太阳能光热玻璃幕墙制造技术

本发明专利技术提供一种超薄热管太阳能集热器及利用真空玻璃对其进行封装的方法。如此形成的太阳能光热幕墙可以在作为建筑物围护材料的同时，把采集到的太阳光能转化为热能供建筑物使用。与传统太阳能集热器相比，本发明专利技术所提供的太阳能光热玻璃幕墙实现了与现代建筑的真正无缝一体化，同时具有光热转换效率高、启动速度快、临界工作温度低、热损失小、使用安全和生产成本相对低廉等优点，是一种新型太阳能光热产品。与传统玻璃幕墙相比，本发明专利技术所提供的太阳能光热玻璃幕墙在保持其传统功能、观感和施工安装方法基本不变的基础上增加了太阳能采集功能，是一种新型功能性建筑材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能利用和功能性建筑材料

技术介绍
太阳能集热器是太阳能光热产品的核心部件，用来把太阳光能转化为热能。现有 的各类太阳能集热器都有一个共同的缺点，即无法与现代建筑物实现一体化。这一缺点已 经成为进一步推广使用太阳能光热产品的障碍，特别是在消费能力巨大的城市市场更是如 此。另一方面，玻璃幕墙正在被越来越普遍地用作现代建筑的围护材料。因为玻璃幕 墙往往将整个建筑物四面围住，具有很大的透光面积，因此被视作能够为建筑物提供充足 太阳能源的理想地点。最近已经出现了将太阳能电池封装在玻璃幕墙中的产品，被称作太 阳能光伏玻璃幕墙。在阳光照射下，光伏幕墙能够为建筑物提供电能。这无疑是太阳能利 用技术和功能性建筑材料技术的一大进步，但缺点是太阳能发电的成本过于昂贵，很难大 规模推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超薄热管太阳能集热器及利用真空玻璃对其进行封装 的方法。如此形成的太阳能光热玻璃幕墙可以在作为建筑物围护材料的同时，把采集到的 太阳光能转化为热能向建筑物供暖或供热水。其最显著的特征是实现了太阳能集热器与建 筑物的真正无缝一体化。为达成此目的，本专利技术首先提供了一种超薄热管太阳能集热器结构，其特征是1) 厚度超薄；2)形状可以跟随其封装物的外形轮廓而改变；3)基于平面热管工作原理，传热 效率高、启动速度快；4)利用毛细管网络输送、分配和储存液态热管工质；5)利用毛细孔洞 作为热管工质的显微蒸发囊。为达成此目的，本专利技术还提供了一种利用真空玻璃对上述超薄热管太阳能集热器 进行封装的方法，其特征是1)上述超薄热管太阳能集热器被封装在两块分别镀有吸热涂 层和热反射涂层的平面或曲面真空玻璃中间，具有优异的光热转换效率、极低的热损耗系 数和多样的平面或曲面轮廓；和2)直接在封装真空玻璃的外侧表面生成毛细管网络，令太 阳能集热器和玻璃幕墙成为浑然一体、天衣无缝的整体。为达成此目的，本专利技术还提供了一种能够改变太阳能光热玻璃幕墙透光度的方 法，使其能够根据需要具备非透明、半透明或准透明的特性。为达成此目的，本专利技术还提供了一种输出、输送和储存太阳能光热玻璃幕墙所生 热能的方法，其特征是超薄热管太阳能集热器内的传热工质与中间热管内及蓄能器内的工 质完全隔离，使太阳能光热玻璃幕墙具备高度的使用安全性和可靠性。为达成此目的，本专利技术还提供了 一种用于制造太阳能光热玻璃幕墙单元的一步式 工艺。与传统太阳能集热器相比，本专利技术所提供的太阳能光热玻璃幕墙实现了与现代建 筑的真正无缝一体化，同时它还具有光热转换效率高、启动速度快、临界工作温度低、热损 失小、使用安全和生产成本相对低廉等优点。与传统玻璃幕墙相比，本专利技术所提供的太阳能光热玻璃幕墙在保持其传统功能、 观感和施工安装方法基本不变的基础上增加了太阳能采集功能。这是继太阳能光伏玻璃幕 墙出现之后问世的又一新型功能性建筑材料。因为本专利技术所提供的太阳能光热玻璃幕墙的 造价远远低于现有的太阳能光伏幕墙，其作为一种太阳能产品和功能性建筑材料的经济价 值和实用潜力更为深远和巨大。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1是太阳能光热玻璃幕墙单元实施例之一的示意剖面图。图2是图1所示背阳真空玻璃的内层玻璃122的结构细节。图3是换热管与图1所示太阳能光热玻璃幕墙连接方案之一的示意图。图4是换热管与图1所示太阳能光热玻璃幕墙连接方案之二的示意图。图5是太阳能光热玻璃幕墙单元实施例之二的示意剖面图。图6是利用普通换热管串联多块太阳能光热玻璃幕墙单元组成的太阳能集热器 阵列。图7是利用热管换热管串联多块太阳能光热玻璃幕墙单元组成的太阳能集热器 阵列。具体实施例方式图1是太阳能光热玻璃幕墙单元实施例之一 100的示意剖面图。它由向阳真空玻 璃110、背阳真空玻璃120和封装在它们之间的超薄热管太阳能集热器130构成。