專利名稱：全真空平板太陽能集熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱器，尤其是一種全真空平板太陽能集熱器。
背景技術(shù)：
太陽能是一種高效能源，且不會(huì)造成環(huán)境污染，隨著科技的發(fā)展，太陽能的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。在諸多太陽能應(yīng)用領(lǐng)域中，太陽能集熱器是較早被人們應(yīng)用的，有聚焦式的太陽能集熱器，也有吸熱式太陽能集熱器，尤以吸熱式太陽能集熱器應(yīng)用更為廣泛。在吸熱式太陽能集熱器中，有一種是采用高效吸熱管，是由兩不同直徑的玻璃盲管套裝，開頭端火焰燒融封接抽真空制成。，這種加熱管，其采用的玻璃管在運(yùn)輸、安裝和使用的過程中極易損壞，且安裝時(shí)由于管間存在間隙，使單位面積吸熱效率下降。還有一種是傳統(tǒng)的平板式集熱器，它主要是通過集熱板吸收太陽的熱量，直接傳遞一組水管，使水管中的液體獲得熱量。這種太陽能熱交換體，結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但大量吸收的熱能通過透光面板重新散失，所以效率不高。無論是哪種集熱器，其太陽能熱交換體都是暴露在自然環(huán)境中，在空氣的對(duì)流中傳導(dǎo)中，往往會(huì)損失一部分部分熱量，影響太陽能的利用率。如何提高太陽能的利用率，一直是本領(lǐng)域長(zhǎng)期關(guān)注的課題。據(jù)申請(qǐng)人所知，將整個(gè)太陽能集熱單元置于真空絕熱環(huán)境中，目前未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)目前太陽能熱交換體存在的加工成本，或熱效率不高，或體積過大，或使用中組合拼裝困難等一系列問題，提供一種新的全真空平板太陽能集熱器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種全真空平板太陽能集熱器，包括太陽能熱交換體和腔室其特征在于a)所述的太陽能熱交換體包括一根進(jìn)液總管和一根出液總管，進(jìn)液總管和出液總管至少由兩根吸熱管將它們溝通；一塊吸熱板與各吸熱管的吸熱面緊密接觸；所述的腔室為真空室，太陽能熱交換體置于真空室中，進(jìn)液總管和出液總管至少有一端伸出真空室；b)所述真空室包括幾何形狀相同的面板、底板，以及沿它們周邊設(shè)置的截面為矩形的金屬框，所述的面板為玻璃，所述的底板為玻璃或金屬板，所述的玻璃周邊是粘為一體的金屬帶，金屬帶向外延伸，超越玻璃的邊沿；真空室的密封是通過面板和底板中玻璃周邊的金屬帶與金屬框之間的焊接，或面板中玻璃周邊的金屬帶以及作為底板的金屬板與金屬框之間的焊接；C)面板與底板之間還設(shè)有支撐裝置，所述的支撐裝置由定位支架和支撐體組成， 定位支架位于吸熱管與底板之間，所述的支撐體均勻分布在相鄰吸熱管的縫隙中；d)所述的吸熱板上設(shè)有與支撐體對(duì)應(yīng)的孔，支撐體由定位支架固定，支撐體穿過與吸熱板中的對(duì)應(yīng)孔支撐于面板與底板之間；
e)真空室的真空度為 1. 33 X ICT1 1. 33 X IO-5Pa0在本發(fā)明 中，所述的吸熱板與各吸熱管的吸熱面緊密接觸是指吸熱板與各吸熱管的吸熱面通過焊接固為一體，或吸熱板與各吸熱管鑄為一體。在本發(fā)明中，通過焊接固為一體或鑄為一體的吸熱板和吸熱管的實(shí)際厚度小于 30mmo在本發(fā)明中，所述的用于面板的玻璃為光透性高的無鉛玻璃，玻璃周邊通過低熔點(diǎn)玻璃與金屬帶粘為一體。在本發(fā)明中，向外延伸超越玻璃的一段金屬帶中含有能量吸收區(qū)和焊接區(qū)，焊接區(qū)位于金屬帶的外端，能量吸收區(qū)位于焊接區(qū)與玻璃邊沿之間，所述的能量吸收區(qū)為波紋狀或折線狀。