專利名稱：氣密式太陽能集熱裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型有關于一種太陽能集熱裝置，特別是指其利用一具有可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮的收縮膨脹裝置，以緩沖集熱器內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，避免集熱裝置的封裝受到破壞、剝離，而導致集熱器內(nèi)部氣體成份如水氣、空氣等受到外界的污染，達到集熱器氣密性的氣密式太陽能集熱裝置。
背景技術(shù)：
按；傳統(tǒng)平板式太陽能集熱裝置主要由透明面蓋、集熱組件、集熱組件背面的保溫層、背板及外框等所組成。在晴朗的白天期間，由于集熱組件吸收太陽輻射能后，表面溫度升高，而導致集熱裝置內(nèi)部氣體體積的膨脹；相反地，在陰雨天或夜間，集熱組件無法吸收太陽輻射能時，當大氣溫度降低，將導致集熱裝置內(nèi)部氣體體積收縮。由于集熱裝置內(nèi)部氣體體積會受溫度變化而收縮、膨脹，而于集熱裝置內(nèi)部產(chǎn)生氣壓變化。此一氣壓的變化輕者可能由封裝處造成集熱裝置內(nèi)部氣體成分的改變，如水蒸氣或相對濕度的改變等；嚴重者可能造成由封裝處滲入雨水或造成集熱裝置表面變形。
此種氣壓變化對集熱裝置的能量收集效率或外觀造成某種程度的傷害。因此，一般集熱裝置在背面?zhèn)仍O置適當?shù)耐笟庑钥椎脑O計，以調(diào)節(jié)氣壓的變化。但此種設計為一開放式結(jié)構(gòu)設計，僅能由透氣孔達到集熱裝置內(nèi)外部氣壓變化的平衡，避免由封裝處滲入雨水或集熱裝置表面變形的可能性傷害，仍然無法有效防止由封裝處造成集熱裝置內(nèi)部氣體成分改變的現(xiàn)象，如水蒸氣或相對濕度的改變可能造成集熱裝置面蓋內(nèi)部結(jié)露，降低面蓋透射率而影響能量收集。此外，當集熱裝置內(nèi)部填充有低熱傳導性氣體時，亦無法防止外部氣體的擴散滲入，而導致低熱傳導性氣體的隔熱失效。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可以緩沖內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，具氣密性的太陽能集熱裝置。
該集熱裝置包含有一集熱組件，用以吸收太陽能的熱能；及一殼體，供該集熱組件組設于其內(nèi)部；及一具有可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮的裝置，裝設于該殼體上；其中該集熱組件由數(shù)個支管路，內(nèi)儲工作流體；及數(shù)個匯流管路，與該支管路連通組成；而殼體由一邊框；及一透明面蓋，固設于該邊框上方；及一背板，相對于該面蓋而固設于該邊框的下方所組成；由上述諸元件的組合，能用以吸收太陽輻射能量，利用一膨脹或收縮的裝置，可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮以緩沖集熱裝置內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，避免集熱裝置的封裝受到破壞、剝離，而導致集熱器內(nèi)部氣體成份如水氣、空氣等受到外界的污染，達到集熱裝置氣密性的要求。


圖1為本實用新型由透明面蓋觀視的局部剖面示意圖。
圖2為本實用新型的側(cè)方剖面及收縮膨脹裝置的局部放大示意圖。
圖3為本實用新型另一實施例的側(cè)方剖面及收縮膨脹裝置的局部放大示意圖。
10……透明面蓋20……集熱組件21……支管路 22……鰭片23……匯流管路30……保溫層40……背板50……邊框60……膨脹或收縮的裝置61……薄殼軟性囊管62……直通管 63……螺牙套管70……膨脹或收縮的裝置71……薄殼軟性隔膜72……中空螺牙套管80……邊框具體實施方式
如圖1～2所示，本實用新型包括一集熱組件20，用以吸收太陽能的熱能；該集熱組件20包括數(shù)個支管路21(可采用3/8″銅管)，內(nèi)儲工作流體，其表面并設置具披覆選擇性吸收膜的鰭片22(可使用厚度為1mm的銅片，經(jīng)沖壓成型后，燒焊接于支管路21上，于鰭片表面鍍覆選擇性吸收膜)；二匯流管路23(匯流管路23可采用6/8″銅管)與支管路21連通，上述支管路21、匯流管路23內(nèi)可填充入工作流體(本實施例工作流體為水)。
一殼體，供上述的集熱組件20組設于其內(nèi)部，包括一邊框50，設于匯流管路23外側(cè)，用以框構(gòu)透明面蓋10及透明背板40等各層間相對位置，及提供該集熱裝置的整體強度結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)可為木板、鋁、不銹鋼(本實施例使用鋁制擠型材料)；及一透明面蓋10，設置于集熱裝置的最上層，用以保護集熱組件20免于刮損、被灰塵覆蓋，以及隔絕集熱組件20表面與周邊環(huán)境的對流熱傳情形，以降低由集熱裝置表面對外界的對流熱損。透明面蓋10材質(zhì)可由低鐵玻璃、清玻璃或抗UV的透明PC板等制成(本實施例采低鐵強化玻璃)；及一背板40，設置于集熱裝置的最底層，用以隔絕集熱組件20背面表面與周邊環(huán)境的對流熱傳情形，以降低由集熱裝置背面對外界的對流熱損。背板40材質(zhì)可由塑膠板、金屬薄板等制成(本實施例采鍍鋅薄板制成)；另外，為提高集熱裝置背面的保溫能力及提升四周傳導熱傳的保溫效果，可進一步設一保溫層30于集熱組件20一側(cè)及集熱裝置內(nèi)部四周，保溫層30材質(zhì)可為玻璃纖維棉、保力龍、PU發(fā)泡棉等。本實施例采玻璃纖維棉外包裹鋁箔紙呈平板狀保溫塊材，以提高集熱裝置背面的保溫能力；及一膨脹或收縮的裝置60，具有可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮的裝置，設于集熱組件20背部下端附近處殼體的邊框50上，其具有可收縮膨脹的薄殼軟性囊管61，該薄殼軟性囊管61可使用非金屬軟性囊管(本實施例使用耐熱橡膠囊管)，薄殼軟性囊管61一端為密閉端，另一端為開口端，開口端固定于直通管62，該直通管62可為金屬管或非金屬管(本實施例采金屬直管)，而直通管62以螺牙套管63固定于集熱裝置的邊框50上，直通管62內(nèi)部連通于集熱裝置外部。
集熱裝置于封裝過程中填充較空氣的熱傳導性低的透明化氣體，其可為惰性氣體、二氧化碳等(本實施例使用二氧化碳)。由于二氧化碳約為空氣熱傳導系數(shù)的50％，因此，可有效阻絕集熱裝置內(nèi)部對流熱傳遞的效應。
