專利名稱：太陽(yáng)能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及真空平面太陽(yáng)能集熱器。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能集熱器是能夠?qū)⑻?yáng)輻射發(fā)出的能量轉(zhuǎn)化成回收在載熱流體中的熱能的模塊。通常，平面太陽(yáng)能集熱器包括兩個(gè)相對(duì)的壁，在這兩個(gè)相對(duì)的壁之間限定了能量轉(zhuǎn)化元件的接收容腔。兩個(gè)相對(duì)壁中的至少一個(gè)是透明的，且用于指向太陽(yáng)輻射入射在集熱器上的一側(cè)，以允許良好地向能量轉(zhuǎn)化元件傳遞太陽(yáng)輻射。所述能量轉(zhuǎn)化元件的形式通常是與一個(gè)或若干個(gè)載熱流體的流通管道熱連接的吸收板。為了提高這樣的太陽(yáng)能集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率，已知在能量轉(zhuǎn)化元件的接收容腔中產(chǎn)生真空，從而允許限制由于對(duì)流和分子傳導(dǎo)所造成的熱量損失。在這種情況下，為了抵抗外部大氣壓力施加在集熱器壁上的壓縮力，集熱器配備有間隔裝置，其允許保持相對(duì)壁之間恒定的距離。能量轉(zhuǎn)化元件有利地與限定其接收容腔的壁保持距離，以同樣限制由于在所述壁處的接觸所造成的熱損失。W0-A-87/06328描述了一種真空太陽(yáng)能集熱器的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，間隔裝置呈桿的形式，所述桿支撐在集熱器的兩個(gè)相對(duì)壁之間。所述桿分布在集熱器中與載熱流體的流通管道保持距離，且穿過(guò)吸收板。由于吸收板鉆有孔以允許桿穿過(guò)，因此用于吸收太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量的工作板面積減小，這就限制了集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率。這種太陽(yáng)能集熱器的已知結(jié)構(gòu)的另一個(gè)缺點(diǎn)是，構(gòu)成間隔裝置的桿必須逐個(gè)地被放置在集熱器中，這就增加了集熱器制造的時(shí)間和成本。另外，這種已知集熱器具有大的厚度，這就不允許其美觀地集成到建筑物的屋頂或立面上。

實(shí)用新型內(nèi)容更具體地，本實(shí)用新型正是旨在通過(guò)提出一種太陽(yáng)能集熱器來(lái)彌補(bǔ)上述缺陷，該太陽(yáng)能集熱器具有同時(shí)在集熱器中熱分布方面和集熱器的機(jī)械強(qiáng)度方面上優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，其允許改善集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率，所述太陽(yáng)能集熱器還具有最小化的體積和經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單的制造方法。為此，本實(shí)用新型的主題是用于置于真空狀態(tài)的太陽(yáng)能集熱器，其包括-彼此相對(duì)的上壁和下壁，在二者之間限定了容腔，上壁是透明的且用于指向太陽(yáng)輻射入射在集熱器上的一側(cè)；和-設(shè)置在容腔中、用于吸收太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量的吸收裝置，所述吸收裝置包括至少一個(gè)載熱流體的流通管道，所述太陽(yáng)能集熱器的特征在于，其另外包括在流通管道處固定在吸收裝置上的至少一個(gè)上間隔裝置和至少一個(gè)下間隔裝置，所述至少一個(gè)上間隔裝置和至少一個(gè)下間隔裝置設(shè)置在流通管道的每一側(cè)，分別是上間隔裝置在朝上壁的方向上，下間隔裝置在朝下壁的方向上。[0010]通常，術(shù)語(yǔ)“間隔裝置”指的是用于保持兩壁之間距離的元件。如本實(shí)用新型中定義的，上、下間隔裝置允許在集熱器中形成真空時(shí)在集熱器的上壁和下壁之間保持恒定的距離。事實(shí)上，當(dāng)集熱器處于真空狀態(tài)時(shí)，上壁和下壁支撐在間隔裝置上，所述間隔裝置支撐上壁和下壁抵抗由于外部大氣壓力所造成的壓縮力。[0011]由于上、下間隔裝置垂直于載熱流體的流通管道、即在吸收裝置冷點(diǎn)處的設(shè)置，限制了穿過(guò)間隔裝置的熱損失。通過(guò)吸收裝置來(lái)收集太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量和太陽(yáng)能集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率因此得到優(yōu)化。[0012]所述在載熱流體的流通管道處設(shè)置間隔裝置同樣有助于太陽(yáng)能集熱器整體的機(jī)械剛性。