向阳真空玻璃110由外层玻璃111、内层玻璃112、它们之间的真空层113及真空 层支撑物114构成。其制造工艺与普通真空玻璃无异，即利用预先涂在其四周边缘处的玻 璃钎焊 115将外层玻璃111和内层玻璃112沿边缘钎焊封死，形成一个由真空层支撑物 114支撑着的厚度为0. 1-0. 2毫米的真空层113，其间安置吸气剂116。背阳真空玻璃120的结构与向阳真空玻璃110相似，即由外层玻璃121、内层玻璃 122、它们之间的真空层123及真空层支撑物124构成。唯一的区别是其内层玻璃122的上 部开有一个方洞，该方洞的下缘安装有一导流梳137，其详细结构示于图2。背阳真空玻璃 120的制造工艺与普通真空玻璃无异，即利用预先涂在其四周边缘处及方洞周围的玻璃钎 焊料125将外层玻璃121和内层玻璃122沿边缘钎焊封死，形成一个由真空层支撑物124 支撑着的厚度为0. 1-0. 2毫米的真空层123，其间安置吸气剂126。同时，内层玻璃122上 的方洞使外层玻璃121上的对应位置表面外露形成工质冷凝壁136。上述真空层113和真空层123内的真空度要足够高，一般要超过5 X 10_3Pa，以保 证向阳真空玻璃Iio和背阳真空玻璃120具有足够低的传热系数，为超薄热管太阳能集热 器130提供足够高的保温效果。为提高超薄热管太阳能集热器130的光热转换效率，向阳真空玻璃110的外层玻璃111最好使用镀有抗反射膜的高透过玻璃制造，其内层玻璃112的表面则要镀有具备高 光能吸收率和低红外发射率的选择性吸热膜。背阳真空玻璃120的外层玻璃121的表面需 要镀上红外线反射膜，其内层玻璃最好使用吸热玻璃制造，以减低热辐射损失。改变向阳真 空玻璃110的内层玻璃112上吸热薄膜的材质、厚度和纹理图案，可以调节太阳能光热幕墙 100的透明度，从而可以根据需要生产出非透明、半透明和准透明的太阳能光热玻璃幕墙。 需要指出的是透明度会影响超薄热管太阳能集热器130的光热转换效率，同样条件下，透 明度越低，光热转换效率越高。借助于双面涂有玻璃钎焊料的四边玻璃垫片131和独立玻璃垫片132，向阳真空 玻璃110与背阳真空玻璃120被钎焊成一个整体。其间的密闭空间形成超薄热管太阳能集 热器130的工质蒸发室133和工质冷凝室134。超薄热管太阳能集热器130的厚度由四边 玻璃垫片131和独立玻璃垫片132的厚度决定。工质蒸发室133包含吸液芯板135，其是一个含有显微毛细管网络的薄片构件，可 以利用合适的毛细多孔材料制成。在本实施例中它经由直接烧结在工质蒸发室133内壁 (向阳真空玻璃110)上的玻璃微珠堆积体制成。具体制法如下1)将合适直径的玻璃微 珠与粘结剂混合制成浆料；2)利用合适的印刷或喷涂技术(如模版印刷)在向阳真空玻璃 110朝向工质蒸发室133 —侧的表面上生成玻璃微珠浆料涂层；3)放入加热炉，缓慢升温到 玻璃微珠软化和熔化温度之间的某一温度，令浆料中的粘结剂挥发、玻璃微珠之间及其与 玻璃基体之间的接触点熔合，但玻璃微珠之间的大部分孔洞仍将被保留。这些相互贯通的 孔洞形成显微毛细管网络为吸储、输送和分配位于工质蒸发室133内的工质液体提供毛细 驱动力，同时也起着工质液体显微蒸发囊的作用。为进一步提高集热器的光热转换效率，上 述玻璃微珠也可以采用对光能吸收率较高的黑色玻璃来制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光热玻璃幕墙，由两块平面或曲面真空玻璃，即向阳真空玻璃１１０和背阳真空玻璃１２０，及封装在它们夹层中间的超薄热管太阳能集热器１３０构成，其特征是：　　ａ．上述超薄热管太阳能集热器１３０由位于其下部的工质蒸发室１３３、位于其上部的工质冷凝室１３４，及位于该蒸发室和冷凝室之间的工质导流梳１３７构成；　　ｂ．上述工质蒸发室１３３由向阳真空玻璃１１０和背阳真空玻璃１２０之间的夹层空间形成，在该空间内的向阳真空玻璃壁上安置有吸液芯板１３５，其是一个含有显微毛细管网络的薄片构件，可以利用合适的毛细多孔材料制成，其作用是吸储工质、提供输送和分配工质所需的毛细驱动力、及作为工质的显微蒸发囊；　　ｃ．上述工质冷凝室１３４由背阳真空玻璃１２０的内层玻璃上的方洞形成，而其外层玻璃上因为该方洞而暴露出来的部分表面形成工质冷凝室１３４内的冷凝壁；　　ｄ．上述工质导流梳１３７被安放在背阳真空玻璃１２０的内层玻璃上的方洞的下缘处，其梳齿间隙为工质蒸发室内产生的工质蒸汽流向工质冷凝室提供了通道，其梳齿上的导流沟帮助在冷凝壁上形成的液态工质回流到吸液芯板上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟杰，
申请(专利权)人：刘伟杰，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]