制造的多層光學(xué)膜。
[0037]如上公開的，內(nèi)表面(24)的溫度優(yōu)選為在常工作期間盡可能熱。形成鮮明對(duì)比的是，外表面(22)的溫度優(yōu)選為盡可能涼以減少到天空的紅外能發(fā)射和到環(huán)境空氣的對(duì)流熱損失。在實(shí)際中難以取得這樣的理想差異關(guān)系。然而，圖3E示意了本發(fā)明的包括不透明蓋(10)的層壓結(jié)構(gòu)的再一可選實(shí)施方式，其通過對(duì)于中央?yún)^(qū)域(20)的外層(36)和內(nèi)層
[38]利用不同材料而最小化了從外表面(22)的對(duì)流熱損失，而同時(shí)最大化了內(nèi)表面(34)的溫度和作為結(jié)果的紅外能發(fā)射率。例如，除了構(gòu)成外表面(22)和內(nèi)表面(24)的選擇性涂層和保護(hù)性或反射性涂層之外，外層(36)包括具有低熱傳導(dǎo)率的隔熱層，并且內(nèi)層(38)包括具有高熱傳導(dǎo)率的層。外層(36)的隔熱方面可以通過高熱質(zhì)量而進(jìn)一步加強(qiáng)。內(nèi)層(38)的高熱傳導(dǎo)率方面可以通過低熱質(zhì)量而進(jìn)一步加強(qiáng)。不限制于任何特定理論，認(rèn)為示例性壓層結(jié)構(gòu)的隔熱外層(36)盡管減少了對(duì)流熱損耗，但是僅最低地影響了吸收的太陽(yáng)能到內(nèi)表面(24)傳導(dǎo)性熱傳遞，原因是外層(36)的隔熱方面不僅增加了外表面(22)處對(duì)于對(duì)流熱損失的抵抗性還增加了不透明蓋(10)的熱容。
[0038]上面公開的不透明蓋(10)的可選實(shí)施方式僅用于示意性實(shí)例而并非窮盡性的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除了上面描述的那些之外，許多更多的材料、各個(gè)方面的組合和修改在沒有脫離公開的創(chuàng)造性概念的情況下也是可能的。
[0039]吸收器(26)布置在外殼(14)內(nèi)，與不透明蓋(10)呈相對(duì)的間隔開的關(guān)系。如圖6所示，提供了至少進(jìn)口和出口導(dǎo)管(28)以分別將工作流體提供到太陽(yáng)能收集器并從太陽(yáng)能收集器汲取工作流體。吸收器(26)和導(dǎo)管(28)的特定設(shè)計(jì)、流動(dòng)配置和構(gòu)造對(duì)于本發(fā)明來說不關(guān)鍵。本發(fā)明可以與任何吸收器設(shè)計(jì)一起使用，包含包括例如一體式存儲(chǔ)器、鰭片結(jié)構(gòu)、結(jié)合起來限定容器的相對(duì)并且大致平面的薄片、蛇形(串行)或豎琴式(并行)互連管、熱管和空氣導(dǎo)管的吸收器，只要不透明蓋(10)的內(nèi)表面(24)在正常工作期間比吸收器(26)的表面熱。在包括用于工作流體的一體式存儲(chǔ)器的一個(gè)可選實(shí)施方式中，吸收器(26)的一體式存儲(chǔ)器容量?jī)?yōu)選在不透明蓋(10)的平面表面區(qū)域的每平方米20和100升之間。
[0040]可以通過增加吸收器(26)的浸濕表面區(qū)域與暴露于入射紅外能的不透明蓋(10)的總平面表面區(qū)域的比，增強(qiáng)內(nèi)表面(24)和吸收器(26)的優(yōu)選差異溫度關(guān)系。吸收器(26)的更高浸濕區(qū)域允許當(dāng)熱量被從吸收器汲取出來并傳遞到工作流體中時(shí)，工作流體更完全地冷卻吸收器(26)。吸收器(26)還可以通過選擇更低熱傳導(dǎo)率的吸收器(26)材料而可選地或進(jìn)一步地被冷卻，尤其是與吸收器(26)的完全浸濕表面聯(lián)合，因?yàn)闊醾鲗?dǎo)率對(duì)于輻射能傳遞來說不關(guān)鍵。
[0041]圖4示意了一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，其中吸收器(26)包括與布置在管下面的高反射表面(42)呈間隔開關(guān)系的、沒有鰭片的流體通路管(40)。首先從不透明蓋(10)的內(nèi)表面