特別地，當(dāng)吸收裝置包括與流通管道固定在一起的吸收板時(shí)，吸收板的形式通常是非常薄的金屬片，其會(huì)在充滿載熱流體的流通管道的重量作用下變形。例如，對(duì)于銅吸收板，吸收板的厚度可以包括在0. 1到0. 5毫米之間。這樣就存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)固定在吸收板上的流通管道靠近集熱器的上壁和下壁，這會(huì)導(dǎo)致在所述壁處的大量的熱損失。將間隔裝置設(shè)置于流通管道處允許在流通管道和集熱器的壁之間保持恒定的距離，并因此允許限制由于流通管道和集熱器的壁之間的接觸所造成的熱損失。[0013]根據(jù)本實(shí)用新型，上間隔裝置和下間隔裝置的形式可以是絕熱塊體(plot isol6)，尤其是截面是圓形或多邊形的塊體。作為變型，上間隔裝置和下間隔裝置的形式可以是延長(zhǎng)的段。在這種情況下，段的縱向方向優(yōu)選地與載熱流體的流通管道的縱向方向平行地延伸。間隔裝置具有絕熱塊體形式的配置是有利的，這在于該配置最小化間隔裝置和太陽(yáng)能集熱器的壁之間的接觸面積，這就允許限制穿過(guò)間隔裝置的熱損失。[0014]根據(jù)一個(gè)有利的特征，每個(gè)間隔裝置在朝向與其接觸的太陽(yáng)能集熱器的壁的方向上具有圓化的形狀。間隔裝置這樣的圓化的形狀允許最小化間隔裝置和集熱器的壁之間的接觸面積，同時(shí)避免間隔裝置和壁之間接觸的尖端效應(yīng)，這種尖端效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致壁的開(kāi)裂，尤其是當(dāng)壁是由玻璃制成的時(shí)候。[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)作為絕熱塊體的間隔裝置都可以是環(huán)形的。這樣的環(huán)形既允許由于環(huán)的中心容腔而限制間隔裝置和相應(yīng)壁之間的接觸面積，又允許將間隔裝置和壁之間的互相作用區(qū)域分散在環(huán)的整個(gè)周長(zhǎng)上，從而避免了在壁中的應(yīng)力集中。同樣地，在這種情況下，環(huán)有利地在朝向與其接觸的太陽(yáng)能集熱器的壁的方向上具有圓化的形狀。[0016]根據(jù)一個(gè)有利的特征，太陽(yáng)能集熱器包括若干個(gè)沿載熱流體的流通管道分布的上間隔裝置和下間隔裝置。[0017]根據(jù)一個(gè)有利的特征，上間隔裝置和下間隔裝置分別地在流通管道上以規(guī)則的間距來(lái)分布。對(duì)于上間隔裝置系列和下間隔裝置系列，間隔裝置之間的間距可以相等。[0018]根據(jù)一個(gè)有利的特征，太陽(yáng)能集熱器只包括設(shè)置在集熱器流通管道處的間隔裝置。[0019]對(duì)于包括一個(gè)上間隔裝置和一個(gè)下間隔裝置的每對(duì)間隔裝置，其中一個(gè)間隔裝置可以沿流通管道的縱向方向相對(duì)于另一個(gè)間隔裝置偏移。上間隔裝置和下間隔裝置因此可以例如在穿過(guò)間隔裝置的流通管道的橫截面上互相交錯(cuò)地設(shè)置。[0020]作為變型，對(duì)于包括一個(gè)上間隔裝置和一個(gè)下間隔裝置的每對(duì)間隔裝置，上間隔裝置和下間隔裝置可以沿著與太陽(yáng)能集熱器的上壁和下壁垂直的方向?qū)R。上間隔裝置和下間隔裝置因此以相對(duì)于流通管道對(duì)稱的方式設(shè)置。[0021]通常，太陽(yáng)能集熱器的吸收裝置可以由金屬構(gòu)成。至于上間隔裝置和下間隔裝置， 則分別由適于其間隔裝置功能的任何材料、尤其是金屬、玻璃或陶瓷來(lái)構(gòu)成。在一個(gè)實(shí)施例中，上間隔裝置和下間隔裝置分別是附接在吸收裝置上的元件，其通過(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)、尤其是通過(guò)膠合、焊接或釬焊、或在玻璃或陶瓷間隔裝置的情況下通過(guò)玻璃料來(lái)固定在吸收裝置上。當(dāng)太陽(yáng)能集熱器包括若干個(gè)沿著集熱器流通管道分布的間隔裝置時(shí)，間隔裝置與吸收裝置的固定有利地以若干個(gè)間隔裝置集體的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。特別地，當(dāng)間隔裝置由金屬制成時(shí)，可以實(shí)施將若干個(gè)間隔裝置同時(shí)焊接的方法。 例如，可以考慮將一系列金屬上間隔裝置或下間隔裝置放置在其在金屬吸收裝置上所希望的位置，然后通過(guò)一方面將間隔裝置、另一方面將吸收裝置連接在兩個(gè)不同的電勢(shì)上且在其上施加高強(qiáng)度電流，來(lái)進(jìn)行間隔裝置在吸收裝置上的同時(shí)的電焊接。高強(qiáng)度電流只通過(guò)間隔裝置和吸收裝置之間的接觸點(diǎn)，這就導(dǎo)致間隔裝置被焊接到其在吸收裝置上所希望的位置。在另一個(gè)實(shí)施例中，上間隔裝置和下間隔裝置分別是通過(guò)吸收裝置的局部成形所獲得的凸起結(jié)構(gòu)(motif)，其朝太陽(yáng)能集熱器的相應(yīng)的壁的方向上凸起。