專利名稱：具有輻射屏障的真空太陽(yáng)能熱面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)主權(quán)利要求的前序部分的雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板。
背景技術(shù)：
雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板形成為從兩個(gè)有效表面吸收太陽(yáng)輻射，一個(gè)有效表面直接接收太陽(yáng)光并且另一個(gè)有效表面接收由鏡子反射的太陽(yáng)光。例如，從EP0387843已知這些。 所述太陽(yáng)能面板包括由對(duì)太陽(yáng)輻射透明的兩個(gè)玻璃片形成的真空密封的包殼。一個(gè)或更多個(gè)熱吸收器布置在包殼內(nèi)以通過(guò)將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為熱能而吸收太陽(yáng)輻射。熱吸收器通常是銅、鋁或高熱傳導(dǎo)系數(shù)且低紅外發(fā)射系數(shù)的其它金屬的矩形金屬片，該金屬片覆蓋有高度吸收可見(jiàn)輻射但對(duì)紅外輻射透明的選擇性吸收覆蓋物(例如鉻或鎳氧化物)。通常為水的熱媒介流體穿過(guò)的管進(jìn)入且離開(kāi)包殼，并且通常通過(guò)沿管的外表面的母線形成的焊縫與熱吸收器良好接觸。這種焊縫典型地通過(guò)激光或超聲形成，以便最小化金屬片的變形和對(duì)金屬片的覆蓋物的損壞。由熱吸收器收集的熱能通過(guò)傳導(dǎo)經(jīng)由所述焊縫傳輸?shù)焦?，因此加熱通過(guò)管的流體。雙側(cè)太陽(yáng)能面板的一側(cè)直接接收太陽(yáng)輻射到每一個(gè)熱吸收器上，而在相對(duì)側(cè)上，位于與其接觸的熱吸收器前面的管也接收入射的太陽(yáng)輻射的一部分。由于這個(gè)原因， 為了最大化性能，所述選擇性吸收覆蓋物也布置在管的外表面上，管通常也由銅制成以實(shí)現(xiàn)低紅外發(fā)射。吸氣劑泵也布置在真空面板中，以通過(guò)化學(xué)效應(yīng)吸收在包殼已經(jīng)抽空之后仍然存在于包殼中的任何氣體殘余，以便為面板的整個(gè)操作時(shí)期維持充分的真空水平。這些吸氣劑泵通常由位于真空包殼內(nèi)的塊狀元件或由薄膜覆蓋物組成，該薄膜覆蓋物由真空蒸發(fā)蒸散型吸氣劑(flash getter)到所述包殼的內(nèi)表面上而形成。然而，它們也可以有利地形成為在選擇性吸收覆蓋物的下方布置在熱吸收器的表面上的薄膜覆蓋物，如EP1706678中描述的。現(xiàn)有的雙側(cè)真空太陽(yáng)能面板的問(wèn)題是，將薄的吸氣劑膜在選擇性吸收覆蓋物的下方布置在吸收器表面上，這通過(guò)減小其可見(jiàn)光吸收而同時(shí)增加吸收器的紅外發(fā)射從而不利地改變所述覆蓋物的性質(zhì)。另一問(wèn)題是，設(shè)置有選擇性吸收覆蓋物的表面的紅外發(fā)射系數(shù)取決于所述表面的構(gòu)成材料且不取決于覆蓋物自身的材料。因此，為了限制通過(guò)管輻射的熱能損失，管優(yōu)選地由銅(具有低紅外發(fā)射的材料)制成，但這顯著增加面板生產(chǎn)成本。另外的問(wèn)題是，由于接觸表面面積非常小，管和吸收器之間的焊縫在布置所述部件時(shí)需要小心，特別是在焊縫的橫向尺寸非常小的激光焊接的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能面板，該太陽(yáng)能面板使得所述缺點(diǎn)能夠被克服，并且在該太陽(yáng)能面板中，由于輻射和傳導(dǎo)的熱散逸是低的。特別目的是提供一種包括吸氣劑泵的雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板，該吸氣劑泵不改變熱吸收器對(duì)電磁輻射的吸收和反射性質(zhì)。另外目的是以比銅便宜的材料生產(chǎn)熱媒介流體管，而同時(shí)限制其紅外輻射損失。另一目的是改善熱吸收器和流過(guò)管的熱媒介流體之間的熱傳遞，而同時(shí)方便它們的焊接，特別是通過(guò)激光焊接。所述目的通過(guò)雙側(cè)真空太陽(yáng)能面板而獲得，該雙側(cè)真空太陽(yáng)能面板的創(chuàng)造特性在權(quán)利要求中被限定。