該集熱組件20可作為熱交換裝置，將披覆選擇性吸收膜的鰭片22上所吸收的太陽輻射熱能由熱交換功能傳遞至支管路21內(nèi)工作流體，之后工作流體由匯流管路23流入及流出集熱裝置的集熱組件20。
當集熱裝置內(nèi)部氣體因溫度變化而產(chǎn)生的氣壓變化，將使薄殼軟性囊管61呈收縮或膨脹的變化，以緩沖集熱裝置內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，避免集熱裝置的封裝受到破壞、剝離，達到保護集熱裝置封裝的氣密性。
如圖3所示為本實用新型膨脹或收縮的裝置70的另一個實施例，其中集熱組件80背部下端附近處設有可收縮膨脹的薄殼軟性隔膜71，此薄殼軟性隔膜71材質(zhì)使用金屬隔膜或非金屬隔膜(本實施例為使用耐熱橡膠隔膜)。薄殼軟性隔膜71包覆固定于一中空螺牙套管72，而中空螺牙套管72固定于集熱裝置的邊框80上，由薄殼軟性隔膜71與中空螺牙套管72內(nèi)部形成的空間連通于集熱裝置外部。
當集熱裝置內(nèi)部氣體因溫度變化而產(chǎn)生的氣壓變化，將使薄殼軟性隔膜71發(fā)生向外或向內(nèi)的膨脹變形，以緩沖集熱裝置內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，避免集熱裝置的封裝受到破壞、剝離，達到保護集熱裝置封裝的氣密性。
綜上所述，本實用新型利用一具有可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮的收縮膨脹裝置，以緩沖集熱裝置內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，避免集熱裝置的封裝受到破壞、剝離，而導致集熱裝置內(nèi)部氣體成份如水氣、空氣等受到外界的污染，達到集熱裝置氣密性的要求。
權(quán)利要求1.一種氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于包括一用以吸收太陽能熱能的集熱組件；一供該集熱組件組設于其內(nèi)部的殼體；及一具有可因應集熱裝置內(nèi)部氣體溫度變化造成的體積變化而產(chǎn)生容積膨脹或收縮的裝置，該裝置裝設于殼體上。
2.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該殼體包括一邊框；一透明面蓋，固設于該邊框上方；及一背板，相對于該面蓋而固設于該邊框的下方。
3.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該集熱組件包括數(shù)個支管路，內(nèi)儲工作流體；及數(shù)個匯流管路，與該支管路連通。
4.如權(quán)利要求3所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該支管路上設有復數(shù)個鰭片。
5.如權(quán)利要求4所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該鰭片披覆選擇性吸收膜。
6.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該膨脹或收縮的裝置包括一用以使該殼體內(nèi)外部連通的管件，其固設于該殼體上；及一軟囊，固設于該管件一端上，且位于該殼體的內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求6所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該軟囊為一球體形狀。
8.如權(quán)利要求6所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該管件為金屬管或非金屬管。
9.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該膨脹或收縮的裝置包括一用以使該殼體內(nèi)外部連通的管件，其固設于該殼體上；及一軟性薄膜，固設于該管件一端上，且位于該殼體的內(nèi)部。
10.如權(quán)利要求9所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該管件為金屬管或非金屬管。
11.如權(quán)利要求9所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該軟性薄膜金屬隔膜或非金屬隔膜。
12.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該集熱組件與該殼體間設有一保溫層。
13.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該殼體為透光殼體。
14.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該殼體為不透光殼體。
15.如權(quán)利要求1所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該收縮膨脹裝置包括一囊管，設于該殼體的內(nèi)部，且該囊管的開口端連通該殼體外部。
16.如權(quán)利要求15所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該軟囊為一球體形狀。
17.如權(quán)利要求15所述的氣密式太陽能集熱裝置，其特征在于該管件為金屬管或非金屬管。
專利摘要一種氣密式太陽能集熱裝置，包括一集熱組件，由數(shù)個支管路及數(shù)個匯流管路所組成；及一殼體，可供集熱組件組設于其內(nèi)部，由一邊框及一透明面蓋及一背板所組成；及一收縮膨脹裝置，設于殼體上，由一管件及一軟囊所組成；由上述諸元件的組合，能用以吸收太陽輻射能量，并利用一膨脹或收縮的裝置，緩沖集熱裝置內(nèi)部氣體體積因溫度變化而產(chǎn)生膨脹、收縮的氣體壓力變化，達到集熱裝置氣密性的要求。
文檔編號F24J2/48GK2665619SQ20032012192
公開日2004年12月22日 申請日期2003年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月17日
發(fā)明者唐震宸, 胡洋溢, 蘇永明 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院