因此，間隔裝置構(gòu)成吸收裝置的一部分，這就通過(guò)去除將間隔裝置固定在吸收裝置上的步驟而簡(jiǎn)化了太陽(yáng)能集熱器的制造方法。所述與吸收裝置集成或一體的間隔裝置可以通過(guò)用于吸收裝置成形的任何合適的技術(shù)、通過(guò)機(jī)械和/或熱方式、尤其是通過(guò)沖模、沖壓或模制來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)一個(gè)有利特征，吸收裝置包括設(shè)置為與集熱器上壁相對(duì)的吸收板，其與載流熱體的流通管道熱連接，上間隔裝置和下間隔裝置中的一個(gè)固定在吸收板上。在本實(shí)用新型的含義下，吸收板是具有高吸收能力的板，尤其是在包括在0. 3到4微米之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。特別地，其可以是覆蓋有覆層的板，其中所述覆層具有高的太陽(yáng)輻射吸收能力，并且對(duì)大于2微米的波長(zhǎng)具有弱發(fā)射性。吸收板可以設(shè)置在流通管道和上壁之間，在該情況下， 固定在吸收板上的是上間隔裝置；或者設(shè)置在流通管道相對(duì)于上壁的后面，在該情況下，固定在吸收板上的是下間隔裝置。吸收板可以構(gòu)成載流熱體的流通管道的壁。吸收裝置可以通過(guò)將第一元件和第二元件組裝來(lái)構(gòu)成，第一元件和第二元件在其之間限定至少一個(gè)載流熱體的流通管道，其中，第一元件構(gòu)成設(shè)置為與太陽(yáng)能集熱器的上壁相對(duì)的吸收板。第一元件和第二元件的形式尤其可以是兩個(gè)金屬板或兩個(gè)金屬容器。上間隔裝置因此在流通管道處固定在第一元件上，而下間隔裝置同樣在流通管道處固定在第二元件上。這種由構(gòu)成載流熱體的流通管道的兩個(gè)元件的組裝所形成的吸收裝置的結(jié)構(gòu)特別地緊湊和剛性。有利地，包括這樣的具有兩個(gè)元件的吸收裝置的太陽(yáng)能集熱器的制造是快速和簡(jiǎn)單的。特別地，當(dāng)間隔裝置是通過(guò)第一元件和第二元件在流通管道處局部成形所獲得的吸收裝置的凸起結(jié)構(gòu)時(shí)，為了制造太陽(yáng)能集熱器，只需通過(guò)將第一元件與第二元件互相組裝(例如通過(guò)焊接或釬焊)來(lái)構(gòu)成吸收裝置，然后將所述吸收裝置設(shè)置在太陽(yáng)能集熱器的容腔中。這樣的具有兩個(gè)元件的、并帶有集成的間隔裝置的吸收裝置同樣保證了間隔裝置在集熱器中的精確定位。根據(jù)一個(gè)有利特征，每個(gè)間隔裝置的厚度小于4毫米，優(yōu)選地小于2毫米，且太陽(yáng)能集熱器總的厚度小于30毫米，優(yōu)選地小于25毫米。
5[0030]有利地，太陽(yáng)能集熱器的容腔是密封的，且適于置于真空狀態(tài)。為此，太陽(yáng)能集熱器的上壁和下壁以密封的方式、例如通過(guò)間隔裝置框架來(lái)互相連接。


[0031]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征在以下對(duì)若干個(gè)根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器的實(shí)施例的說(shuō)明中將變得顯而易見(jiàn)，該說(shuō)明僅作為示例且參照附圖地給出。在這些附圖中[0032]-圖1是符合本實(shí)用新型第一實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的截面；[0033]-圖2是與圖1類似的、示出第一實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的第一變型的截面；[0034]-圖3是與圖1類似的、示出第一實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的第二變型的截面；[0035]-圖4是與圖1類似的、示出第一實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的第三變型的截面；[0036]-圖5是與圖1類似的、符合本實(shí)用新型第二實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的截面；[0037]-圖6是與圖5類似的、示出第二實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的一個(gè)變型的截面；[0038]-圖7是示出太陽(yáng)能集熱器流通管道的一種可能的配置的、沿著圖1到圖6的 VII-VII線的剖面；[0039]-圖8是與圖7類似的、示出太陽(yáng)能集熱器流通管道的另一種可能的配置的剖面；[0040]-圖9是與圖1類似的、符合本實(shí)用新型第三實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的截面；[0041]-圖10是與圖9類似的、示出第三實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的一個(gè)變型的截面；和[0042]-圖11是沿圖9和圖10的XI-XI線的剖面。