(24)發(fā)射、在吸收器(26)的管(40)之間傳遞的紅外能可以被反射回到這些管(40)的下偵U。高反射表面(42)可以是未拋光或拋光的鋁的薄片、鋁箔、反射漆組合物或?qū)τ诩t外波長(zhǎng)在光譜上反射的聚合物或金屬化聚合物膜。
[0042]從平面表面發(fā)射的紅外能是擴(kuò)散的。因此，管(40)和反射表面(42)的間隔開的關(guān)系是每個(gè)管(40)的全360度圓周暴露于首先由不透明蓋(10)的內(nèi)表面發(fā)射(46)的紅外能。另外，如圖5中所示，當(dāng)基本上平行對(duì)準(zhǔn)的管(40)的平均中線間隔(50)在管(40)的平均周長(zhǎng)的約0.75和I倍之間時(shí)，管的總圓周外表面區(qū)域可以接近不透明蓋(10)的平面表面區(qū)域的100%。在另一方面，每個(gè)流體通路管(40)的全360度圓周和任何連接U型管的全360度圓周，或者呈平行流配置的歧管結(jié)構(gòu)優(yōu)選具有高吸收率和低發(fā)射率的選擇性涂層(48)?？蛇x地，可以例如通過將炭黑結(jié)合在聚合物樹脂中來將高吸收率結(jié)合到聚合物吸收器(26)中。選擇性涂層(48)優(yōu)選具有大于約0.90的紅外吸收率和小于約0.30的紅外發(fā)射率。
[0043]吸收器(26)和不透明蓋(10)的間隔開的關(guān)系優(yōu)選地限定至少約3毫米的間隙
(52)，并且吸收器(26)和高反射表面(42)的間隔開的關(guān)系優(yōu)選限定至少約3毫米的間隙
(54)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選可選實(shí)施方式中，由多個(gè)橫向構(gòu)架(70)實(shí)現(xiàn)吸收器(26)和不透明蓋(10)之間以及吸收器(26)和高反射表面(42)之間的間隔開的關(guān)系，這示意于圖6中并且在下面更加全面地描述。
[0044]所公開的完全浸濕表面幾何結(jié)構(gòu)不是很昂貴，并且比包括相同材料、管直徑和壁厚度的名義上的全浸濕表面吸收器涉及較少的材料，在流體通道管之間沒有間隔或在流體通道管之間具有大大減少的間隔。
[0045]可以利用廣范圍內(nèi)的各種吸收器結(jié)構(gòu)和材料。流體通路管(40)可以是銅的，彎曲或銅焊成U形銅配件以創(chuàng)建蛇形(串行)流體流圖案?？蛇x地，基本上平行對(duì)準(zhǔn)的銅管(40)可以銅焊成筒頭歧管，創(chuàng)建平行流圖案。管(40)也可以鋁的。相對(duì)于銅，鋁比較便宜，即便是對(duì)于給定流體壓力需要較大的管(40)壁厚度以補(bǔ)償鋁較低的拉伸強(qiáng)度的情況下。鋁具有極佳的彎曲可變形性特性并且比銅輕和便宜。銅的熱傳導(dǎo)率比鋁高，但是該差異在包括100%浸濕表面的吸收器中無不足道，其中輻射熱傳遞是總熱傳遞的重要組成部分。
[0046]吸收器(26)的互連流體通路管(40)還可以是塑料管，例如，聚丙烯或交聯(lián)高密度聚丙烯(“PEX”)管或PEX-AL-PEX變型，其中管(40)壁包括夾層在PEX內(nèi)和外層之間的鋁層。選擇的任何可選管(40)材料應(yīng)當(dāng)能夠經(jīng)受與所利用的特定對(duì)流熱損失控制策略(例如，閉塞空氣空間、塊體隔熱材料或真空化)相關(guān)的滯止溫度。例如，PEX管在針對(duì)真空太陽(yáng)能吸收器的實(shí)施方式中或在包括體塊隔熱材料的實(shí)施方式中不適合。管(40)還可以是合成橡膠，例如三元乙丙單體(“EPDM”)橡膠，其比PEX管提供的工作溫度范圍更高；然而，該種EPDM橡膠在包含氯的可飲用水將循環(huán)通過吸收器(26)的情況下可能不適合。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明針對(duì)這樣一種太陽(yáng)能收集器，其中吸收器(26)的所有材料和表面涂層由不透明蓋(10)保護(hù)免受暴露于紫外輻射，在上釉平板和真空管太陽(yáng)能收集器中并不是這樣。
[0047]圖6示意了本發(fā)明針對(duì)包括具有中空橫截面(62)和圓角(64)的連續(xù)側(cè)壁(60)的太陽(yáng)能收集器的一種實(shí)施方式的鳥瞰圖。橫向構(gòu)架(70)支撐吸收器(26)，并且在吸收器(26)和不透明蓋(10)(未示出)之間、在吸收器(26)和連續(xù)側(cè)壁￠0)之間、并且在吸收器
