廈門高特高新材料有限公司 ■ 戢超 丘煊元 詹仕凱

一 引言

平板太陽能熱水器作為太陽能熱水器的一個(gè)主要產(chǎn)品類型，以其優(yōu)越性在國內(nèi)外尤其是國外已有多年的應(yīng)用史。近年來，我國平板太陽能熱水器的市場(chǎng)份額也逐漸增大，生產(chǎn)平板太陽集熱器的廠家隨之增多。

為了更好地推廣平板太陽能熱水器，應(yīng)提高平板太陽集熱器的性能與質(zhì)量(包括熱性能、耐久性、可靠性及外觀質(zhì)量)。提高平板太陽集熱器性能與質(zhì)量的途徑很多，本文就酚醛復(fù)合保溫板及其應(yīng)用，探討了平板太陽集熱器保溫隔熱層的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二 平板太陽集熱器的結(jié)構(gòu)及保溫措施

平板型太陽集熱器主要由吸熱板、透明蓋板、隔熱層和外殼等幾部分組成(如圖1)。

保溫隔熱層是集熱器中抑制吸熱板通過傳導(dǎo)向周圍環(huán)境散熱的部件。一般用于保溫隔熱層的材料有：巖棉、玻璃棉、聚氨酯、聚苯乙烯等。目前使用較多的是玻璃棉或采用聚氨酯整體發(fā)泡。但使用聚氨酯發(fā)泡后一般還會(huì)鋪一層巖棉或玻璃棉，因?yàn)榫郯滨ァ⒕郾揭蚁┑炔牧想m然導(dǎo)熱系數(shù)低，但都不能耐高溫，一般在90℃就會(huì)開始收縮，影響平板太陽集熱器的保溫性能和使用。

保溫隔熱層的厚度應(yīng)根據(jù)選用的材料種類、集熱器的工作溫度、使用地區(qū)的氣候條件等因素來確定。應(yīng)遵循以下原則：材料的導(dǎo)熱系數(shù)越大、集熱器的工作溫度越高、使用地區(qū)的氣溫越低，則隔熱層的厚度要求越大。一般來說，底部隔熱層的厚度約30～50mm，側(cè)面隔熱層的厚度與之大致相同。外殼中的背板一般采用厚約0.4mm的鍍鋅鋼板或鋁板等材料，通過鉚釘與側(cè)邊框型材固定在一起。

目前采用的保溫形式主要缺點(diǎn)是：玻璃棉、巖棉等材料存在細(xì)小纖維，導(dǎo)致車間及工人生產(chǎn)操作較不衛(wèi)生、環(huán)保；玻璃棉和巖棉等保溫材料保溫性能有限，較聚氨酯等泡沫類保溫材料還有一定差距；采用聚氨酯發(fā)泡，對(duì)工藝、設(shè)備、人員等方面要求較高，而且聚氨酯還面臨無氟發(fā)泡等問題；通過鉚釘固定的背部鋼板存在一定的“松動(dòng)”，雖并不影響使用，但容易造成客戶對(duì)產(chǎn)品的外觀及質(zhì)量等方面“減分”。

三 酚醛復(fù)合保溫板及其在平板太陽集熱器上的應(yīng)用

酚醛泡沫是一種高效的防火保溫材料，被稱為“第三代新興保溫材料”，已在國內(nèi)外的各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。它具有比玻璃棉更好的保溫效果，使用溫度達(dá)180℃，不含纖維，干凈衛(wèi)生，是采用無氟發(fā)泡的環(huán)保保溫材料。

酚醛復(fù)合保溫板的一般結(jié)構(gòu)：下表面為鍍鋅鋼板或鋁板，中間酚醛泡沫保溫層，上表面為鋁箔紙。

在平板太陽集熱器中，直接將酚醛復(fù)合保溫板通過鉚釘或其他形式與側(cè)邊框固定在一起即可。特點(diǎn)是：采用新型的酚醛泡沫作為保溫層材料；酚醛泡沫已預(yù)制成型，鍍鋅鋼板或鋁板的鋼面型酚醛復(fù)合保溫板將保溫層與背板鋼板復(fù)合在一起，可簡(jiǎn)化廠家的生產(chǎn)工藝，集熱器的背部強(qiáng)度較高。

四 工藝、性能等分析比較(表1)

由表1可見，使用酚醛復(fù)合保溫板，能給平板太陽集熱器帶來質(zhì)量、性能以及外觀上的提高和改變。酚醛復(fù)合保溫板是一款非常適合于平板太陽集熱器的材料。

表1

五 結(jié)語

在太陽能熱水器產(chǎn)品普遍同質(zhì)化的今天，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新必不可少。在平板太陽集熱器產(chǎn)品上采用酚醛復(fù)合保溫板技術(shù)，不僅環(huán)保、能提高集熱器的保溫性能、簡(jiǎn)化工藝，而且外觀也更美觀。因此，應(yīng)該在平板太陽集熱器產(chǎn)品上大力推廣應(yīng)用酚醛復(fù)合保溫板技術(shù)。

同時(shí)，太陽能熱水器行業(yè)也應(yīng)該摒棄“價(jià)格戰(zhàn)”、“概念炒作”等形式，真正投入研發(fā)力量，加大產(chǎn)品的技術(shù)含量、保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性，為行業(yè)的良性發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。

[1]尚桂香.酚醛泡沫作為太陽能集熱器保溫材料的可行性分析[J].太陽能, 2009, (10): 29－31.

[2]方鐸榮, 李元哲.平板集熱器最佳化設(shè)計(jì)的一種方法——成本/效率法[J].太陽能學(xué)報(bào), 1984, 5(1): 89－96.

[3]江希年.平板太陽能集熱器如何從受冷遇邁向發(fā)展[J].太陽能, 2006, (6): 12－13.

[4]萬翼, 陳寧, 張偉, 等.平板型集熱器性能試驗(yàn)及改進(jìn)措施[J].能源技術(shù)與管理, 2006, (5): 52－53.

[5]HJ/T363-2007.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品技術(shù)要求家用太陽能熱水系統(tǒng)[S].