具體實(shí)施方式
[0043]為了使附圖清晰可見(jiàn)，沒(méi)有嚴(yán)格地遵循圖1至圖11中的不同元件的相對(duì)尺寸。[0044]在圖1至圖4中所示出的第一實(shí)施例中，太陽(yáng)能集熱器1包括透明的上壁2和透明或不透明的下壁4，該上壁2用于指向太陽(yáng)輻射R入射在集熱器上的一側(cè)。在本說(shuō)明中， 術(shù)語(yǔ)“透明”指的是至少在太陽(yáng)輻射的對(duì)于將太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量通過(guò)集熱器的吸收裝置轉(zhuǎn)化成熱能有用的波長(zhǎng)范圍內(nèi)透明。[0045]壁2和4尤其可以由兩個(gè)相同的鋼化玻璃板來(lái)構(gòu)成，其中鋼化玻璃板為長(zhǎng)方形，并且厚度大約為3到6毫米。作為變型，上壁2可以由除玻璃以外的、具有合適的機(jī)械特性的透明材質(zhì)構(gòu)成。同樣地，下壁4可以由除玻璃以外的、透明或不透明的、尤其是由金屬制成的任何合適的材料構(gòu)成。壁2和4通過(guò)金屬框架10互相連接，以使得在它們之間并與框架 10 一起限定集熱器1的吸收裝置的接收容腔3。在集熱器1組裝好的配置中，壁2和4的中平面π和π ’大致相互平行。Z表示與壁2和4的中平面π和π ’垂直的、集熱器1的厚度方向。[0046]壁2和4中的每一個(gè)都通過(guò)密封的、尤其是氣密的密封件11固定在框架10上。優(yōu)選地，金屬框架10和每個(gè)玻璃壁2或4之間的密封件11由焊接合金通過(guò)在框架10和沉積在玻璃壁上的金屬料之間的釬焊所獲得。包括玻璃料和金屬微粒的所述金屬料有利地通過(guò)絲網(wǎng)印刷沉積在用于與框架10接觸的玻璃壁2或4表面的周緣上，然后在對(duì)玻璃壁2或4 熱淬火的時(shí)候進(jìn)行焙燒。在玻璃和金屬之間獲得的密封件11具有長(zhǎng)期良好的機(jī)械強(qiáng)度和密封性。特別地，密封件11允許接收容腔3置于真空并保持真空，在接收容腔3中設(shè)置有集熱器的吸收裝置。[0047]所述吸收裝置包括金屬吸收板5和載流熱體的流通管道7。載流熱體是例如可能地混合有防凍劑的水。有利地，吸收板5覆蓋有覆層，該覆層具有高的太陽(yáng)輻射吸收能力， 且對(duì)大于2微米的波長(zhǎng)具有弱發(fā)射性。吸收板5設(shè)置在上壁2和載流熱體的流通管道7之間，使得吸收板5能夠存儲(chǔ)來(lái)自于穿過(guò)上壁2的太陽(yáng)輻射的熱量，該熱量然后從吸收板6傳遞給流通管道7中流動(dòng)的載流熱體。為此，流通管道7與吸收板5指向下壁4的下表面5A 熱接觸。流通管道7可以通過(guò)任何合適的方式、例如通過(guò)焊接固定在吸收板5的下表面5A 上。流通管道7可以設(shè)置為通過(guò)具有例如如圖7所示的豎琴形或如圖8所示的蛇形而頂著吸收板5的下表面5A。作為非限制性示例給出的所述流通管道7的兩種配置允許最大化流通管道和吸收板之間的熱接觸面積。吸收裝置5和7優(yōu)選地保持在集熱器的中平面P處，與壁2和4保持距離，以限制由于與所述壁接觸所造成的熱損失。流通管道7的橫截面可以是不同的形狀，尤其可以是圓形，卵形或多邊形。尤其是由銅或鋁構(gòu)成的吸收板5沿方向Z的厚度大約為0. 1毫米到 1毫米。同樣可以由銅或鋁構(gòu)成的流通管道7沿方向Z的厚度(對(duì)應(yīng)于當(dāng)流通管道具有圓形橫截面時(shí)的直徑)大約為8毫米。流通管道7在載熱流體未示出的兩個(gè)入口和出口連接器處通向集熱器1的外部。 優(yōu)選地，這兩個(gè)連接器被設(shè)置在集熱器1的同一側(cè)面上，即被安裝在長(zhǎng)方形框架10的同一側(cè)。當(dāng)集熱器1被安裝在相對(duì)于水平面傾斜的結(jié)構(gòu)(例如建筑物的立面或屋頂)上時(shí)，框架10的包括連接器的一側(cè)優(yōu)選地設(shè)置為相對(duì)于框架的其他側(cè)最高。這樣，當(dāng)兩個(gè)集熱器1 在安裝結(jié)構(gòu)上并列時(shí)，可容易地使第一個(gè)集熱器1的入口連接器與并列的第二個(gè)集熱器1 的出口連接器連接。這樣就形成了太陽(yáng)能集熱器系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中載流熱體可以相繼地在若干個(gè)集熱器中流動(dòng)。若干個(gè)呈在流通管道7處固定在吸收裝置上的絕熱塊體形式的間隔裝置8和9被設(shè)置在集熱器1中，以當(dāng)集熱器處于真空狀態(tài)時(shí)在上壁2和下壁4之間保持恒定的距離。集熱器1因此包括朝上壁2的方向設(shè)置在吸收板5之上的、所謂上間隔裝置的第一系列間隔裝置8，和朝下壁4的方向設(shè)置在流通管道7之下的、所謂下間隔裝置的第二系列間隔裝置 9。間隔裝置8和9分布在集熱器1中，以形成間隔裝置對(duì)。每個(gè)間隔裝置對(duì)包括一個(gè)上間隔裝置8和一個(gè)下間隔裝置9，上間隔裝置8和下間隔裝置9沿著方向Z大致對(duì)齊，且設(shè)置在吸收裝置的兩側(cè)，每次都在流通管道7處。 