(26)和背板(66)(未示出)之間創(chuàng)建間隔開的關(guān)系。圖6中示意的通用類吸收器(26)結(jié)構(gòu)對(duì)于發(fā)明來說不關(guān)鍵。每個(gè)圓角64的外側(cè)表面半徑(外側(cè)表面暴露于環(huán)境空氣)優(yōu)選至少約8厘米。
[0048]圖7A中示意了圖6的以截線7-7截取的橫截面圖。不透明蓋(10)聯(lián)接到連續(xù)側(cè)壁(60)的上部分，并且背板￠6)聯(lián)接到連續(xù)側(cè)壁￠0)的下部分。連續(xù)側(cè)壁(60)、不透明蓋(10)和背板￠6)限定外殼(14)。聯(lián)接的方法(其可以包括緊固件、粘合劑、支架或通過一個(gè)或多個(gè)配合面的臨時(shí)變型而咬合在一個(gè)的零件)對(duì)于發(fā)明來說不關(guān)鍵。然而提供這樣一種連接方法是更可取的，不透明蓋(10)借此方法可以拆卸和替換以進(jìn)行吸收器(26)的檢查和維護(hù)，而不導(dǎo)致永久損傷或變形。同時(shí)，更可取的是，聯(lián)接的方法促進(jìn)外殼(14)在太陽(yáng)能收集器的期望使用壽命上的至少基本上氣密特定的保持?？梢栽谶B續(xù)側(cè)壁￠0)和不透明蓋(10)之間的接觸外圍處以及在連續(xù)側(cè)壁(60)和背板(66)之間的接觸外圍處間置墊片材料(68)，以提供用于至少基本上減少濕氣、塵土和微粒侵入外殼(14)的密封件。接觸外圍墊片材料￠8)示意于圖7B和7C中。在針對(duì)低制造成本的可選實(shí)施方式中可以取消接觸外圍墊片材料(68)。
[0049]連續(xù)側(cè)壁￠0)的可選實(shí)施方式可以由擠制塑料、成形合成物或其他合適材料制成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在旋壓彎曲機(jī)內(nèi)將單片的中空鋁方管彎曲，以形成大體上方形的連續(xù)側(cè)壁(60)的圓角(64)。例如，可以彎曲1.575毫米標(biāo)距厚度6063152鋁方管的6米x25毫米方片，以形成測(cè)量為具有約8厘米半徑圓角的近似0.61米x2.44米的連續(xù)側(cè)壁(60)，被測(cè)量的半徑在鋁方管的外側(cè)外表面處。示例性旋壓彎曲機(jī)由New Jersey,Cinnaminson的Pedrick Tool and Machine Company制造。方管的兩端在沿著方管的其余直段的單個(gè)點(diǎn)處被焊接和弄平，以形成沒有角接縫的連續(xù)側(cè)壁(60)。
[0050]可以通過連續(xù)側(cè)壁(60)鉆孔以容納流體入口和出口通路，用于裝配輔助裝置或安裝硬件，并用于將泡沫隔熱材料諸如到中空橫截面中。值得注意的是，一些孔(例如用于安裝硬件或用于注射泡沫隔熱材料的孔)可以僅穿透連續(xù)側(cè)壁￠0)的外部部分，有利地限制通過連續(xù)側(cè)壁(60)的穿透的數(shù)量用于減少對(duì)流熱損失的目的，并且在真空太陽(yáng)能收集器的實(shí)施方式中用于真空保持的目的。可以在彎曲操作之前執(zhí)行與彎曲操作無關(guān)的步驟，例如，在連續(xù)側(cè)壁￠0)中鉆孔。這有利地允許在相同的工作臺(tái)對(duì)不同長(zhǎng)度的直備料執(zhí)行這樣的無關(guān)任務(wù)。這樣，可以利用空間高效的工作臺(tái)布置以處理用于不同尺寸太陽(yáng)能收集器的直備料。對(duì)于與制造每一不同尺寸的連續(xù)側(cè)壁￠0)相關(guān)的非彎曲操作，沒有必要具有不同的工作臺(tái)。
[0051]不透明蓋(10)的結(jié)構(gòu)和成分部分由太陽(yáng)能收集器可能經(jīng)受的期望動(dòng)態(tài)氣壓來確定。在這方面，圓角￠4)減小了強(qiáng)風(fēng)期間不透明蓋(10)上的動(dòng)態(tài)氣壓。結(jié)果，與在給定風(fēng)載要求下其他情況需要的質(zhì)量相比，不透明蓋(10