槽式整體背板集熱器結構及制造工藝的改進和應用

唐疆　岳群

摘 要：常規的平板太陽能集熱器箱體結構，多由鋁合金邊框、鋁合金壓條、背板、玻璃和橡膠密封條所組成，內裝保溫巖棉和流道板芯等部件。隨著新技術、新材料、新工藝在平板太陽能集熱器生產領域的應用，市場上相繼開發了組合式邊框集熱器、整體邊框集熱器和整體背板集熱器等多種結構形式，需要投入較多的模具及設備費用，使之加工成本和難度較高，市場風險很大，又使許多企業望而止步。

關鍵詞：集熱器結構 ；制造工藝；改進和應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.015

1 原整體背板集熱器的結構限制和缺陷

（1）背板必須用冷沖壓模具進行拉伸、切邊、折邊和側沖孔加工，這種大型拉伸工件的制作，不僅需要投資昂貴的模具費用，還需要再投資大型設備，市場風險很大，使絕大多數生產太陽能集熱器的企業望而卻步。

（2）用傳統冷沖壓方式制作槽式整體背板，需要通過拉伸、切邊、折邊和側沖孔等多工序完成，生產成本高。

（3）用冷沖壓方式拉伸大型工件，極容易出現拉伸破裂現象，合格率相當低。

（4）用傳統冷沖壓方式制作槽式整體背板，一套模具只能生產一種規格，設備的利用率低下。

2 槽式整體背板新型結構的改進

為克服現有技術的不足，本實用新型發明的目的在于提供一種槽式整體背板集熱器結構，通過優化產品結構，以降低生產成本，便于制造和提高產品質量。

（1）玻璃的裝配采用高強度玻璃粘合劑粘接法，既在邊框與玻璃的裝配結合部位涂上玻璃粘合劑，把玻璃直接平貼在已裝配好其他部件的邊框上，再在玻璃周邊打上固定膠，密封防滲漏效果將得到充分保證，玻璃周邊絲印黑色裝飾邊，外形美觀大方。

（2）把邊框的下半部分設計成一個圓弧形嵌入式凹槽邊，尾部邊框與背板的連接設計成搭邊（或咬合邊）式結構，方便背板的焊接和裝配。經過焊接成形的槽式整體背板，結構緊湊，強度高，密封性好，適應性強，可以根據要求組裝成多種規格的嵌入式整體背板集熱器，不需要投資大量的模具和設備費用。

3 槽式整體背板的加工工藝

（1）邊框采用四根特制鋁合金型材，邊框兩端切成45°斜角，拼縫處用焊接的方式拼接成四邊形邊框，底部再焊接一張薄鋁板，形成一個完整的槽式整體背。

（2）用鋁合金型材焊接拼裝槽式整體背板，與保溫巖棉、玻璃和吸熱板芯等部件組合，制作嵌入式整體背板集熱器，其功能和樣式具有外形美觀大方，結構緊湊合理，制造工藝簡便，投資少，見效快，生產效率高，可明顯降低產品的材料成本和生產成本，經濟效益好的特點，具有廣泛的推廣價值。

4 新型槽式整體背板集熱器的優點

（1）用傳統冷沖壓方式制作槽式整體背板，需要拉伸、切邊、折邊和側沖孔等多工序生產完成，生產成本高；而本發明只需要把特制鋁型材邊框兩端切角后，進行拼裝焊接既可，工序簡單，用人少，生產成本低。

（2）用冷沖壓方式深拉伸大型工件，極容易出現拉伸破裂現象，一般做不到100%的合格率。用本發明制作槽式整體背板，可操作性強，質量有保障，產品合格率高。

（3）邊框上框條的設計，還可以在四角安裝角碼，對邊框四角進行定位和加固，更有利于四角的拼縫和焊接。

（4）為了保證該發明專利的順利實施，我們設計了用于生產該類型槽式整體背板的專用焊接設備和工裝。焊接設備采用交直流TIG弧焊機，配合雙軸數控定位系統和定位工裝，自動完成邊框與背板的焊接，四角可選擇手工或設備自動焊接兩種方式，由于該設備及工裝可以根據要求進行調節定位，故可以焊接組裝多種規格的槽式整體背板，操作簡便，焊縫平整光滑，質量可靠。解決了用傳統冷沖壓方式制作槽式整體背板，一套模具只能生產一種規格的槽式整體背板的弊端，大大地提高了設備的利用率，提高了經濟效益。

（5）如果為了降低產品的材料成本，還可以選用鍍鋅板或鋁塑板及其它材料替換邊框底部的鋁板，經過鉚接或沾接的方式拼裝成槽式整體背板，可明顯提高產品的性價比。

5 新型槽式整體背板集熱器的實際應用

本實用新型把邊框1上框條以下部分設計成一個圓弧形嵌入式凹槽邊，尾部邊框與背板5的連接設計成搭邊式結構，方便背板5的焊接和裝配。經過焊接成形的槽式整體背板，結構緊湊，強度高，密封性好，適應性強，可以根據要求組裝成多種規格的嵌入式整體背板集熱器，不需要投資大量的模具和設備費用。

6 總結語

新型槽式整體背板集熱器發明專利主張的用四根特制鋁合金邊框和一張鋁板拼裝焊接制作的槽式整體背板及加工工藝，具有制造工藝簡便，投資少，見效快，生產效率高，可明顯降低投資成本和生產成本，經濟效益好的特點，與通用的保溫巖棉、玻璃和吸熱板芯等部件組合，可制作多種規格的嵌入式整體背板集熱器，具有廣闊的發展前景和推廣價值。