更具體地，每個(gè)上間隔裝置8設(shè)置在與流通管道7熱接觸的吸收板5的部分51處， 而每個(gè)下間隔裝置9則設(shè)置在流通管道7處。間隔裝置8和9每次都在流通管道7的一部分處的空間布置允許限制從吸收裝置5和7穿過(guò)間隔裝置的熱損失。事實(shí)上，流通管道7 和與流通管道7熱接觸的吸收板5的部分51在吸收裝置的熱分布中是冷區(qū)域，這就限制了穿過(guò)間隔裝置的熱流失。另外，設(shè)置在流通管道7處的間隔裝置8和9通過(guò)保持流通管道7 和集熱器的壁2和壁4之間的恒定間距而有助于集熱器整體、尤其是吸收裝置5和7的機(jī)械剛性。 圖1和圖2示出了太陽(yáng)能集熱器1的兩個(gè)變型，其中間隔裝置8和9是附接在吸收裝置5和7上的元件。在這兩種情況中，每個(gè)上間隔裝置8都固定在吸收板5的部分51 上，而每個(gè)下間隔裝置9都固定在流通管道7上，并且相對(duì)于流通管道與上間隔裝置8完全地相對(duì)。在圖2的變型中，相對(duì)于如圖1所示的圓形截面，流通管道7的四邊形截面允許增加吸收板5和流通管道7之間的接觸面積，并因此改善互相之間的熱傳遞。附接在吸收裝置上的間隔裝置8和9可以是不同的形狀，尤其可以是如圖1的圓珠所示的球形，或如圖2 中所示的圓錐臺(tái)形。優(yōu)選地，每個(gè)間隔裝置8或9在朝向相應(yīng)的壁2或4的方向上具有圓化的形狀。[0053]圖1和圖2中的間隔裝置可以由金屬構(gòu)成，每個(gè)間隔裝置與部分51或流通管道7 的固定因此有利地通過(guò)焊接或釬焊實(shí)現(xiàn)。作為變型，所述間隔裝置可以由玻璃或陶瓷構(gòu)成， 每個(gè)間隔裝置與部分51或流通管道7的固定因此可以借助于粘合劑或玻璃料通過(guò)膠合來(lái)實(shí)現(xiàn)。[0054]當(dāng)間隔裝置是由玻璃制成的時(shí)候，間隔裝置優(yōu)選地接受預(yù)先的化學(xué)淬火處理。已知地，該化學(xué)淬火處理目的在于通過(guò)離子交換用其他更大的堿離子來(lái)替換最初在玻璃中的和靠近表面的堿離子，以在表面上產(chǎn)生強(qiáng)的壓應(yīng)力?；瘜W(xué)淬火因此允許大大提高間隔裝置的機(jī)械強(qiáng)度。應(yīng)用由透明玻璃制成的上間隔裝置8是有利的，因?yàn)槲瞻?的整個(gè)工作表面都會(huì)暴露在太陽(yáng)輻射下，這就允許改善通過(guò)吸收板進(jìn)行的能量回收。[0055]圖3和圖4示出了太陽(yáng)能集熱器1的兩個(gè)變型，其中上間隔裝置8是通過(guò)使吸收板5局部變形所獲得的凸起結(jié)構(gòu)，而下間隔裝置9是附接在流通管道7上的元件，并且每個(gè)下間隔裝置9都以與圖1和圖2的下間隔裝置相似的方式相對(duì)于流通管道與上間隔裝置8 完全地相對(duì)。[0056]圖3和圖4中的每個(gè)上間隔裝置8都朝上壁2的方向相對(duì)于吸收板5的主平面凸起。所述上間隔裝置8可以通過(guò)使吸收板5成形的任何合適的技術(shù)、通過(guò)機(jī)械和/或熱方式、尤其是通過(guò)沖模、沖壓或模制來(lái)形成。優(yōu)選地，每個(gè)上間隔裝置8在朝向上壁2的方向上具有圓化的形狀。[0057]在圖5和圖6中示出的第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的元件相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記。符合第二實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器1與第一實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的不同之處在于，它的吸收裝置由兩個(gè)金屬板、即上板5和下板6來(lái)構(gòu)成，上板5和下板6互相組裝且在二者之間限定載流熱體的流通管道7。設(shè)置為與上壁2相對(duì)的上板5構(gòu)成吸收板。有利地，上板5覆蓋有覆層，該覆層具有高的太陽(yáng)輻射吸收能力，且對(duì)大于2微米的波長(zhǎng)具有弱發(fā)射性。[0058]如圖5和圖6中所示，上板5包括限定流通管道7上部分的凸出部分(partie embOSS6e)51，而下板6包括限定流通管道7下部分的凸出部分61。板5和6固定在一起， 并且讓它們的凸出部分51和61相對(duì)應(yīng)，從而形成流通管道7。如上所述，流通管道7尤其可以具有如圖7所示的豎琴形，或如圖8所示的蛇形。板5和6的固定可以通過(guò)任何適合的技術(shù)、例如通過(guò)焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，為了保證流通管道7的密封性，板5和6之間的連接裝置包括在板5和板6之間的連接處沿循流通管道7側(cè)邊的焊接帶12。[0059]如圖5和圖6中所示，吸收裝置5、6和7優(yōu)選地被保持在集熱器的中平面P處，與壁2和4保持距離，以限制由于在所述壁處的接觸所造成的熱損失。在圖5和圖6中，流通管道7的橫截面是圓形的。