成型，该方法可有效地减少集热板的热阻，提高热效率。
另外，集热板复合成型后，表面黑体涂层采用阳极氧化铝电解着色工艺，可进一步提高集热板的热效率。
集热板的具体成型工艺为
1、热轧复合高压气体胀管成型工艺：
两块铝板料—表面预处理[用钢丝刷刮刷处理)—印刷管道图(用石墨胶体止焊剂通过丝网印刷)在铝板面上印刷管道图]—热轧复合(温度500—560℃，热轧变型量40—70％)—扩散退火(500—550℃)—剪切，保温时间1～2小时—高压气体胀管成型(气压5～8MPa)—氧弧焊接铜铝管接头。
2、冲压成型工艺
两块铝板料—冲压成型(一块铝板上冲压成管道，另一块铝板上冲压进出水管)—碱洗(5～—15％NaOH水溶液)—复合—压力卷边。
集热板的表面黑体阳极氧化铝电解着色涂层工艺：
1、除油： H2SO4 150—180g/l
添加剂 适量
常温 3—8分
2、碱洗： NaOH 40—60g/l
添加剂 10—40g/l
温度 45—55℃
时间 5—10分
3、出光 H2SO4 150—180g/l
添加剂 适量
温度 室温
时间 1—4分
4、阳极氧化 H2SO4 150—180g/l
添加剂 适量
电流密度 120—250A/m2
温度 18—25℃
时间 15-50分
5、二次电解着色 H2SO4 15—30g/l
SnSO4 5—25g/l
Co—Ni混合盐 适量
有机酸 5—30g/l
添加剂 2—10g/l
温度 18—30℃
时间 8—25分
6、封孔
采用沸水封孔或冷封孔，
冷封孔工艺 Ni2+ 0.9—1.1g/l
F- 0.3—0.4g/l
添加剂 适理
温度 26—35℃
时间 10—25分
以上各道工序衔接之间均要进行2～3次的自来水、去离子水或热水的水洗之后转入下道工序。
本发明的阳极氧化铝电解着色工艺中采用Co—Ni混合盐，使得黑体涂层的光吸收率达到0.95～0.97，发射率为0.12～0.15，提高了吸热率，减少了散热率。
太阳能集热板的热效率与集热板结构形状，表面黑体涂层有密切的关系，图2为六种集热板的效率曲线图，其中，
1—本发明的铝—铝复合成型阳级氧化电解着色吸热表面
2—管板焊接，选择性涂层吸收表面
3—铝—铝复合成型，无光黑板漆刷涂吸收表面
4—板—板结合黑板漆涂层吸收表面
5—镀锌铁皮瓦楞形铆接黑板漆涂层吸收表面
6—管板捆扎黑板漆涂层吸收表面
从图2可看出，吸收表面相同(电解着色处理的表面也是选择性吸收表面)而集热板成形方法不同，热效率不同，集热板结构及成形方法相同，而集热板表面黑体涂层不同，其热效率也不同。集热板及管道采用铝—铝复合一体成型，无焊点，热阻小，集热板表面黑体涂层采用阳极氧化铝电解着色工艺可提高黑体对光的吸热率，减小散热率，从而从整体上提高了集热板的热效率，使其组成的热水器的热效率为68—80％。
本发明由于采用铝—铝高压气体胀管成型工艺或冲压成型工艺制成的太阳能集热板热阻小，表面涂层采用阳极氧化铝电解着色，尤其是黑体膜层采用Co—Ni混合盐，对太阳光谱具有优良的选择性吸收性能，它的吸收率(a)为0.95～0.97，发射率(ε)为0.12～0.15，热效率高。整体上看，本发明性能优良，成本低，使用寿命长，制造工艺可实现自动化生产。