專利名稱：一種有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
采用真空隔熱可有效提高太陽能集熱溫度和效率。現(xiàn)有產(chǎn)品的真空隔熱層在集熱 元件制造時形成并依靠密封來保持，其產(chǎn)品形式、性能、所用的材料及使用壽命受到 真空隔熱層密封技術(shù)的制約，對真空集熱器內(nèi)的少量氣體也無法再行排除。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是用透光封閉容器、太陽能收集 利用裝置、測控系統(tǒng)和負壓源組成一個有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)。透光封閉容器 與負壓源之間含有排氣通道。透光封閉容器包括帶有透過體、內(nèi)置太陽能收集利用裝 置或與太陽能收集利用裝置一體制造的一體式透光封閉容器，也包括帶有透過體和非 內(nèi)置太陽能收集利用裝置的分體式透光封閉容器。太陽能收集利用裝置包括吸收體， 熱工裝置，熱電元件和加熱負載。負壓源譬如真空泵將各透光封閉容器內(nèi)的氣體抽出 形成真空隔熱層。因這個真空依賴于負壓源所以稱作有源真空。為抵抗負壓可使用支 撐件。各透光封閉容器可用閥門隔離。透光封閉容器可取各種形狀包括曲面狀和球冠 狀。透過體邊緣或端口可包裹粘結(jié)護套。
本實用新型的有益效果包括依靠負壓源提供的有源真空可解決慢性漏氣、材料 放氣、氦氣滲透和高溫氣體膨脹使真空度下降的問題?？捎妹芊馊蛘辰Y(jié)密封等普通 密封技術(shù)制造各種太陽能真空收集利用新產(chǎn)品，擴大了材料和工藝選用范圍譬如用鋼 化玻璃透過體來提高抗冰雹能力。產(chǎn)品使用壽命可與建筑物同步。熱能成本低。采用 護套有助于解決玻璃管板的尺寸誤差問題并改善其受力工況。幕墻玻璃薄片分體式透 光封閉容器安裝使用方便、隔熱效果好。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是有源真空太陽能海水蒸餾系統(tǒng)實施例的構(gòu)示圖。
圖2是中通雙U型有源真空太陽能集熱管實施例的構(gòu)示圖。
圖3是直通式有源真空太陽能集熱管實施例的構(gòu)示圖。
圖4是折彎直通式有源真空太陽能集熱管實施例的構(gòu)示圖。
圖5是幕墻玻璃薄片分體式透光封閉容器實施例的側(cè)視和正視構(gòu)示圖。
圖中l(wèi).護套；2.透過體；3.邊框；4.冷凝器；5.殼體；6.透光封閉容器；7.蒸發(fā)器； 8.小？L; 9.吸收體；IO.支撐件；ll.隔熱套管；12.駁管；13.排氣通道；14.排氣干道； 15.自動止回限流閥；16.低真空泵；17.高真空泵；18.常閉閥；19.常開閥；20.連接器； 21.密封接口； 22.U型連接器；23.太陽能收集利用裝置；24.拱形體；25.通片；26.罩 片；27.玻璃。
具體實施方式
圖1中，由一塊粘有鋁質(zhì)橫截面為U型的包邊護套1的平板透過體2和一個與邊 框3及冷凝器4 一體制造的殼體5粘結(jié)密封構(gòu)成一個一體式透光封閉容器6。透光封 閉容器6內(nèi)含有一個與蒸發(fā)器7—體制造、帶許多小孔8的吸收體9。透過體2與殼 體5之間用許多穿過吸收體9小孔8的支撐件10支撐抵抗負壓。支撐件10與吸收體 9的小孔8不接觸。
透光封閉容器6采用一個凹進的隔熱套管11以減少進出水駁管12連接處的熱損 失。隔熱套管11里端密封連接駁管12，駁管12從隔熱套管11內(nèi)穿過伸出。
透光封閉容器6通過真空管網(wǎng)與真空度不等的負壓源分時連通。真空管網(wǎng)包括排 氣通道13、排氣干道14及串接于排氣通道和排氣干道上作為測控系統(tǒng)組成部分的自 動閥門譬如自動止回限流閥15。排氣通道13匯集各透光封閉容器6到負壓源；或者 排氣通道13匯集各透光封閉容器6到排氣干道14、排氣干道14匯集各排氣通道13 到低真空泵16及高真空泵17。本實用新型各實施例的抽空過程為打開常閉閥18、 關(guān)閉常開閥19用低真空泵16對各透光封閉容器6抽真空至設(shè)定值；然后關(guān)閉常閉閥 18、打開常開閥19切換插入高真空泵17繼續(xù)抽真空。同時用儀器測量顯示各組透光 封閉容器6的真空度。如某個透光封閉容器6真空狀態(tài)異常則關(guān)閉相關(guān)的自動止回限 流閥15。采用兩級負壓源低真空泵16和高真空泵17接力抽真空適合起始大流量抽氣 和平時高真空度的工作要求。