作為變型，流通管道7的橫截面可以是除圓形以外的其他任何形狀，尤其可以是卵形或多邊形。板5和6尤其可以由銅或鋁構(gòu)成，且板5和6在其之間限定的流通管道7在方向Z上的厚度(在流通管道的橫截面是圓形時(shí)對(duì)應(yīng)于它的直徑)大約為8毫米。[0060] 該第二實(shí)施例中的集熱器1包括若干個(gè)上間隔裝置8和若干個(gè)下間隔裝置9，上間隔裝置8和下間隔裝置9的形式是在流通管道7處固定在板5和6上的塊體，其用于當(dāng)集熱器1處于真空狀態(tài)時(shí)在上壁2和下壁4之間保持恒定的距離。如在第一實(shí)施例中所示， 所述間隔裝置8和9在方向Z上成對(duì)對(duì)齊，使得每個(gè)上間隔裝置8朝上壁2的方向設(shè)置在上板5的凸出部分51之上，而每個(gè)下間隔裝置9朝下壁4的方向設(shè)置在下板6的凸出部分 61之下。 在圖5的變型中，上間隔裝置8和下間隔裝置9是附接在凸出部分51和61上的元件，而在圖6的變型中，上間隔裝置8和下間隔裝置9是通過(guò)板5和6在凸出部分51和61 處的局部成形所獲得的凸起結(jié)構(gòu)。所述凸起結(jié)構(gòu)向凸出部分51和61的凹度的外部凸起，并可以通過(guò)使板5和6成形的任何合適的技術(shù)、通過(guò)機(jī)械和/或熱方式、尤其可以通過(guò)沖模、 沖壓或模制來(lái)成形。有利地，當(dāng)板5和6通過(guò)模制制造時(shí)，模子可以同時(shí)包括與凸出部分51 和61對(duì)應(yīng)的凸起和與間隔裝置8和9對(duì)應(yīng)的凸起。當(dāng)兩個(gè)板5和板6如圖6中所示互相對(duì)稱時(shí)，可以使用唯一一個(gè)模子來(lái)制造這兩個(gè)板，這就限制了制造太陽(yáng)能集熱器的成本。在圖9至圖11中所示的第三實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的元件相似的元件具有相同的附圖標(biāo)記。符合第三實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器1與上述實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器的不同之處在于，其吸收裝置由金屬盒構(gòu)成，金屬盒在其內(nèi)部體積中限定載流熱體的流通管道7，載流熱體的流通管道7的通道是并列的，如圖11所示。所述金屬盒由兩個(gè)金屬容器、即上容器 5和下容器6的組裝來(lái)構(gòu)成，上容器5和下容器6通過(guò)任何合適的技術(shù)、例如通過(guò)焊接來(lái)相互固定。上容器5構(gòu)成設(shè)置為與上壁2相對(duì)的吸收板。有利地，上容器5覆蓋有覆層，該覆層具有高的太陽(yáng)輻射吸收能力，且對(duì)大于2微米的波長(zhǎng)具有弱發(fā)射性。如圖9和圖10中所示，上容器5包括底部50和大致與底部50垂直地延伸的側(cè)邊 52。類似地，下容器6包括底部60和大致與底部60垂直地延伸的側(cè)邊62。另外，下容器6 包括大致與底部60垂直地延伸的內(nèi)壁63，所述內(nèi)壁63在下容器6的內(nèi)部體積中限定若干個(gè)互相聯(lián)通且在與底部60相對(duì)處打開(kāi)的通道。在容器5和容器6固定在一起的配置中，所述通道由上容器5的底部50和側(cè)邊52所封閉，以形成載流熱體的流通管道7。優(yōu)選地，為了保證由容器5和容器6固定在一起所構(gòu)成的金屬盒的密封性，板5和6間的連接裝置包括沿容器5和容器6之間的周邊接合部的焊接帶12。如上所述，構(gòu)成吸收裝置的金屬盒5、6和7優(yōu)選地保持在集熱器1的中平面P處， 與壁2和4保持距離，以限制由于在所述壁處的接觸所造成的熱損失。容器5和容器6尤其可以由銅或鋁構(gòu)成。金屬盒在沿集熱器厚度的方向Z上具有8毫米左右的厚度。該第三實(shí)施例的集熱器1包括若干個(gè)上間隔裝置8和若干個(gè)下間隔裝置9，上間隔裝置8的形式是固定在上容器5底部50上的塊體，下間隔裝置9的形式是固定在下容器 6的底部60上的塊體。間隔裝置8和9用于當(dāng)集熱器1處于真空狀態(tài)時(shí)在上壁2和下壁4 之間保持恒定的距離。在該實(shí)施例中，由于流通管道7的通道是并列的，所以間隔裝置之間的間距P可以是任意的，因?yàn)椴幌裨趫D7和圖8中的豎琴形或蛇形配置的情況下由流通管道7的不同部分之間的間距所強(qiáng)制要求。所述間距ρ因此只由在上壁2中可以接受的機(jī)械應(yīng)力水平所確定。在圖9的變型中，上間隔裝置8和下間隔裝置9是附接在底部壁50和60上的元件，而在圖10的變型中，上間隔裝置8和下間隔裝置9是通過(guò)使底部壁50和60局部成形所獲得的凸起結(jié)構(gòu)。所述向容器5和容器6外部凸起的凸起結(jié)構(gòu)可以通過(guò)任何合適的成形技術(shù)、通過(guò)機(jī)械和/或熱方式、尤其是通過(guò)沖模、沖壓或模制來(lái)成形。無(wú)論哪個(gè)實(shí)施例，每個(gè)上間隔裝置8或下間隔裝置9的厚度％或％都小于4毫米，優(yōu)選地小于2毫米。