在本發(fā)明中，所述的真空室中放置有吸氣劑或真空度檢測(cè)探頭。在本發(fā)明中，加工金屬框的型材截面為中空矩形，在中空的矩形截面中，面向真空室的壁上設(shè)有氣槽或氣孔，所述的吸氣劑或真空度檢測(cè)單元的探頭設(shè)在矩形的中空區(qū)域。在本發(fā)明中，在全真空平板太陽能集熱器周邊還設(shè)有鋁合金邊框，鋁合金邊框的型材截面為“]”形，面板和底板周邊的金屬框嵌裝于鋁合金邊框中。在本發(fā)明中，所述的金屬框嵌入鋁合金邊框時(shí)，金屬框與鋁合金邊框之間設(shè)有絕執(zhí)層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于本發(fā)明將整個(gè)太陽能集熱單元置于真空保溫空腔中，消除了集熱器內(nèi)氣體對(duì)流散熱，有效地隔離了集熱單元對(duì)面板和底板的熱量傳導(dǎo)，大大提高了集熱器的熱效率。以面板為例，即便是集熱單元吸熱部分的溫度達(dá)到300度，作為面板的玻璃，其表面實(shí)測(cè)溫度相對(duì)于環(huán)境溫度的溫升也不會(huì)超過30度；由于在面板的玻璃周邊設(shè)有固為一體的金屬帶，尤其是金屬帶上還設(shè)有能量吸收區(qū)，不僅有效地解決了局部熱脹冷縮和急冷急熱而導(dǎo)致的玻璃炸裂以及對(duì)周邊密封的不良影響，而且有效地解決了平板集熱器無法在高溫狀態(tài)工作的難題；由于吸熱板與各吸熱管的吸熱面通過焊接固為一體，或吸熱板與各吸熱管鑄為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，集熱單元的厚度可以控制在30mm以下；由于本發(fā)明主要利用了真空絕熱功能，可以避免使用大量的保溫材料，減少或避免維護(hù)過程中因更換保溫材料而造成的環(huán)境污染；由于全真空平板太陽能集熱器周邊還設(shè)有鋁合金邊框，可以避免搬運(yùn)和安裝過程中對(duì)集熱器造成的損壞。


圖1是周邊含有金屬帶的玻璃的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一種周邊金屬帶中能量吸收區(qū)和焊接區(qū)的玻璃示意圖；圖3是另一種周邊金屬帶中能量吸收區(qū)和焊接區(qū)的玻璃示意圖；圖4是又一種周邊金屬帶中能量吸收區(qū)和焊接區(qū)的玻璃示意圖；圖5是一種真空室結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是另一種真空室結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是真空室中的支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是真空室中太陽能熱交換體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、玻璃，2、金屬帶，3、低熔點(diǎn)玻璃，4、鋁合金邊框，5、金屬框，6、真空室，7、 支撐體，8、吸熱板，9、金屬板，10、定位支架，11、吸熱管，12、吸氣劑，13、探頭，14、進(jìn)液總管， 15、出液總管。