從通過(guò)非限制性例子提供并且在附圖中示出的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更加顯然，附圖中圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)能面板的透視圖；圖2是太陽(yáng)能面板的分解透視圖；圖3是穿過(guò)本發(fā)明的太陽(yáng)能面板的橫截面；圖4是被熱媒介流體運(yùn)輸管橫穿的盒元件的透視圖；圖5是具有橫向支撐元件和屏蔽板的第二熱吸收器的一部分的透視圖；圖6是在橫向支撐元件處穿過(guò)太陽(yáng)能面板的橫截面。
具體實(shí)施例方式圖1示出雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板的透視圖。這個(gè)太陽(yáng)能面板包括當(dāng)抽空時(shí)能夠承受大氣壓力的真空密封的包殼30，該包殼包括對(duì)太陽(yáng)輻射透明的第一和第二相互面對(duì)的玻璃片1、2。第一和第二玻璃片限定太陽(yáng)能面板的兩個(gè)有效表面。單側(cè)面板具有單個(gè)玻璃片，而面對(duì)第一片的第二片可以由金屬制成。雙側(cè)面板具有兩個(gè)面對(duì)的玻璃片以增加熱能生產(chǎn)，并且其中第二玻璃片被由鏡子反射的太陽(yáng)輻射橫穿。如從圖2的分解圖也可以看到的，真空密封的包殼30由周邊金屬框架3側(cè)向界定。周邊框架3通過(guò)柔性金屬帶4、5連接到玻璃片1、2，該柔性金屬帶通過(guò)焊接、硬釬焊或軟釬焊連接到周邊框架3并且通過(guò)塊式玻璃-金屬密封件連接到玻璃片1、2，其中，根據(jù)專利MI2008A001M5，金屬帶的邊緣嵌在玻璃中。 第一熱吸收器11布置在包殼30內(nèi)，面對(duì)第一玻璃片1，以便接收且吸收通過(guò)第一玻璃片1直接進(jìn)入包殼30的太陽(yáng)輻射。第二熱吸收器12也布置在所述包殼30內(nèi)，但面對(duì)第二玻璃片2，以便接收且吸收通過(guò)第二玻璃片2進(jìn)入包殼30的太陽(yáng)輻射。這些熱吸收器 11、12是矩形金屬片，這些矩形金屬片的表面平行于玻璃片1、2。非常能吸收可見(jiàn)光但對(duì)紅外線透明的選擇性覆蓋物布置在所述熱吸收器11、12的面對(duì)玻璃片1、2的那些表面上。這些熱吸收器11、12優(yōu)選地由設(shè)置有選擇性吸收覆蓋物的銅制成，這是由于銅具有高的熱傳導(dǎo)率和低的紅外線發(fā)射系數(shù)。在這方面，考慮到選擇性吸收覆蓋物對(duì)紅外輻射透明，因此由選擇性吸收覆蓋物的紅外線發(fā)射取決于表面的構(gòu)成金屬。對(duì)可見(jiàn)光透明且對(duì)紅外線具有反射性的覆蓋物也布置在包殼30內(nèi)玻璃片1、2面對(duì)熱吸收器11、12的表面上。以這種方式，來(lái)源于太陽(yáng)的可見(jiàn)輻射以低的衰減穿過(guò)玻璃片，以到達(dá)熱吸收器11、12的表面，在該表面處被吸收且因此轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，而同時(shí)，由于這些吸收器由銅制成并且被對(duì)紅線外透明的選擇性覆蓋物覆蓋，因此已經(jīng)非常有限的熱吸收器的紅外輻射被布置在包殼內(nèi)的玻璃片1、2的表面上并且對(duì)可見(jiàn)光透明但對(duì)紅外線具有反射性的覆蓋物大量反射，因此進(jìn)一步減小到外部的損失。周邊框架的一側(cè)設(shè)置有兩個(gè)出口 20和用來(lái)抽空所述包殼30的泵送口 19，該出口設(shè)置成使管13能夠以最小的、由傳導(dǎo)引起的熱傳遞損失來(lái)進(jìn)入和離開(kāi)真空密封的包殼30。 管13通過(guò)在所述第一和第二熱吸收器11、12之間穿過(guò)而進(jìn)入且離開(kāi)所述包殼30，并且用來(lái)運(yùn)輸通常是水的熱媒介流體，該熱媒介流體在穿過(guò)太陽(yáng)能面板包殼30時(shí)被加熱。管13的外表面與第一和第二熱吸收器11、12接觸，該第一和第二熱吸收器通常沿管13的外表面的兩個(gè)相對(duì)的母線被焊接，從而在熱吸收器11、12和管13之間產(chǎn)生良好的熱接觸，以便熱能通過(guò)傳導(dǎo)容易地從吸收器11、12到達(dá)管13且到達(dá)流過(guò)管13的流體。為了在熱吸收器11、 12和管13之間增加接觸表面而同時(shí)方便焊接且改善熱傳導(dǎo)，管13可以有利地在其中心為扁平的形狀，以形成與熱吸收器11、12的每一個(gè)的平坦接觸表面21、22(圖幻。平坦的接觸表面21、22允許管13和熱吸收器11和12之間的較容易的焊接。還允許熱吸收器11、12 和管13之間的更好的熱傳輸。為了限制管13和處于較低溫度的周邊框架3之間通過(guò)輻射的散逸，太陽(yáng)能面板包括包圍管13的外表面的盒元件10，以形成用于離開(kāi)盒元件的紅外輻射的輻射屏障。