另外，每個(gè)間隔裝置8或9有利地在朝向集熱器相應(yīng)的壁2或4的方向上具有圓化的形狀。在集熱器的上部分或下部分的間隔裝置之間的間距P的值也被調(diào)整為能夠在一方面的穿過(guò)間隔裝置的熱損失的最小化和另一方面的應(yīng)力在集熱器上壁或下壁中的分布之間實(shí)現(xiàn)折中。事實(shí)上，間隔裝置之間的間距P的增加會(huì)導(dǎo)致在壁中產(chǎn)生的應(yīng)力集中的增大，因此當(dāng)所述壁是由玻璃制成的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致其斷裂的風(fēng)險(xiǎn)增大。對(duì)于間隔裝置之間的間距P值在20到100毫米之間、優(yōu)選地大約為60毫米時(shí)，實(shí)現(xiàn)良好的折中。正如由上述實(shí)施例可見(jiàn)，符合本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器，一方面由于使吸收裝置的接收容腔處于真空狀態(tài)，另一方面由于間隔裝置在集熱器中的特殊設(shè)置，而允許限制熱損失。事實(shí)上，在吸收裝置冷點(diǎn)處與載流熱體的流通管道垂直地布置間隔裝置允許減少穿過(guò)間隔裝置的熱損失，每個(gè)間隔裝置在朝吸收裝置的方向上的圓化形狀，允許最小化間隔裝置和吸收裝置之間的接觸面積，同樣地允許減少穿過(guò)間隔裝置的熱損失。另外，間隔裝置布置在流通管道處改善了太陽(yáng)能集熱器整體、尤其是吸收裝置的機(jī)械剛性。設(shè)置在流通管道兩側(cè)的間隔裝置事實(shí)上允許將吸收裝置剛性地保持在其在集熱器中整體的中央位置上，且與集熱器的上壁和下壁保持距離。由于吸收裝置和集熱器壁之間的接觸(可能由吸收裝置的變形所導(dǎo)致)所造成的熱損失因此被進(jìn)一步限制。由于改善了通過(guò)吸收板進(jìn)行的能量回收以及減少了熱損失，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率會(huì)高于現(xiàn)有技術(shù)的太陽(yáng)能集熱器的能量轉(zhuǎn)化效率。一方面由于使用了尤其是由鋼化玻璃或金屬制成的、在其厚度相對(duì)小的時(shí)候甚至還具有良好的機(jī)械強(qiáng)度的間隔裝置和壁，另一方面由于可以通過(guò)設(shè)置如上所述的玻璃-金屬密封件來(lái)有效地保持吸收裝置的接收容腔中的真空狀態(tài)，符合本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器還可以具有非常緊湊的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型，太陽(yáng)能集熱器的總厚度ei小于30毫米， 優(yōu)選地小于25毫米。由于其緊湊性，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器可以方便且美觀地集成到建筑物的屋頂或立面上。使用由鋼化玻璃制成的板作為上壁保證了集熱器在其安裝在建筑物的屋頂或立面上時(shí)對(duì)惡劣天氣的良好抵抗性。另外，由于集熱器被置于真空狀態(tài)，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器可以加強(qiáng)其所裝備的屋頂或立面處的絕熱。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器在其包括集體地在吸收裝置上成形或固定的間隔裝置時(shí)，消除了將間隔裝置逐個(gè)地設(shè)置在集熱器中的必要性。當(dāng)集熱器包括如上所述通過(guò)使吸收裝置局部成形而獲得的間隔裝置時(shí)尤其如此。通過(guò)所述集體地設(shè)置間隔裝置，太陽(yáng)能集熱器的制造方法更加簡(jiǎn)單和快速，這對(duì)于規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)是有利的。本實(shí)用新型不局限于上述示例。特別地，符合本實(shí)用新型的太陽(yáng)能集熱器可以包括若干個(gè)載流熱體的流通管道，而不是如在上述例子中的單一的流通管道。另外，在圖1至圖4中，吸收裝置包括互相連接的吸收板和載流熱體的流通管道，吸收板設(shè)置在流通管道前方，在流通管道和集熱器的上壁之間。作為變型，吸收板可以設(shè)置在流通管道相對(duì)于上壁的后方。另外，設(shè)置在太陽(yáng)能集熱器的接收容腔中的吸收裝置，除了用于將太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量轉(zhuǎn)化成熱能的裝置(例如如上所述的吸收板和載流熱體的流通管道)之外，還可以包括用于將太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量轉(zhuǎn)化成電能的裝置，例如光伏電池。
10
