[发明专利]一种塑料复合材料结构太阳能热能采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳热能采集技术领域，具体地，涉及一种塑料复合材料结构太阳能热能采集装置。

背景技术

在现有常用的太阳能热能采集技术中，多采用金属管加上辅助吸光涂料、或玻璃管加上吸光薄膜材料，组成太阳热能集热器。

上述太阳能集热器的制作成本高，现场安装工艺复杂，对场地和安装环境有较高的要求，尤其是玻璃管、易碎、易爆且对温度的要求也有一定的局限性。因此，在农业、畜牧业这些运行成本要求低，安装场地受限的领域难以推广使用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在制作成本高、安装使用不方便与实用性差等缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种塑料复合材料结构太阳能热能采集装置，以实现制作成本低、安装使用方便与实用性好的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种塑料复合材料结构太阳能热能采集装置，至少包括用于通过水转化并储存采集所得太阳能热能的内层集热水管，以及轴向套接在所述内层集热水管外围、且用于保温的外层隔热管。

进一步地，在所述内层集热水管的内壁，紧密贴附有用于对太阳光谱进行选择性吸收的内壁吸热复合材料薄膜。

进一步地，在所述内层集热水管的外表面与外层隔热管的内表面之间，等间隔径向对称设有用于将内层集热水管与外层隔热管连接、且使内层集热水管与外层隔热管之间形成空腔的多个内外管道连接支撑架。

进一步地，所述内层集热水管、外层隔热管与多个内外管道连接支撑架，分别由至少包含乙烯基的聚合物质（PVC）和/或双向拉伸聚丙烯（Biaxially Oriented Polypropylene，简称BOPP）的耐温透明塑料制成。

进一步地，所述内层集热水管、外层隔热管与多个内外管道连接支撑架，分别是横截面为至少包括方形、圆形、椭圆形与梯形的多种形状的软管。

进一步地，所述内壁吸热复合材料薄膜的制备方法，包括：

将粒径为10~200nm的金属氧化物，研磨成粉体材料，将该粉体材料与塑料按5~60%的体积浓度混合；

基于上述粉体材料与塑料的混合材料，采用一次成型法或内部粘贴法或溶胶凝胶（COATING）提拉法，制成精密贴附于内层集热水管内壁的内壁吸热复合材料薄膜。

进一步地，所述金属氧化物为                                                、、、与的混合物，在该混合物中，、、、与中金属元素的原子摩尔比为：0.2～１：0.2～１：0.2～１：0.2～１。

进一步地，所述金属氧化物的粉体材料的制备方法，包括：

⑴由钴、锰、镍、铁、铜的硝酸盐或硫酸盐为原料，分别配置钴、锰、镍、铁、铜的硝酸盐或硫酸盐的水溶液，按重量比在各溶液中加入2~5%的聚乙二醇（PEG2000）强烈搅拌；

⑵按钴、锰、镍、铁、铜的金属离子与氢氧根离子或碳酸根离子的摩尔比为1：2~3的比例，将氨水或碳酸氢铵溶液或氢氧化钠溶液，加入到步骤⑴所得钴、锰、镍、铁、铜的硝酸盐或硫酸盐的水溶液中；

⑶将步骤⑵所得混合溶液的PH值调整至8~9，搅拌20-40min后，放置3-10h进行沉淀；这里，搅拌时间过短时搅拌作用就不明显了，所以，可以根据实际需要，适当延长搅拌时间；

⑷将步骤⑶所得沉淀物，用蒸馏水洗涤3~5次后，再用无水乙醇洗涤1-3次；

⑸将步骤⑷所得沉淀物，在70~90℃的温度条件下烘干后；将所得烘干物置于干锅中，在400~800℃的温度条件下煅烧1.5-2.5h，即可获得粒径为10~200nm金属氧化物的粉体材料。这里，优选的煅烧时间为2h，有时需要根据沉淀物的实际情况，适当小范围调整煅烧时间。

进一步地，所述内壁吸热复合材料薄膜的厚度为5-1000um。

本发明各实施例的塑料复合材料结构太阳能热能采集装置，由于至少包括用于通过水转化并储存采集所得太阳能热能的内层集热水管，以及轴向套接在内层集热水管外围、且用于保温的外层隔热管；可以通过双层的塑料复合材料结构，实现太阳能热能的采集；从而可以克服现有技术中制作成本高、安装使用不方便与实用性差的缺陷，以实现制作成本低、安装使用方便与实用性好的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。