大體上在進(jìn)入包殼30之后彎曲以形成蛇形盤管的管13進(jìn)入且離開(kāi)所述盒元件10。以這種方式， 通過(guò)在屏蔽其輻射放射的盒元件10內(nèi)穿過(guò)，管13可以由非銅的材料制成，例如鋁，其明顯較便宜，盡管具有非常高的紅外發(fā)射系數(shù)，特別是在高溫下。所述盒元件10圍繞管13的外部側(cè)表面限定光學(xué)封閉的體積，并且包括所述第一和第二熱吸收器11、12，所述第一和第二熱吸收器的邊緣14、15、16、17彎曲成包圍管13的外部側(cè)表面；和第一和第二塞子31、32，該第一和第二塞子用來(lái)光學(xué)地封閉盒元件10的基部端部。在圖2中可以看到，這些塞子31和32延伸從而也側(cè)向屏蔽管13。熱吸收器11、 12的邊緣14、15、16、17彎曲，從而對(duì)于每一個(gè)單個(gè)熱吸收器11、12獲得大體上“C”形的橫截面(圖幻。以這種方式，第一和第二熱吸收器11、12 —起形成盒元件10的側(cè)表面。第一和第二熱吸收器11、12的邊緣14、15、16、17相對(duì)于管13的外表面光學(xué)重疊以俘獲由所述管13側(cè)向發(fā)出的熱輻射。每個(gè)熱吸收器的邊緣也可以彎曲以為熱吸收器提供“L”形橫截面。兩個(gè)聯(lián)接的“L”形橫截面的熱吸收器可以形成盒元件的側(cè)表面。盒元件10可以具有包圍管13的側(cè)表面，但在基部端部處敞開(kāi)，因?yàn)闆](méi)有塞子31 和32。這將惡化輻射散逸，但可被太陽(yáng)能面板的生產(chǎn)成本降低的優(yōu)點(diǎn)而勝過(guò)。由薄膜覆蓋物形成的吸氣劑泵布置在所述盒元件10的內(nèi)表面上，因此不干涉相反布置在外表面上的選擇性吸收覆蓋物的性質(zhì)。不同類型的塊狀吸氣劑泵也可以插入到盒元件10中，例如以丸劑或條材的形式，其布置成與所述盒元件的內(nèi)表面接觸。最后，蒸散型吸氣劑可以通過(guò)以電磁波的形式施加能量被蒸發(fā)到盒元件10的內(nèi)表面上，以便按照來(lái)源于外部的命令沉積在盒元件10的內(nèi)表面上。由于這些吸氣劑泵都布置在盒元件10內(nèi)，因此這些吸氣劑泵都不干涉熱吸收器11、12的電磁輻射吸收和發(fā)射性質(zhì)。包殼30由包括縱向元件27和橫向元件28的支撐框架沈支撐。所述縱向元件27 和橫向元件觀也用于支撐在所述包殼內(nèi)形成蛇形盤管的管13。多個(gè)平行的管也可進(jìn)入和離開(kāi)包殼30而不形成蛇形盤管，在這種情況下，將存在多個(gè)出口 20。圖5和6示出熱吸收器11和12具有孔18，用于管13的支撐件M穿過(guò)所述孔而不接觸吸收器11和12，鎖定件33通過(guò)螺釘固定到這些支撐件M的端部。這些孔18被固定到管13的支撐件M的銅板23封閉，以屏蔽通過(guò)所述孔18離開(kāi)盒元件10內(nèi)部的紅外輻射。沒(méi)有這些板23將在總體上惡化太陽(yáng)能面板的效率，由于孔18雖然小但具有黑體的發(fā)射率，等于布置在銅表面上的良好的選擇性覆蓋物的發(fā)射率的大約二十倍。在操作期間，本發(fā)明的太陽(yáng)能面板接收太陽(yáng)輻射，太陽(yáng)輻射穿過(guò)玻璃片1和2，并由被選擇性覆蓋物覆蓋的熱吸收器11、12的表面吸收，并且被轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｔ摕崮苤饕ㄟ^(guò)傳導(dǎo)傳遞到管13，然后通過(guò)對(duì)流傳遞到管13內(nèi)的熱媒介流體。從吸收器和管向著包殼30 的外壁的對(duì)流損失被包殼30中形成的真空抑制，而從管13的輻射損失被盒元件10強(qiáng)有力地限制，盒元件包圍由管13形成的各蛇形盤管部分以充當(dāng)用于管的輻射屏障。包殼30內(nèi)的高真空由布置在盒元件10內(nèi)的吸氣劑泵及時(shí)維持。本發(fā)明的太陽(yáng)能面板的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，布置在盒元件內(nèi)的吸氣劑泵不改變熱吸收器的紅外發(fā)射性質(zhì)，因此使選擇性吸收覆蓋物能夠有效地用于優(yōu)化太陽(yáng)輻射吸收。另一優(yōu)點(diǎn)是，從管的輻射損失被盒元件的存在強(qiáng)有力地限制，該盒元件包圍管以形成用于管的輻射屏障。這使得用于運(yùn)輸熱媒介流體的管13能夠由比銅便宜的材料(例如鋁)制成，同時(shí)仍然限制輻射損失。管13的平坦接觸表面21、22使得管12和熱吸收器11、12之間的接觸表面增加， 因此改善到流過(guò)管的熱媒介流體的熱傳遞，并且同時(shí)方便其通過(guò)激光焊接。另一優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)將熱吸收器的邊緣彎曲形成“C”形，可以容易地且經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)盒元件。