權(quán)利要求1.一種太陽(yáng)能集熱器(1)，包括彼此相對(duì)的上壁( 和下壁G)，在二者之間限定了容腔(3)，上壁( 是透明的且用于指向太陽(yáng)輻射(R)入射在集熱器上的一側(cè)；和設(shè)置在容腔(3)中的用于吸收太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量的吸收裝置(5，6，7)，所述吸收裝置包括至少一個(gè)載熱流體的流通管道(7)，所述太陽(yáng)能集熱器(1)的特征在于，還包括在流通管道(7)處固定在吸收裝置(5，6，7) 上的至少一個(gè)上間隔裝置(8)和至少一個(gè)下間隔裝置(9)，所述上間隔裝置和下間隔裝置設(shè)置在流通管道的每一側(cè)，分別是上間隔裝置(8)在朝上壁O)的方向上，下間隔裝置(9) 在朝下壁⑷的方向上。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，上間隔裝置(8)和下間隔裝置(9) 的形式是塊體。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，上間隔裝置(8)和下間隔裝置(9) 的形式是延長(zhǎng)的段。
4.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，每個(gè)間隔裝置(8，9) 都在朝向與之接觸的集熱器的壁0，4)的方向上具有圓化的形狀。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，上間隔裝置(8)是朝上壁O)的方向凸出的吸收裝置(5，6，7)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)使吸收裝置成形來(lái)獲得。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，上間隔裝置(8)是附接在吸收裝置(5，6，7)上的元件。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，下間隔裝置(9)是朝下壁的方向凸出的吸收裝置(5，6，7)的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)通過(guò)使吸收裝置成形來(lái)獲得。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，下間隔裝置(9)是附接在吸收裝置(5，6，7)上的元件。
9.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，吸收裝置包括至少一個(gè)設(shè)置為與上壁( 相對(duì)的、且與流通管道(7)熱連接的吸收板(5)，上間隔裝置(8)和下間隔裝置(9)中的一個(gè)固定在吸收板(5)上。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，吸收板(5)構(gòu)成流通管道(7)的壁。
11.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，吸收裝置包括第一元件( 和第二元件(6)，在這兩個(gè)元件之間限定了至少一個(gè)載熱流體的流通管道(7)，第一元件(5)設(shè)置為與上壁( 相對(duì)且構(gòu)成吸收板，上間隔裝置(8)在流通管道(7)處固定在第一元件( 上，而下間隔裝置(9)在流通管道(7)處固定在第二元件(6)上。
12.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，上間隔裝置(8)和下間隔裝置(9)沿著與上壁(2)和下壁⑷垂直的方向(Z)對(duì)齊。
13.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，包括若干個(gè)沿流通管道(7)分布的上間隔裝置⑶和下間隔裝置(9)。
14.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能集熱器，其特征在于，容腔(3)是密封的且適于處于真空狀態(tài)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能集熱器(1)，其包括彼此相對(duì)的上壁(2)和下壁(4)，在二者之間限定了容腔(3)，上壁(2)是透明的且用于指向太陽(yáng)輻射(R)入射在集熱器上的一側(cè)；設(shè)置在容腔(3)中的用于吸收太陽(yáng)輻射發(fā)出的能量的吸收裝置(5，7)，所述吸收裝置包括至少一個(gè)載熱流體的流通管道(7)；和在流通管道(7)處固定在吸收裝置(5，7)上的至少一個(gè)上間隔裝置(8)和至少一個(gè)下間隔裝置(9)，所述上間隔裝置和下間隔裝置設(shè)置在流通管道(7)的每一側(cè)，分別是上間隔裝置(8)在朝向上壁(2)的方向上，下間隔裝置(9)在朝向下壁(4)的方向上。
文檔編號(hào)F24J2/46GK202274665SQ20112022303
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者J·塞勒, L·茹勞, R·吉, 張經(jīng)維 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