具體實(shí)施例方式由圖1可見，本發(fā)明使用的玻璃是在玻璃1作為設(shè)有固為一體的金屬帶2，金屬帶 2向外延伸，超越玻璃1的邊沿。在本實(shí)施例中，玻璃1采用透光性好的無鉛玻璃，玻璃與金屬帶2之間通過低熔點(diǎn)玻璃粘為一體。圖2與圖1的區(qū)別在于，向外延伸超越玻璃1的一段金屬帶2中含有能量吸收區(qū)和焊接區(qū)，焊接區(qū)位于金屬帶的外端，能量吸收區(qū)位于焊接區(qū)與玻璃邊沿之間，所述的能量吸收區(qū)為折線狀。圖3與圖2的區(qū)別在于，所述的能量吸收區(qū)為波紋狀。圖4與圖2的區(qū)別在于，所述的能量吸收區(qū)為另一種形式的折線狀。由5可見，真空室6包括面板、底板和金屬框5，在本實(shí)施例中，所述的面板和底板均采用如圖2所示的玻璃1和金屬框5組成，真空室6通過玻璃1周邊的金屬帶2中焊接區(qū)與金屬框5焊接，真空室6中設(shè)有均勻分布有支撐體7 ；此外，加工金屬框5的型材截面為中空矩形，在中空的矩形截面中，面向真空室5的壁上設(shè)有氣槽或氣孔，在矩形的中空區(qū)域中還設(shè)有真空度檢測(cè)單元的探頭13。圖6與圖5的區(qū)別僅在于，組成真空室5的底板選擇的是金屬板9，因此，所述的金屬框5的下邊是與金屬板焊接的。本實(shí)施例中，金屬底板采用的是不銹鋼板。具體實(shí)施時(shí)， 為了防止金屬底板導(dǎo)致熱量損失，也可以在金屬底板的下表面粘貼保溫材料。無論是圖5還是圖6，真空室，6的真空度為1. 33X10 10_2Pa。由圖7可見，支撐裝置包括定位支架10和支撐體7，支撐體7定位于定位支架10 中。由圖8可見，太陽能熱交換體包括包括一根進(jìn)液總管14和一根出液總管15，進(jìn)液總管14和出液總管15至少由兩根吸熱管11將它們溝通；一塊吸熱板8與各吸熱管11的吸熱面緊密接觸。在本實(shí)施例中，吸熱板8上還設(shè)有與支撐體對(duì)應(yīng)的孔，所述的孔位于相鄰吸熱管11之間。具體實(shí)施時(shí)，所述的吸熱板8與各吸熱管11的吸熱面可以通過焊接固為一體，也可以將吸熱板8與各吸熱管11鑄為一體。圖9是將圖5、圖7和圖8組裝的實(shí)施方式，由圖可見，太陽能熱交換體無鉛置于真空室6中，支撐裝置的定位支架10位于位于吸熱管11與底板之間，所述的支撐體7均勻分布在相鄰吸熱管11的縫隙中；支撐體7由定位支架固定后，穿過與吸熱板8中的對(duì)應(yīng)孔支撐于面板與底板之間，組裝時(shí)，進(jìn)液總管14和出液總管15都至少有一端伸出真空室6。在本實(shí)施例中，所述的面板和底板都是采用圖2所示的玻璃1，為了確保真空室6 的真空度，在真空室6中還放置了吸氣劑12。在本實(shí)施例中，在全真空平板太陽能集熱器周邊還設(shè)有鋁合金邊框4，鋁合金邊框 4的型材截面為“]”形，面板和底板周邊的金屬框5嵌裝于鋁合金邊框4中。具體實(shí)施時(shí)，為了防止金屬框5的熱量損失，在金屬框5嵌入鋁合金邊框4時(shí)，金屬框5與鋁合金邊框4之間可以設(shè)有絕熱層。
以上各實(shí)施例不是對(duì)本發(fā)明的具體限制，只要本領(lǐng)域的普通工作人員，結(jié)合本領(lǐng)域的基本常識(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下進(jìn)行非結(jié)構(gòu)性的改進(jìn)，例如所述的改進(jìn)僅限于對(duì)支撐體4材質(zhì)及固定方式的選擇，或?qū)ξ鼩鈩?和真空度檢測(cè)單元的探頭9放置位置的變化，或?qū)饘賻?、金屬框5、底板中金屬板9的材質(zhì)、形狀、功能組合以及吸氣劑8類型的變化，仍然落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種全真空平板太陽能集熱器，包括太陽能熱交換體和腔室，其特征在于a)所述的太陽能熱交換體包括一根進(jìn)液總管和一根出液總管，進(jìn)液總管和出液總管至少由兩根吸熱管將它們溝通；一塊吸熱板與各吸熱管的吸熱面緊密接觸；所述的腔室為真空室，太陽能熱交換體置于真空室中，進(jìn)液總管和出液總管都至少有一端伸出真空室；b)所述真空室包括幾何形狀相同的面板、底板，以及沿它們周邊設(shè)置的截面為矩形的金屬框，所述的面板為玻璃，所述的底板為玻璃