權(quán)利要求
1.一種包括真空密封的包殼(30)的雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板，所述包殼當(dāng)抽空時(shí)能夠承受大氣壓力，所述包殼(30)包括對(duì)太陽(yáng)輻射透明且彼此面對(duì)以限定所述太陽(yáng)能面板的兩個(gè)有效表面的第一玻璃片和第二玻璃片(1，2)；限定所述包殼(30)的側(cè)表面的周邊框架 (3)，所述太陽(yáng)能面板包括布置在所述包殼(30)內(nèi)并且能夠接收穿過(guò)所述第一玻璃片(1) 的太陽(yáng)輻射的至少一個(gè)第一熱吸收器(11)；布置在所述包殼(30)內(nèi)并且能夠接收穿過(guò)所述第二玻璃片O)的太陽(yáng)輻射的第二熱吸收器(1 ；管(13)，所述管通過(guò)在所述第一熱吸收器和第二熱吸收器(11，12)之間穿過(guò)而進(jìn)入且離開(kāi)所述包殼(30)，并且具有與所述第一熱吸收器和第二熱吸收器(11,1 接觸的外表面，其特征在于，所述太陽(yáng)能面板在所述包殼(30)內(nèi)包括盒元件(10)，所述盒元件包圍所述管(1 的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述盒元件(10)具有包括所述第一熱吸收器和第二熱吸收器(11，12)的側(cè)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述盒元件(10)圍繞所述管(1 的外表面的至少一部分限定光學(xué)封閉的體積。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述盒元件(10)具有兩個(gè)基部端部，并且包括能夠光學(xué)封閉所述基部端部的第一塞子和第二塞子(31，32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述第一熱吸收器和第二熱吸收器 (11，12)具有邊緣(14，15，16，17)，對(duì)于每一個(gè)熱吸收器(11，12)，所述邊緣彎曲成限定大體上C形的橫截面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述第一熱吸收器和第二熱吸收器 (11，12)的邊緣(14，15，16，17)相對(duì)于所述管(13)的外表面光學(xué)重疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述管(1 在其外表面上具有與第一熱吸收器和第二熱吸收器(11，12)接觸的平坦表面01，22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，包括布置在所述盒元件(10)內(nèi)的吸氣劑泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，所述盒元件(10)具有孔(18)，所述孔用于適于支撐所述管(1 的支撐件04)通過(guò)，所述太陽(yáng)能面板包括小的板(23)，該小的板能夠屏蔽從所述孔(18)離開(kāi)的紅外輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽(yáng)能面板，其特征在于，用來(lái)運(yùn)輸熱媒介流體的所述管(13)大體上由鋁制成。
全文摘要
一種雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板，該雙側(cè)真空熱太陽(yáng)能面板包括當(dāng)抽空時(shí)能夠承受大氣壓力的真空密封的包殼(30)，所述包殼(30)包括對(duì)太陽(yáng)輻射透明并且彼此面對(duì)的第一和第二玻璃片(1，2)，限定所述包殼(30)的側(cè)表面的周邊框架(3)，所述太陽(yáng)能面板包括至少一個(gè)第一熱吸收器(11)，第二熱吸收器(12)，通過(guò)在所述第一和第二熱吸收器(11，12)之間穿過(guò)而進(jìn)入和離開(kāi)所述包殼(30)的管(13)，和包圍管(13)的外表面的盒元件(10)。
文檔編號(hào)F24J2/05GK102165270SQ200980137549
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者V·帕爾米耶里 申請(qǐng)人:Tvp太陽(yáng)能股份有限公司