太阳能聚热板制造技术

太阳能聚热板，太阳能聚热板单元是聚热板及热介质用管道与透明绝热材料形成一体的结构。在聚热板上覆盖有ＭＯｘＮｙ选择吸收膜，Ｍ是Ｔｉ或Ａｌ。透明绝热材料是二氧化硅气凝胶。透明绝热材料内部埋设有聚热板，提高了透明绝热材料的强度。可以将二氧化硅气凝胶这样的绝热材料使用于太阳能聚热板的绝热材料，无间隙地密封选择吸收膜、聚热板、热介质用管道，不会引起空气对流，绝热性能优良，并使板轻量化、简单化。太阳能聚热板单元具有连接器，通过连接器与相邻的单元连结，可形成期望形状和／或大小。其投影形状为正多边形。相互连接该单元时，可自由设定形状和／或大小，通过在连接器的材质、形状上改进，不但可构成为平面形状，也可为三维、曲面等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能聚热板(平板型太阳能聚热器)。
技术介绍
随着对环境问题和能源问题的关注日益提高，太阳能聚热板的需求不断增加。公知的太阳能聚热板主要为平板型和真空管型，而结构简单且容易降低成本的平板型正在发展成为太阳能聚热板的主流。平板型因为由对流、传导引起的热损失大，所以与真空管型比较，需要高性能的绝热。作为现有的平板型的绝热方法，是在采光部上使用双重玻璃等，但是该结构的重量大，需要高强度的机箱。为了提高平板型太阳能聚热板的聚热效率而进行了各种研究，在日本专利特开9-217961号公报、日本专利特开2002-130835号公报、以及其他的大量的文献中都有公开。另一方面，二氧化硅气凝胶因为孔隙率高且热传导性极其低，故作为高性能绝热材料被公知，并且，因为可见光透射率高，且比重较轻为0.1左右，故正在开发将其用作太阳能聚热板的绝热材料。但是，二氧化硅气凝胶的机械强度弱，需要在粘接等上下工夫，所以在此之前作为太阳能聚热板的绝热材料使用的成效较少。作为在太阳能聚热板上使用二氧化硅气凝胶的例子，在日本专利特开平9-217961号公报中公开了如下太阳聚热器其通过在聚热板上铺满块状的二氧化硅气凝胶，由此形成绝热层。随着太阳能聚热板的需要增加，消费者要求的规格也多起来，不但期望提高聚热效率和绝热性能，还期望提高设置形状的自由度。上述日本专利特开平9-217961号公报、日本专利特开2002-130835号公报中记载的现有太阳能聚热板通常是表面积具有数m2的平板状，所以设置形状和设置场所被限制。另外，如日本专利特开平9-217961号公报所记载的集热器那样，对于在聚热板上铺满块状的二氧化硅气凝胶的结构，在聚热板和二氧化硅气凝胶之间产生很小的间隙，从该间隙引起空气对流，所以具有热损失变大的问题。并且，因为二氧化硅气凝胶的机械强度非常弱，所以若是仅仅简单地铺满二氧化硅气凝胶，则其强度不够，具有在处理时容易损坏的缺点。
技术实现思路
鉴于上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可应消费者的要求而自由改变平板的形状和大小的太阳能聚热板，同时提供一种简化了平板结构、且绝热性能优于现有技术、聚热效率高的太阳能聚热板。根据本专利技术的太阳能聚热板，其特征在于具有管道和连接器，通过所述连接器连结相邻的单元，从而可形成期望的形状和/或大小。因此，可解决上述问题。另外，本专利技术提供一种太阳能聚热板，其特征在于其具有聚热板和热介质用管道与透明绝热材料形成为一体的结构。优选方式为，所述聚热板覆盖有MOxNy选择吸收膜，其中M是Ti或Al，并且所述透明绝热材料是二氧化硅气凝胶。优选方式为，所述透明绝热材料是通过超临界干燥二氧化硅湿凝胶而得到的二氧化硅气凝胶，并且在所述聚热板上接合有所述热介质用管道。附图说明图1是本专利技术的太阳能聚热板单元的说明图，图1(a)是俯视图，图1(b)是从数字1的方向观察图1(a)的示意图，图1(c)是从数字2的方向观察图1(a)的示意图；图2是二氧化硅气凝胶和选择吸收膜一体化的工序图；图3是通过连接本专利技术的太阳能聚热板单元而构成的太阳能聚热板的示意图；以及图4是使用了本专利技术的太阳能聚热板的太阳能聚热系统示意图。具体实施例方式参照附图详细说明本专利技术。图1(a)是构成本专利技术的太阳能聚热板的太阳能聚热单元(以下简称为“单元”)10的俯视图。并且，图1(b)是从数字1的方向观察图1(a)的示意图，图1(c)是从数字2的方向观察图1(a)的示意图。