太阳能集热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种太阳能集热器(1)，其包括：彼此相对的上壁(2)和下壁(4)，在二者之间限定了容腔(3)，上壁(2)是透明的且用于指向太阳辐射(R)入射在集热器上的一侧；设置在容腔(3)中的用于吸收太阳辐射发出的能量的吸收装置(5，7)，所述吸收装置包括至少一个载热流体的流通管道(7)；和在流通管道(7)处固定在吸收装置(5，7)上的至少一个上间隔装置(8)和至少一个下间隔装置(9)，所述上间隔装置和下间隔装置设置在流通管道(7)的每一侧，分别是上间隔装置(8)在朝向上壁(2)的方向上，下间隔装置(9)在朝向下壁(4)的方向上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及真空平面太阳能集热器。
技术介绍
太阳能集热器是能够将太阳辐射发出的能量转化成回收在载热流体中的热能的模块。通常，平面太阳能集热器包括两个相对的壁，在这两个相对的壁之间限定了能量转化元件的接收容腔。两个相对壁中的至少一个是透明的，且用于指向太阳辐射入射在集热器上的一侧，以允许良好地向能量转化元件传递太阳辐射。所述能量转化元件的形式通常是与一个或若干个载热流体的流通管道热连接的吸收板。为了提高这样的太阳能集热器的能量转化效率，已知在能量转化元件的接收容腔中产生真空，从而允许限制由于对流和分子传导所造成的热量损失。在这种情况下，为了抵抗外部大气压力施加在集热器壁上的压缩力，集热器配备有间隔装置，其允许保持相对壁之间恒定的距离。能量转化元件有利地与限定其接收容腔的壁保持距离，以同样限制由于在所述壁处的接触所造成的热损失。W0-A-87/06328描述了一种真空太阳能集热器的结构，在该结构中，间隔装置呈杆的形式，所述杆支撑在集热器的两个相对壁之间。所述杆分布在集热器中与载热流体的流通管道保持距离，且穿过吸收板。由于吸收板钻有孔以允许杆穿过，因此用于吸收太阳辐射发出的能量的工作板面积减小，这就限制了集热器的能量转化效率。这种太阳能集热器的已知结构的另一个缺点是，构成间隔装置的杆必须逐个地被放置在集热器中，这就增加了集热器制造的时间和成本。另外，这种已知集热器具有大的厚度，这就不允许其美观地集成到建筑物的屋顶或立面上。
技术实现思路
更具体地，本技术正是旨在通过提出一种太阳能集热器来弥补上述缺陷，该太阳能集热器具有同时在集热器中热分布方面和集热器的机械强度方面上优化的结构，其允许改善集热器的能量转化效率，所述太阳能集热器还具有最小化的体积和经济又简单的制造方法。为此，本技术的主题是用于置于真空状态的太阳能集热器，其包括-彼此相对的上壁和下壁，在二者之间限定了容腔，上壁是透明的且用于指向太阳辐射入射在集热器上的一侧；和-设置在容腔中、用于吸收太阳辐射发出的能量的吸收装置，所述吸收装置包括至少一个载热流体的流通管道，所述太阳能集热器的特征在于，其另外包括在流通管道处固定在吸收装置上的至少一个上间隔装置和至少一个下间隔装置，所述至少一个上间隔装置和至少一个下间隔装置设置在流通管道的每一侧，分别是上间隔装置在朝上壁的方向上，下间隔装置在朝下壁的方向上。通常，术语“间隔装置”指的是用于保持两壁之间距离的元件。如本技术中定义的，上、下间隔装置允许在集热器中形成真空时在集热器的上壁和下壁之间保持恒定的距离。事实上，当集热器处于真空状态时，上壁和下壁支撑在间隔装置上，所述间隔装置支撑上壁和下壁抵抗由于外部大气压力所造成的压缩力。由于上、下间隔装置垂直于载热流体的流通管道、即在吸收装置冷点处的设置，限制了穿过间隔装置的热损失。通过吸收装置来收集太阳辐射发出的能量和太阳能集热器的能量转化效率因此得到优化。所述在载热流体的流通管道处设置间隔装置同样有助于太阳能集热器整体的机械刚性。特别地，当吸收装置包括与流通管道固定在一起的吸收板时，吸收板的形式通常是非常薄的金属片，其会在充满载热流体的流通管道的重量作用下变形。例如，对于铜吸收板，吸收板的厚度可以包括在0. 1到0. 5毫米之间。