圖1實施例中，吸收體9將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芴峁┙o蒸發(fā)器7;冷凝器4將熱能 散發(fā)到外側(cè)大氣中。在真空中，作為熱工裝置高、低溫?zé)嵩吹奈阵w9和冷凝器4間 隔0.5mm就能保持絕熱狀態(tài)，因此可制造各種超薄真空平板太陽能熱利用裝置。
圖1實施例中，海水在蒸發(fā)器7中形成蒸氣，然后蒸氣在冷凝器4中凝結(jié)成水完 成海水淡化。真空集熱的溫度和效率都很高，可采用多效蒸餾技術(shù)提高淡水產(chǎn)量。以 6效蒸餾計算，每1112每天最多可產(chǎn)50升淡水，其淡水成本可低至14元/噸。
圖2中，連接器20兩側(cè)各連接個一端閉口、 一端帶護套1的管狀透過體2構(gòu)成 一個一體式透光封閉容器6。連接器20還連接U型管板吸收體9的駁管12。為減小 兩個駁管12之間的熱短路，可采用如圖l實施例介紹的隔熱套管ll。圖2實施例的 吸收體9兩端能自由移動不與透光封閉容器6接觸。
圖2實施例在太陽輻照強度500w/n)2條件下，10分鐘內(nèi)就能輸出16(TC熱能。
圖3中，用連接器20連接兩個一端收口的管狀透過體2構(gòu)成一個一體式透光封 閉容器6。透光封閉容器6采用一個金屬波紋管彈性元件密封接口 21，使駁管12熱 脹冷縮時能自由伸縮。
圖3實施例與全玻璃真空集熱管內(nèi)插金屬流道的方式相比少一層內(nèi)玻管，受光 面積增加11%;陽光照射在吸收體上只有一次平均7mm長的金屬傳熱就達到傳熱介質(zhì)， 熱阻很小。用于一維聚光高溫集熱時，長度40米的集熱器，單管輸出功率可達40kw。
圖4實施例采用U型連接器22同側(cè)連接兩根平行布置的管狀透過體2。 U型連 接器22內(nèi)部空間足夠大，碰不到因熱脹冷縮而移動的太陽能收集利用裝置23。具有 省料和可靠的優(yōu)點。用三個U型連接器還可連接四根平行布置的管狀透過體。
圖5實施例采用一片其上制有單側(cè)各自連通的微小拱形體24陣列的可撓曲透明 薄片簡稱通片25、兩片罩片26和一塊幕墻玻璃27制成三個層疊布置、相互隔離的分 體式透光封閉容器6。也可用通片25與罩片26制成一個可撓曲分體式透光封閉容器 6。還可將通片25附著于幕墻玻璃27上并對通片25四周密封構(gòu)成一個分體式透光封 閉容器6。
圖5實施例中的薄片單側(cè)各自連通有助于排氣。微小拱形體24陣列既是為了形 成真空隔熱空間，也為了抵抗真空負壓引起的變形。采用微小拱形體24陣列可省略支撐件。微小拱形體24的兩個表面光滑，對直射光的扭曲小，實際產(chǎn)品可以做到幾 乎不影響視覺。微小拱形體24尺寸很小，這里為了直觀而放大并簡化畫出。微小拱 形體24的形狀根據(jù)需要可以有許多種譬如細而長的鐘罩狀。罩片26用于與通片25 一起構(gòu)成平板狀分體式透光封閉容器6形成有源真空隔熱層，罩片26表面也可制有 單側(cè)各自連通的微小拱形體24陣列以增加抗壓能力和方便與光滑表面吸合。通片25 與罩片26之間可以沒有明確的界限。
還可在建筑物玻璃的外側(cè)設(shè)置分體式透光封閉容器，并在分體式透光封閉容器的 玻璃、通片或罩片上設(shè)置只能從里往外看的單向可視鍍層、紫外線阻隔涂層或濾色膜。
用塑料制造具有各種需要的性能、色彩和彈性的通片、罩片及薄片透光封閉容器， 具有造價低、不易碎、可巻曲、運輸安裝方便的優(yōu)點。用三層薄片制造的可撓曲透光 封閉容器產(chǎn)品重量可低至每平米數(shù)百克，可直接粘接在玻璃上。使建筑物的窗戶或幕 墻玻璃能同時獲得所需的采光、保溫、大視野觀景及減少紫外線輻射的功能。 一個玻 璃幕墻上可設(shè)置多個分體式透光封閉容器形成陣列。這里，將室內(nèi)受到光照的物體都 看做是太陽能收集利用系統(tǒng)中的加熱負載。
即使采用其壓力與大氣壓力之間的壓力差大于0，小于0.1kg/cm2的負壓源與帶 薄片包括通片和罩片的透光封閉容器連通用于建筑物玻璃形成中空隔熱層，也具有保 溫節(jié)能、負壓吸合、負壓張力、隔音、去濕效果好不易結(jié)露、使透光封閉容器內(nèi)壁的 各種鍍膜遠離濕熱空氣延長鍍膜使用壽命、重量輕、造價低和容易實施等優(yōu)點。
薄片透光封閉容器的抽真空方式可以簡化降低要求，譬如采用魚缸充氣泵抽到 0.95大氣壓。圖5實施例的幕墻玻璃薄片多層分體式透光封閉容器其真空度即使都接 近大氣壓，仍可將熱損系數(shù)從單層玻璃的約6. 21w/ (m2*k)降低至low-e中空玻璃的 約1. 5-3. 2w/ (m2*k)甚至更低。以室內(nèi)外溫差28"計，節(jié)省的供暖功率可達131. 8w/ m2。其透光性能和隔音性能與low-e中空玻璃相近。因為有負壓張力，其質(zhì)感和可清 潔性也與玻璃相近。