该单元10包括作为透明绝热材料的二氧化硅气凝胶20；用选择吸收膜30覆盖表面的聚热板40和热介质循环用金属制管道(以下简称为“管道”)50、以及连接器60。在实施例中，单元10是一边的长度大约为40mm的正六边形，且厚度大约为20mm。图1中单元的投影形状(俯视图)为正六边形，但是该形状不限定于正六边形，也可以是其他的正多边形或长方形等其他的形状。如图1(a)和图1(c)所示，管道50从二氧化硅气凝胶20中突出，在其前端具有合适的连接器60。单元10具有一个以上连接器，通过使单元10所具有的连接器60和其他的单元10所具有的连接器60相结合，从而组装单元，形成太阳能聚热板。如图1(b)所示，管道50结合于聚热板40的下部，各自的表面被选择吸收膜30覆盖。并且，选择吸收膜30、聚热板40以及管道50全部由二氧化硅气凝胶20覆盖，使这些形成为一体。在本专利技术中，覆盖在聚热板40上的选择吸收膜30是氮氧化钛或氮氧化铝薄膜。氮氧化钛或氮氧化铝具有吸收太阳光波长的光、而向外不辐射红外线波长的光的性质，因此优选作为选择吸收膜使用。另外，作为聚热板40和管道50的材料的金属种类没有特别限定，作为其中一个例子，优选热传导性良好的铜。另外，在本专利技术中，作为绝热材料使用二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶因为孔隙率高且热传导率极低，故此作为高性能绝热材料被公知，并且，因为可见光透射率高，且比重为0.1左右较轻量，故此适合用作太阳能聚热板的透明绝热材料。本专利技术中所使用的二氧化硅气凝胶20是通过使烷氧基硅烷水解、缩聚后制得湿凝胶(wet get)，再对该湿凝胶进行超临界干燥而制得的。通过超临界干燥而制得的二氧化硅气凝胶因为不存在气液界面，所以毛细管力不起作用，基本上不会收缩。并且，因为透明度也优良，所以适合用作太阳能聚热板的绝热材料。在此，对将覆盖有选择吸收膜30的聚热板40及管道50与二氧化硅气凝胶20整体成形的粘接工序进行说明。首先，调制用于制备湿凝胶的溶胶溶液。作为湿凝胶的基础原料的烷氧基硅烷的种类没有特别限定，在本专利技术中是使用MS 51(硅酸甲酯51)。将硅酸甲酯51用甲醇稀释，然后添加作为催化剂的氢氧化氨，从而调制出溶胶溶液。将用氮氧化钛或氮氧化铝选择吸收膜30覆盖后的聚热板40和管道50放在模具的支撑部上(图2中工序1)，并在模具中注入厚度为大约2cm的溶胶溶液，(图2中工序2)。在该期间内进行溶胶溶液的水解、缩聚反应，溶胶溶液凝胶化，形成湿凝胶62。使聚热板40、管道50形成为一体的湿凝胶熟化大约一天，然后使湿凝胶从模具中脱模。对通过以上工序制得的湿凝胶进行超临界干燥。超临界干燥法是在日本专利特开2001-139321号公报、美国专利第4402927号以及其他大量的文献中公开过的公知技术，所以在此省略详细说明，仅对简单的工序加以说明。首先，在高压釜内装满超临界介质(醇系)，然后加入经过二天液相置换的湿凝胶，通入惰性气体。接着，加热收容有湿凝胶的高压釜。加压不使用加压泵，而是用通过加热醇而产生的压力进行加压，为了使压力不过高，而设定定压阀在80kgf/cm2附近工作。升温条件为，在0～200℃保持4小时(升温速度为50℃/h)，在200～300℃保持4小时(升温速度为25℃/h)，然后以300℃保持2～3小时。另外，在从达到300℃的时刻开始保持的期间内(2～3小时)，以0.5kgf/cm2/min进行减压，直到下降至大气压。在脱醇结束后，为了除去高压釜及管道内的醇(气体)，通入惰性气体，使温度缓慢下降。确认温度下降后，取出二氧化硅气凝胶。另外，制备二氧化硅气凝胶时的超临界流体不限定于醇，二氧化碳等也适合使用。通过上述工序得到的单元10，因为用选择吸收膜30覆盖的聚热板40和管道50整体由二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能聚热单元，其特征在于：具有管道和连接器，所述太阳能聚热单元通过所述连接器与相邻的单元连结，从而可形成期望的形状和／或大小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：会泽守，后藤裕介，和泉博明，
申请(专利权)人：株式会社达耐时，
类型：发明
国别省市：JP[日本]