或金屬板，所述的玻璃周邊是粘為一體的金屬帶，金屬帶向外延伸，超越玻璃的邊沿；真空室的密封是通過面板和底板中玻璃周邊的金屬帶與金屬框之間的焊接，或面板中玻璃周邊的金屬帶以及作為底板的金屬板與金屬框之間的焊接；c)面板與底板之間還設(shè)有支撐裝置，所述的支撐裝置由定位支架和支撐體組成，定位支架位于面板與底板之間，所述的支撐體均勻分布在相鄰吸熱管的縫隙中；d)所述的吸熱板上設(shè)有與支撐體對(duì)應(yīng)的孔，支撐體由定位支架固定，支撐體穿過與吸熱板中的對(duì)應(yīng)孔支撐于面板與底板之間；e)真空室的真空度為1.33 X ICT1 1. 33 X IO-5Pa0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于所述的吸熱板與各吸熱管的吸熱面緊密接觸是指吸熱板與各吸熱管的吸熱面通過焊接固為一體，或吸熱板與各吸熱管鑄為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于通過焊接固為一體或鑄為一體的吸熱板和吸熱管的實(shí)際厚度小于30mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于所述的用于面板的玻璃為光透性高的無鉛玻璃，玻璃周邊通過低熔點(diǎn)玻璃與金屬帶粘為一體；或玻璃周邊通過鍍膜后與金屬帶用低熔點(diǎn)金屬焊料粘為一體
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于向外延伸超越玻璃的一段金屬帶中含有能量吸收區(qū)和焊接區(qū)，焊接區(qū)位于金屬帶的外端，能量吸收區(qū)位于焊接區(qū)與玻璃邊沿之間，所述的能量吸收區(qū)為波紋狀或折線狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于所述的真空室中放置有吸氣劑或真空度檢測(cè)探頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于加工金屬框的型材截面為中空矩形，在中空的矩形截面中，面向真空室的壁上設(shè)有氣槽或氣孔，所述的吸氣劑或真空度檢測(cè)單元的探頭設(shè)在矩形的中空區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于在全真空平板太陽能集熱器周邊還設(shè)有鋁合金邊框，鋁合金邊框的型材截面為“]”形，面板和底板周邊的金屬框嵌裝于鋁合金邊框中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的全真空平板太陽能集熱器，其特征在于所述的金屬框嵌入鋁合金邊框時(shí)，金屬框與鋁合金邊框之間設(shè)有絕熱層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能集熱器，包括太陽能熱交換體和腔室其特征在于太陽能熱交換體包括一根進(jìn)液總管和一根出液總管，它們至少由兩根吸熱管將它們溝通；一塊吸熱板與各吸熱管的吸熱面緊密接觸；所述的腔室為真空室，太陽能熱交換體置于真空室中；真空室由面板、底板及沿它們周邊的金屬框組成，面板為玻璃，底板為玻璃或金屬板，所述的玻璃周邊是粘為一體的金屬帶，所述的密封是通過面板和底板周邊金屬材料的焊接；面板與底板之間設(shè)有定位支架和支撐體組成的定位裝置；支撐體由定位支架固定，支撐體穿過與吸熱板中的對(duì)應(yīng)孔支撐于面板與底板之間；真空室的真空度為1.33×10-1～1.33×10-5Pa。
文檔編號(hào)F24J2/46GK102200352SQ20111014956
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者朱雷 申請(qǐng)人:朱雷