这样就存在这样的风险固定在吸收板上的流通管道靠近集热器的上壁和下壁，这会导致在所述壁处的大量的热损失。将间隔装置设置于流通管道处允许在流通管道和集热器的壁之间保持恒定的距离，并因此允许限制由于流通管道和集热器的壁之间的接触所造成的热损失。根据本技术，上间隔装置和下间隔装置的形式可以是绝热块体(plot isol6)，尤其是截面是圆形或多边形的块体。作为变型，上间隔装置和下间隔装置的形式可以是延长的段。在这种情况下，段的纵向方向优选地与载热流体的流通管道的纵向方向平行地延伸。间隔装置具有绝热块体形式的配置是有利的，这在于该配置最小化间隔装置和太阳能集热器的壁之间的接触面积，这就允许限制穿过间隔装置的热损失。根据一个有利的特征，每个间隔装置在朝向与其接触的太阳能集热器的壁的方向上具有圆化的形状。间隔装置这样的圆化的形状允许最小化间隔装置和集热器的壁之间的接触面积，同时避免间隔装置和壁之间接触的尖端效应，这种尖端效应会导致壁的开裂，尤其是当壁是由玻璃制成的时候。在一个实施例中，每个作为绝热块体的间隔装置都可以是环形的。这样的环形既允许由于环的中心容腔而限制间隔装置和相应壁之间的接触面积，又允许将间隔装置和壁之间的互相作用区域分散在环的整个周长上，从而避免了在壁中的应力集中。同样地，在这种情况下，环有利地在朝向与其接触的太阳能集热器的壁的方向上具有圆化的形状。根据一个有利的特征，太阳能集热器包括若干个沿载热流体的流通管道分布的上间隔装置和下间隔装置。根据一个有利的特征，上间隔装置和下间隔装置分别地在流通管道上以规则的间距来分布。对于上间隔装置系列和下间隔装置系列，间隔装置之间的间距可以相等。根据一个有利的特征，太阳能集热器只包括设置在集热器流通管道处的间隔装置。对于包括一个上间隔装置和一个下间隔装置的每对间隔装置，其中一个间隔装置可以沿流通管道的纵向方向相对于另一个间隔装置偏移。上间隔装置和下间隔装置因此可以例如在穿过间隔装置的流通管道的横截面上互相交错地设置。作为变型，对于包括一个上间隔装置和一个下间隔装置的每对间隔装置，上间隔装置和下间隔装置可以沿着与太阳能集热器的上壁和下壁垂直的方向对齐。上间隔装置和下间隔装置因此以相对于流通管道对称的方式设置。通常，太阳能集热器的吸收装置可以由金属构成。至于上间隔装置和下间隔装置， 则分别由适于其间隔装置功能的任何材料、尤其是金属、玻璃或陶瓷来构成。在一个实施例中，上间隔装置和下间隔装置分别是附接在吸收装置上的元件，其通过任何适当的技术、尤其是通过胶合、焊接或钎焊、或在玻璃或陶瓷间隔装置的情况下通过玻璃料来固定在吸收装置上。当太阳能集热器包括若干个沿着集热器流通管道分布的间隔装置时，间隔装置与吸收装置的固定有利地以若干个间隔装置集体的方式来实现。特别地，当间隔装置由金属制成时，可以实施将若干个间隔装置同时焊接的方法。 例如，可以考虑将一系列金属上间隔装置或下间隔装置放置在其在金属吸收装置上所希望的位置，然后通过一方面将间隔装置、另一方面将吸收装置连接在两个不同的电势上且在其上施加高强度电流，来进行间隔装置在吸收装置上的同时的电焊接。高强度电流只通过间隔装置和吸收装置之间的接触点，这就导致间隔装置被焊接到其在吸收装置上所希望的位置。在另一个实施例中，上间隔装置和下间隔装置分别是通过吸收装置的局部成形所获得的凸起结构(motif)，其朝太阳能集热器的相应的壁的方向上凸起。因此，间隔装置构成吸收装置的一部分，这就通过去除将间隔装置固定在吸收装置上的步骤而简化了太阳能集热器的制造方法。所述与吸收装置集成或一体的间隔装置可以通过用于吸收装置成形的任何合适的技术、通过机械和/或热方式、尤其是通过冲模、冲压或模制来实现。根据一个有利特征，吸收装置包括设置为与集热器上壁相对的吸收板，其与载流热体的流通管道热连接，上间隔装置和下间隔装置中的一个固定在吸收板上。在本技术的含义下，吸收板是具有高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·塞勒，R·吉，L·茹劳，张经维，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：实用新型
国别省市：