在幕墻玻璃上復(fù)貼玻璃形成一個分體式透光封閉容器，用有源真空可使其熱損系 數(shù)降低至0.7w/ (m、k)，并且對幕墻玻璃幾乎不產(chǎn)生有害應(yīng)力。因減少能源費支出其 投資最快可在18個月內(nèi)收回。這種分體式透光封閉容器即使采用其壓力與大氣壓力 之間的壓力差大于0，小于0. lkg/cm2的負壓源形成中空隔熱也具有能避免中空層氣 體受熱膨脹短時間內(nèi)產(chǎn)生上千kg/m2脹力的惡劣工況及內(nèi)部容易結(jié)露的現(xiàn)象。
對單層玻璃的太陽能烘干裝置加裝一、兩層玻璃或薄片構(gòu)成分體式透光封閉容器 使之升級為有源真空太陽能烘干裝置可使烘干效率大幅提高，其投資可在三個月內(nèi)收 回。
權(quán)利要求1. 一種有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)，由透光封閉容器、太陽能收集利用裝置、測控系統(tǒng)和負壓源組成；透光封閉容器包括帶有透過體和內(nèi)置太陽能收集利用裝置或與太陽能收集利用裝置一體制造的一體式透光封閉容器，也包括帶有透過體和非內(nèi)置的太陽能收集利用裝置的分體式透光封閉容器；太陽能收集利用裝置包括吸收體、熱工裝置、熱電元件和加熱負載；透過體邊緣或端口可包裹粘結(jié)護套，其特征在于透光封閉容器與負壓源之間含有排氣通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于透光封閉容器通過真空管網(wǎng)與真空度不 等的負壓源分時連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于含有測量顯示各組真空容器真空度 的儀器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于透光封閉容器含有一個凹進的隔熱 套管，隔熱套管里端密封連接駁管，駁管從隔熱套管內(nèi)穿過伸出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于透光封閉容器含有一個彈性元件密 封接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于含有一個同側(cè)連接管狀透過體的U 型連接器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于含有在幕墻玻璃上復(fù)貼玻璃形成的分體 式透光封閉容器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于含有一個用一片其上制有單側(cè)各自連通 的微小拱形體陣列的可撓曲透明薄片簡稱通片附著于玻璃板上并對通片四周密封構(gòu) 成的分體式透光封閉容器；或者含有一個用通片與罩片制成的可撓曲分體式透光封 閉容器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于含有置于建筑物玻璃外側(cè)的分體式透光 封閉容器，所述透光封閉容器的玻璃、通片或罩片上帶有單向可視鍍層、紫外線阻 隔涂層或濾色膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于含有其壓力與大氣壓力之間的壓力差大 于0，小于0.1kg/ci^的負壓源。
專利摘要一種有源真空太陽能收集利用系統(tǒng)，由透光封閉容器、太陽能收集利用裝置、測控系統(tǒng)和負壓源組成；透光封閉容器包括內(nèi)置太陽能收集利用裝置的一體式透光封閉容器和外置太陽能收集利用裝置的分體式透光封閉容器。負壓源將透光封閉容器內(nèi)氣體抽出形成真空隔熱層，其特征在于透光封閉容器與負壓源之間含有排氣通道。本實用新型可解決慢性漏氣、材料放氣、氦氣滲透和高溫氣體膨脹使真空度下降的問題?？捎闷胀芊饧夹g(shù)制造各種太陽能真空收集利用新產(chǎn)品，擴大了材料和工藝選用范圍。產(chǎn)品使用壽命可與建筑物同步。熱能成本低。采用護套有助于解決玻璃管板的尺寸誤差問題。幕墻玻璃薄片透光封閉容器中空隔熱效果好、使用方便。結(jié)合附圖給出5個實施例。
文檔編號F24J2/00GK201251291SQ200820059650
公開日2009年6月3日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者施國梁 申請人:施國梁